Расчет обмоток трансформатора, как правило, начинают с определения числа обмоток ВН и НН.
1. Электродвижущая сила одного витка, В,
,
где 
– задаваемая частота, Гц; 
– индукция в стержне, Тл;
– активное сечение стержня, м2.
2. Число витков обмотки НН – это целое число, оно равно
= 
.
3. Число витков обмотки ВН
.
Его значение также округляем до ближайшего целого.
4. Коэффициент трансформации
; 
.
Округление до целого числа витков обмоток ВН и НН должно быть таким, чтобы
.
5. Число витков для регулирования напряжения со стороны обмотки ВН определяем по формуле 
и округляем до целого четного числа, где n – предел регулирования, %/100.
Число витков на одну ступень регулирования 
устанавливаем из предположения, что регулирование в обмотке при ПБВ осуществляется в пределах 
2,5 % от номинального значения напряжения:
.
Полученное значение округляем до целого числа. При регулировании с РПН пределы регулирования берем из табл. 3.8
Это число витков учитываем при определении потерь короткого замыкания.
6. Плотность тока 
, А/мм2, в обмотках, обеспечивающая получение заданных потерь короткого замыкания, берем из табл. 3.1.
7. Ориентировочное сечение витка обмотки ВН, мм2,
.
8. Ориентировочное сечение витка обмотки НН, мм2,
.
При сечении витка больше 7…20 мм2 рекомендуется использовать прямоугольный проводник; менее 7…20 мм2 – круглый. В разделе 3.2 показано, как определяются окончательные значения
.
Таблица 3.1
Плотность тока в обмотках
| Масляные трансформаторы | ||||
| Мощность трансформатора S н, кВ.А | 25…40 | 63…630 | 1 000… 6 300 | 10 000… 16 000 |
| Плотность тока в алюминиевых обмотках J, А/мм2 | 1,1…1,8 | 1,2…2,5 | 1,5…2,6 | 1,5…2,7 |
| Плотность тока в медных обмотках J, А/мм2 | 1,8…2,2 | 2,2…3,5 | 2,2…3,5 | 2,0…3,5 |
| Сухие трансформаторы | ||||
| Мощность трансформатора S н, кВ.А | 10…160 | 160…1 600 | ||
| Обмотка | НН | ВН | НН | ВН |
| Плотность тока в алюминиевых обмотках J, А/мм2 | 1,3…0,9 | 1,3…1,8 | 1,4…0,8 | 1,4…2,0 |
| Плотность тока в медных обмотках J, А/мм2 | 2,0…1,4 | 2,2…2,8 | 2,0…1,2 | 2,0…2,8 |
9. Тип обмотки выбирается по табл. 3.2.
|
|
Таблица 3.2
Обычные пределы применения различных типов обмоток
| Тип обмотки | Применение на стороне | Материал обмоток | Пределы применения, включительно | Число параллельных проводов | ||||
| Главное | Возможное | S, кВ.А | I на стержень А | U, кВ | П, мм2 | |||
| Цилиндрическая одно- и двухслойная из прямоугольного провода | НН | ВН | Сu | До 630 | 15…800 | До 6 | 5,04…250 | 1…8 |
| Al | До 630 | 10…650 | До 6 | 6,39…300 | ||||
| Цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода | ВН | НН | Сu | 630…80 000 | 15…1 200 | 10 и 35 | 5,04…400 | 1…8 |
| Al | До 25 000 | 10…1 200 | 10 и 35 | 6,39…500 | ||||
| Цилиндрическая многослойная из алюминиевой ленты | НН | – | Al | 160…1 000 | 100…1 500 | До 10 | 100…1 000 | |
| Цилиндрическая многослойная из круглого провода | ВН | НН | Сu | До 630 | 0,3…100 | До 35 | 1,094…42,44 | 1…2 |
| Al | До 630 | 2…135 | До 35 | 1,37…50,24 | ||||
| Винтовая одно-, двух- и многоходовая из прямоугольного провода | НН | – | Сu | От 160 и выше | От 300 и выше | До 35 | От 75 и выше | 4…16 |
| Al | От 100 и выше | От 150 и выше | До 35 | От 75 и выше | ||||
| Непрерывная из прямоугольного провода | ВН | НН | Сu | От 160 и выше | От 15 и выше | 3…220 | От 5,04 и выше | 1…5 |
| Al | От 100 и выше | От 10 и выше | 3…220 | От 6,39 и выше |
Таблица 3.3
Толщина витковой изоляции
| Испытательное напряжение, кВ | Марка провода | Класс нагревостойкости изоляции | Толщина изоляции провода на две стороны, мм | Назначение |
| 5…85 | АПБ ГОСТ 16512–70 | А (105 oC) | Круглый – 0,4 Прямоугольный – 0,5 | Для масляных и сухих трансформаторов |
|
|
Таблица 3.4
Нормальная междуслойная изоляция
в многослойных цилиндрических обмотках
| Суммарное рабочее напряжение двух слоев обмотки, В | Число слоев кабельной бумаги на толщину листов, мм | Выступ междуслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону), мм |
| До 1 000 | 2 × 0,12 | |
| От 1 001 до 2 000 | 3 × 0,12 | |
| От 2 001 до 3 000 | 4 × 0,12 | |
| От 3 001 до 3 500 | 5 × 0,12 | |
| От 3 501 до 4 000 | 6 × 0,12 | |
| От 4 001 до 4 500 | 7 × 0,12 | |
| От 4 501 до 5 000 | 8 × 0,12 | |
| От 5 001 до 5 500 | 9 × 0,12 |
10. В качестве витковой изоляции используют собственную изоляцию обмоточного провода. Для учебного проектирования
рекомендуется провод марки АПБ, изолированный лентами кабельной бумаги как для сухих, так и для масляных трансформаторов класса изоляции А.