Расчет обмотки высокого напряжения

Число витков на основной ступени регулирования

витков.

Число витков на одной ступени регулирования

витка,

где D U _ф – напряжение ступени, равное разности фазных напряжений двух соседних ступеней регулирования; b – полный диапазон регулирования, в %; n – полное число ступеней регулирования.

При пересчёте напряжения на зажимах обмотки ВН получим

U _ф = W _ВН U _в = 1 678 × 5,9607 = 10002,05 В.

Таблица 3.17

Проверка напряжений на всех ступенях регулирования

Рассмотрим схему регулирования напряжения ПБВ с регулировочной зоной в середине высоты обмотки (рис. 3.11). Регулировочная обмотка выполнена той же конструкции, что и обмотка ВН.

Согласно табл. 3.2 выбираем многослойную цилиндрическую обмотку из медного круглого провода, взяв ориентировочное сечение витка П_ВН = 1,96 мм². Нормированное сечение и диаметр провода находим по табл. 3.11:

,

,

где d = 1,6 мм – диаметр неизолированного провода; d _из = 1,6 + 0,4 = 2,0 мм – диаметр изолированного провода; толщина изоляции на две стороны D_из = 0,4 мм.

Уточнённая плотность тока

.

Сечение проводника

П_ВН = П_ГОСТ n _эл = 2,015 × 1 = 2,015 мм².

Проверим отклонение плотности тока:

.

Число витков в слое

витков.

Число слоёв в обмотке

слоёв.

Обмотка ВН наматывается в 7 слоёв:

1–5-й слой 275 × 5 = 1 375

6-й слой 219

7-й слой 42 × 4 = 168

Всего 1 762 витка.

Разделяем обмотку ВН на две концентрические катушки: внутреннюю К _внут – в 3 слоя и внешнюю К _нар – в 4 слоя с осевым каналом а ₂₂ = 10 мм (рис. 3.10).

Рабочее напряжение двух слоёв обмотки

U _сл = 2 W _сл.ВН U _в = 2 × 275 × 5,9607 = 3278,4 В.

По табл. 3.4 находим: толщину межслойной изоляции
(кабельная бумага) – 5 × 0,12 = 0,6 мм; выступ изоляции на торцах обмотки (на одну сторону) – 16 мм.

Радиальный размер обмотки ВН с осевыми каналами, мм:

а ₂ = d _из n _сл + D _из[ n _сл – (n _к+1)] + n _к b _к =

= 2,0 ×7 + 0,6×[7 – (1 + 1)] + 1×10 = 27,6,

где D_из – толщина межслойной изоляции; b _к – ширина каналов между катушками; n _к – число каналов, выбираемое из условия
на 4-5 слоёв один канал.

Рис. 3.10. Многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода

Рис. 3.11. Схема регулирования напряжения ПБВ с регулировочной зоной в середине высоты обмотки: W _BH = 1 678, n _сл = 7, n _эл = 1

Высота обмотки ВН

l _ВН = d _из n _эл(W _сл.BH + 1) = 2,0 × 1 × (275 + 1) = 552 мм.

Внутренний диаметр обмотки

D  ₂ = D   ₁ + 2 × a ₁₂ = 180 + 2 × 40 = 260 мм.

Наружный диаметр обмотки

D   ₂ = D  ₂ + 2 × a ₂ = 260 + 2 × 27,6 = 315,2 мм.

Поверхность охлаждения обмотки

П_охл.ВН = 3(n _к + 1) × K p (D   ₂ + D  ₂) × l _BH =

= 3 × (1 + 1) × 0,8 × 3,14 × (260 + 315,2) × 552 × 10^–6 = 4,786 м².

Вес обмотки

=

,

где К – коэффициент, учитывающий закрытие части поверхности обмотки рейками и другими изоляционными материалами, равный 0,8.

Масса металла обмотки

G _ВН = 85,607 кг.

Масса изолированного провода обмотки ВН

G _пр.ВН = 1,04 × 85,607 = 89,031 кг.

Пример 3

Рассчитать обмотки трансформатора ТМН-2500/110/6.6. Схема соединения обмоток Ун/Д – 11;

напряжение КЗ U _к = 10,5 %,

потери КЗ P _к = 22 кВт,

потери х.х. Р ₀ = 5,5 кВт,

ток х.х. I ₀ = 1,5 %.

Из расчета основных размеров трансформатора на ЭВМ найдено:

диаметр стержня d = 0,3 м,

высота обмотки l = 1,075 м,

сечение стержня П_с = 0,0637 м².