Выбор конструкции изоляции и минимально допустимых изоляционных расстояний

Выбор главной изоляции обмоток

Изоляция между обмотками ВН и НН осуществляется жесткими бумажно – бакелитовыми цилиндрами намотанными при сборке трансформатора из электроизоляционного картона. Размер выступа цилиндра за высоту обмотки обеспечивает отсутствие разряда по поверхности цилиндра между обмотками или с обмотки на стержень.

Данные берутся для обмотки НН по таблице 4-4 [1], а для обмотки ВН по таблице 4-5 [1].

- для обмотки ВН

- для обмотки НН

Выбор витковой изоляции

Марку и толщину изоляции провода для различных значений выбираем по таблице 4-6 источника [1].

ВН

Исходя из данных выбираем марку провода ПБ прямоугольный провод.

Толщина изоляции на две стороны равна 0,50 мм.

НН

Исходя из данных выбираем марку провода ПБ

Толщина изоляции равна 0,50 мм.

Выбор междуслойной изоляции

По таблице 4.7 [1] выбираем междуслойную изоляцию из электроизоляционного картона

Выбор междукатушечной изоляции

Изоляцией между катушками служат простые шайбы (рис. 2.5 в)

b=0,5мм.;

В=8мм.

b_ис - 0.5 мм, а≥6 мм, в=6 ÷ 8 мм, а - круглый провод, б, в - прямоугольный провод

Рисунок 2.5 - Варианты конструкции междукатушечной изоляции

Рисунок 2.6 - Определение радиальных размеров двухслойной обмотки НН

Выбор изоляции отводов

Расстояние от гладкой стенки бака или собственной обмотки, определяем по таблице 4.11 источника [1]

Su=18мм; Sk=10мм; S=28мм

Расстояние от заземлённой части острой формы, выбираем по таблице 4.11 источника [1]

Su=17мм; Sk=5мм; S=22мм

Выбор изоляции вводов /проходных изоляторов/

Минимально допустимые изоляционные расстояния:

- между вводами равных обмоток и от линейного до нулевого провода =15,5см.;

- между линейными вводами одной обмотки от ввода до расширителя или до выхлопной трубы =12см;

- от ввода до крана оправы термометра =15,5см.

Выбор и расчет обмоток

Конструкция обмотки должна обеспечивать достаточную электрическую прочность, механическую прочность, нагревостойкость.

2.3.24 Предварительно значение средней плотности тока

где коэффициент Кд учитывает наличие добавочных потерь в обмотках, в отводах, в стенках бака и т.д. и определяется из таблицы 3.6 [1].

Кд=0,95

2.3.25 Ориентировочное сечение витка

- обмотки ВН

- обмотки НН

2.3.26 Расчет обмоток НН

Исходя из таблицы 5.8 источника [1] принимаем:

Обмотка ВН цилиндрическая из прямоугольного провода.

Обмотка НН цилиндрическая из прямоугольного провода.

Расчет обмоток НН должен сопровождаться соответствующими эскизами отдельных частей и всей обмотки.

2.3.27 Число витков в слое

- для двухслойной обмотки

W_СП2 =W₁ /2=369

2.3.28 Определим предварительный осевой размер (высота) витка

2.3.29 Размеры провода

Определяются по таблице 5.2 источника [1] и записываются в виде формулы:

Х или

Прячем , где δ - толщина изоляции на две стороны, мм.

Рисунок 2.7 - Определение высоты витка

Рисунок 2.8 - Определение размеров витка винтовой обмотки

2.3.30 Полное сечение витка, состоящего из параллельных проводов

где - сечение одного провода

2.3.31 Уточненная плотность тока обмотки НН

2.3.32 Окончательная ширина /радиальный размер/обмотки

Размеры каналов:

- между обмотками =0,5см

- между обмотками и цилиндром =0,5см

- между обмотками и стержнем =0,5см

2.3.33 Окончательная высота /осевой размер/ обмотки НН

где - высота одного витка

2.3.34 Внутренний диаметр обмотки НН

Ширина канала определяем по таблице 4.4 [1]

2.3.35 Наружный диаметр обмотки НН

2.3.36 Охлаждаемая поверхность обмотки

Однослойная обмотка и двухслойная обмотка без охлаждающего канала имеют две охлаждаемые поверхности /внутреннюю и наружную/. Полная охлаждаемая поверхность обмотки НН в этом случае

,

где C - число активных стержней; К - коэффициент учитывает величину закрытия поверхности обмотки рейками и другими изоляционными деталями и принят равным 0,75.

,

2.3.37 Число витков обмотки ВН для средней ступени номинального напряжения

2.3.38 Число витков для регулирования напряжения

2.3.39 Число витков обмотки на ответвлениях

- верхняя ступень напряжения =749+37=786;

- средняя ступень напряжения =786;

- нижняя ступень напряжения =786-34=752.

2.3.40 Предварительная плотность тока в обмотке ВН

2.3.41 Предварительное сечение витков обмотки ВН

2.3.42 Подбираем провод подходящего сечения

марка провода ,

где - число параллельных проводов.

2.3.43 Полное сечение витка

,

где - сечение одного провода.

2.3.44 Уточненная плотность тока обмотки ВН

2.3.45 Число витков в слое

Как правило, обмотки НН и ВН для удобства крепления выполняются одинаковой высоты, т.е. .

2.3.46 Число слоев в обмотке

2.3.47 Число витков в слоях

749+34=773

2.3.48 По условиям охлаждения обмотка ВН в большинстве случаев выполняется в виде двух концентрических катушек с осевым масляным каналом между ними. Число слоев внутренней катушки должно составлять не более 1/3 - 2/5 от общего числа слоев. Масляный канал образуется с помощью реек.

1 – экран, 2 – междуслойная изоляция, 3 – бортики из электрокартона,

4 – витковая изоляция

Рисунок 2.9 - Изоляция торцовой части многослойной цилиндрической обмотки

2.3.49 Рабочее напряжение между первыми витками двух соседних слоев

Полагаясь на таблицу 4.7 источника [1] выбираем:

- толщина междуслойной изоляции

=

- выступ изоляции за высоту обмотки =10мм

Расположение катушек на стержне и размеры радиальных каналов представлены на рис. 2.10

Рисунок 2.10 - Схема определения осевых размеров обмотки

2.3.50 По испытательному напряжению обмотки ВН и мощности трансформатора из таблицы 4.7 источника [1] находим

а) размеры канала между обмотками ВН и НН

б) толщину цилиндра между обмотками

в) величину выступа цилиндра за высоту обмотки

г) минимальное расстояние между обмотками ВН соседних стержней

д) расстояние обмотки ВН от ярма

2.3.51 Радиальный размер обмотки

2.3.52 Внутренний диаметр обмотки ВН

2.3.53 Наружный диаметр обмотки ВН

2.3.54 Расстояние между осями стержней ВН

2.3.55 Поверхность охлаждения обмотки ВН

,

где К коэффициент учитывающий величину закрытия поверхности обмотки изоляционными деталями, равный 1.

2.3.56 Вес меди обмотки НН

,

где, - удельный вес проводникового материала, кг/дм³, равный 8,9;

П - сечение витка, мм²; D - диаметры обмоток, см.

2.3.57 Вес меди обмотки ВН

2.3.58 Общий вес меди обмоток

2.3.59 Коэффициент добавочных потерь

2.3.60 Электрические потери в обмотке НН с учетом добавочных потерь

2.3.61 Электрические потери в обмотке ВН с учетом добавочных потерь

2.3.62 Потери в обмотке НН, отнесенные к единице охлаждаемой поверхности /плотность теплового потока/

2.3.63 Плотность теплового потока обмотки ВН