Силовой двухобмоточный трансформатор

Разделённых на две группы по шесть проводов с каналами по 5 мм между группами витка и между витками (рис.2).

Для частичной компенсации разрыва в обмотке ВН при регулировании напряжения размещаем в середине высоты обмотки НН шесть радиальных каналов по 10 мм.

Полное сечение витка: П₁ = 1227.8 = 333.6 мм² = 333.610^-6 м²

Плотность тока: J₁ = 120810⁶/333.6 = 3.62 МА/м²

По графику рис.5.34(а) (Л-1), находим, что для J=3.6 МА/м² и b=9,5 мм,

q=1600 Вт/м²

Высота обмотки:

l₁ = (27+1)29.510^-3+[(272+1-6)5+106]0.9510^-3 = 53210^-3+289,7510^-3

 0.82 м

Радиальный размер обмотки: а₁ = 63.6510^-3 = 0.022 м.

По таблице 4.4 (Л-1) для U_исп.1=5 кВ, S=2500 кВА и винтовой обмотки находим а₀₁=15 мм, обмотка наматывается на 12 рейках на бумажно-бакелитовом цилиндре размером

0.0,93 м

3,65

9,5

5 Рис. 2 Сечение витка обмотки НН.

9,5

22

Внутренний диаметр обмотки:

D^`₁ = d+2a₀₁ = 0.32+20.015 = 0.35 м

Внешний диаметр обмотки по (7.19):

D^``₁ = D^`₁+ 2f₁ = 0.35+20.022 = 0.394 м

Плотность теплового потока на поверхности обмотки по (7.19)

q = 10^-10 = 10^-10  780 Вт/м²

В обмотке предусматривается равномерно распределённая транспозиция параллельных проводов-12 транспозиций по принципиальной схеме рис. 5.29 (Л-1). Первая транспозиция после первого витка, 11 последующих с шагом в два витка, т.е. после третьего витка, пятого витка и т.д. .

Масса метала обмотки по (7.6) (Л-1):

G₀₁ = 2810³cD_ср₁П₁ = 2810³30.37227333.610^-6 = 281.5 кг

Масса провода по таблице 5.5 (Л-1)

G _пр1 = 281.5 1,02 = 287,13 кг

Расчёт обмотки ВН.

Выбираем схему регулирования по рис. 3 (6.14) (Л-1) с выводом концов всех трёх фаз обмотки к одному трёх фазному переключателю. Контакты переключателя рассчитываются на рабочий ток 41,24 А. Наибольшее напряжение между контактами переключателя в одной фазе:

рабочее: %U_2, т.е. 2020 В

испытательное: %U₂, т.е. 4040 В.

для получения на стороне В различных напряжений необходимо соединять

Число витков в обмотке ВН при номинальном напряжении:

_H=₁ = 27Ч = 790 витков

Число витков на одной ступени регулирования:

_р = = 19 витков

Для пяти ступеней

Ориентировочная плотность тока

J₂  2ЧJ_ср.– J₁= 2Ч3.67Ч10⁶ – 3.62Ч10⁶ = 3.72 МА/м²

Ориентировочное сечение витка

П`₂  = 11Ч10^-6 м² = 11 мм²

По таблице 5,8 (Л-1) выбираем непрерывную катушечную обмотку из медного прямоугольного провода (S=2500 кВА; I₂= 41.24 A; U₂= 35000 B; П`₂ = 11 мм²). По сортаменту медного обмоточного провода (табл. 5,2) выбираем провод марки ПБ.

ПБ–1Ч сечением П₂ = 11,2 Ч 10^-6 м²

Плотность тока в обмотке: J₂ = = 3.68 МА/м².

При J₂ = 3.68 МА/м² и b=7.1 мм по графикам рис. 5,34 (а) находим

q = 1000 Вт/м²

Принимаем конструкцию обмотки с радиальными каналами по 4,5 мм между всеми катушками. Две крайние катушки вверху и внизу катушки отделены каналами по7,5 мм (см. табл. 4,10) (Л-1).

Схема регулирования напряжения (по рис. 6,14) (Л-1), канал в месте разрыва обмотки h_кр = 12 мм (см. табл.4,9) (Л-1).

Основной размер катушки 7,6 мм.

Число катушек на стержне ориентировочно:

N_кат.2  = 77,6  77 катушек.

Число витков в катушке ориентировочно:

_кат  = 10,75

Радиальный размер: а`₂ = 2,10  11 = 23,1  23 мм

Общее распределение витков по катушкам:

62 основные катушки В по 11 витков……………………682 витков

7 основных катушек Г по 10 витков……………………….70 витков

8 регулировочных катушек Д по 9,5 витков………………76 витков

Всего: 77 катушек…………………………………………...828 витков

Расположение катушек на стержне и размеры радиальных каналов приняты по рис. 3 (а).

Осевой размер обмотки:

l = h_кат + h_кан = [7,677+0,95(12,1+475)]  10^-3  0,880 м

По испытательному напряжению U_исп.= 85 кВ и мощности трансформатора S=2500, канал между обмотками ВН и НН ……………………....а`₁₂ = 27 мм

Толщина цилиндра ……………………………………………….…`₁₂ = 5 мм

Выступ цилиндра за высоту обмотки …………………………..…l`₁₁ = 55 мм

Расстояние между обмотками ВН двух соседних стержней ……а`₂₂ = 30 мм

Толщина междуфазной перегородки ………………………………`₂₂ = 3 мм

Расстояние от обмотки ВН до ярма ……………………………...…l`₀ = 75 мм

Согласно параграфу 4,3 (Л-1) принимаем размеры бумажно-бакелитового цилиндра, на котором на 12 рейках наматывается обмотка диаметром:

 0,93

основные размеры обмоток трансформатора показаны на рис. 3 (б).

Плотность теплового потока на поверхности обмотки для катушки Г по (7,19) (Л-1):

q₂ =  10^-10

q₂ = 10^-10 =  10^-4 = 719 Вт/м²

Масса металла обмотки ВН:

G₀₂ = 2810³cD_срw₁П₁= 2810³30,47379011,210^-6 = 351,5 кг

Масса провода в обмотке ВН с изоляцией:

G_{пр 2} = 1,03351,5 кг = 362 кг

Масса металла (меди) обмоток НН и ВН:

G_о = G_о1 + Gо₂ = 281,5+351,5 = 633 кг

Масса провода двух обмоток:

G_пр = G_пр1 + G_пр2 = 287,13+362 = 649,13 кг

Рис. 3 Обмотка трансформатора.

(а) Катушки

4Г 31В 4Д 4Д 31В 3Г

27,5мм 344мм 112мм 344мм 27,5мм

Каналы

(б)

15