Ориентировочный осевой размер витка:

h_в1 = + h_к = – 0.005 = 0.0208 м = 20.8 мм

   Ввиду того, что h_в1>15 мм и по графикам рис. 5.34(а) (Л-1) при максимальном размере медного провода b=15 мм и плотности тока J=3.50 МА/м² плотность теплового потока q=2400, что при естественном масляном охлаждении не допускается, выбираем двух ходовую винтовую обмотку с радиальными каналами в витках и между витками с равномерно распределённой транспозицией.

   По полученным ориентировочным значениям П₁ и h_в1 в таблице 5.2 подбираем значение сечения витка из 12-ти параллельных проводов:

                          ПБ12 ´  

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_срw₁П₁ = 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

 

Напряжение, В	Ответвления обмотки
36 750	A2 A3 B2 B3 C2 C3
35 875	A3 A4 B3 B4 C3 C4
35 000	A4 A5 B4 B5 C4 C5
34 125	A5 A6 B5 B5 C5 C6
33 250	A6 A7 B6 B7 C6 C7

 

Число витков в обмотке ВН при номинальном напряжении:

w _H =w₁  = 27×  = 790 витков

Число витков на одной ступени регулирования:

w _р =  = 19 витков

Для пяти ступеней

 

Напряжение, В	Число витков на ответвлениях
36 750	790+2×19=828
35 875	790+19=809
35 000	790
34 125	790-19=771
33 250	790-2×19=752

 

Ориентировочная плотность тока

J₂» 2×J_ср.– J₁= 2×3.67×10⁶ – 3.62×10⁶ = 3.72 МА/м²

Ориентировочное сечение витка

П`₂» = 11×10^-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–1×  сечением П₂ = 11,2 × 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 по 7,5 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:

w _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 = åh_кат + åh_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 ……………………………………………….… d `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 ……………………………… d `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´ w ₁´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        22         27           25                    30    

 

                                                                                                                           75

                                                           55

 

 

        4                  5                                                     3