Расчет регулировочной обмотки

Регулирование напряжения под нагрузкой осуществляется по схеме (рис. 3.6).

1. Число витков в одной ступени регулирования

,

где находят по табл. 3.7, 3.8 или из расчета при нестандартных напряжениях.

2. Число витков в регулировочной обмотке тонкого регулирования

.

3. Проводим проверку напряжений на крайних ступенях регулирования по табл. 3.14 и расчет напряжений и числа витков на всех ступенях регулирования.

4. Ориентируясь на ту же плотность тока, что и в обмотке ВН, выбираем провод РО с размерами:

,

.

5. Уточняем плотность тока, А/мм²:

.

6. Ширина регулировочной обмотки, мм²,

.

7. Определяем высоту регулировочной обмотки, мм.

Допустимая высота регулировочной обмотки с учетом схемы регулирования РПН или ПБВ и класса напряжения (табл. 1.1, 1.3) (рис. 1.2, 1.5, 1.6)

.

Для непрерывных обмоток

,

где – число регулировочных катушек; – высота катушки; – высота разрыва в середине обмотки (табл. 1.3); – ширина масляного канала (рис. 1.12, табл. 1.4).

Высота провода РО при одной общей транспозиции (рис. 3.8, а), мм,

.

8. Средний диаметр РО, мм,

,

где – изоляционное расстояние между обмотками ВН и РО (табл. 1.1, 1.3).

9. Масса металла обмотки РО, кг:

для алюминиевого провода

;

для медного провода

,

где с – число стержней; – средний диаметр РО; – число витков РО; – сечение витка РО, м².

10. Суммарная масса металла обмоток ВН и РО (для непрерывной обмотки), кг:

,

где индексы N, A, B, C, PO относятся к различным катушкам.

Примеры расчета обмоток

Пример 1

Рассчитать обмотку трансформатора ТМА-1000/35. Номинальное напряжение U _ВН = 35 кВ; U _НН = 10,5 кВ. Схема соединения обмоток У_Н/Д-11. Вид переключения обмоток ПБВ.

По ГОСТ12965–74 установлены напряжения короткого замыкания U _К = 6,5 % и потери короткого замыкания Р _К = 11,6 кВт; ток холостого хода i ₀ = 1,5 % и потери холостого хода Р ₀ = 2,75 кВт. В результате предварительного расчета найдено: диаметр стержня d = 0,24 м; высота обмотки l = 0,67 м; ЭДС одного витка U _в = 14,3 В.

Номинальные токи в обмотках равны: в обмотке ВН – 16,5 А и в обмотке НН – 55 А.

Расчет обмотки ВН

Число витков на основной ступени регулирования

.

Число витков на одной ступени регулирования

.

Значения фазного напряжения и напряжения ступени регулирования взяты из табл. 3.7. Принимаем число витков в обмотке ВН W _ВН = 1 414, в регулировочной обмотке W _р.с = 35, тогда напряжение на зажимах обмотки ВН в режиме холостого хода и напряжение ступени составят

U _ф = 1414 × 14,3 = 20 220 В;

D U _ф = 35 × 14,3 = 501 В.

Проверка числа витков на всех ступенях регулирования приведена в табл. 3.14.

Таблица 3.14

Проверка напряжений на номинальной и крайних ступенях
регулирования обмотки ВН

Плотность тока, А/мм², в обмотке ВН предварительно

J = 2 J _с.р – J ₁ = 2 × 2,1 – 2,13 = 2,07 А/мм².

Уточняем [1, табл. 5.7] J = 1,8 А/мм².

Сечение витка обмотки ВН, мм², предварительно

.

Значение большего из двух размеров поперечного сечения провода [1, ф. 5.7], м, составляет

.

Выбираем непрерывную катушечную обмотку из алюминиевого провода (табл. 3.2):

,

.

Плотность тока, А/мм²,

.

Выполним на каждом конце обмотки 3 канала по 6 мм, в середине высоты обмотки – канал 10 мм. Ориентировочно возьмем 7 каналов по 4 мм между регулировочными катушками и в остальной части обмотки сделаем примерно равное число каналов
по 4 мм и прокладки по 1 мм:

l = n b  + S (n _у b _у) + (n – 1 – n _у) × h _к,(3.8)

где n – число катушек; b  – осевой размер провода с изоляцией;
n _у и b _у – число и высота усиленных каналов; h _к – ширина нормального масляного канала.

Подставив в (3.8) эти данные, получим

670 = n × 7,85 + 6 × 6 + 10 + 7 × 4 + (n – 15) × (4 + 1)/2.

Отсюда найдем n = 62,4. С учетом прессовки возьмем n = 64 (кратное четырем).