Вступ
Задача проектирования силового трансформатора высокого напряжения с оптимальными параметрами в своей общей постановке относятся к классу многокритериальных задач нелинейного математического программирования. Для решения такого задания необходим четкий учет множества противоречивых проектных факторов, проектных ограничений и критериев, невозможно без выполнения огромного объема творческой, вычислительной и конструкторской работы.
Как объем проектирования рассматривается трехфазный силовой распределительный трансформатор с естественным масляным охлаждением класса напряжения до 10 кВ включительно и мощностью от 560 кВА.
Для успешного достижения поставленной цели процесс проектирования трансформатора разделен на два этапа.
Задача первого этапа проектирования связанные с выбором и обоснованием рассчитанных технико- экономических параметров трансформатора с позиции энерго- и ресурсосбережения.
Задача второго этапа проектирования имеют практическое значение, так как в практической работе инженера-электрика (электромеханика, электротехника) достаточно часто приходится решать задачи перерахунку обмоток трансформатора (для заданной магнитной системы) при его модернизации или ремонте.
Спроектированный трансформатор должен соответствовать требованиям проектного задания и государственного стандарта на силовые масляные трансформаторы общего назначения напряжением до 35 кВ включительно.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ОПТИМИЗАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОМАТОРА
1.1 Определение основных размеров и конструктивных показателей трансформатора
Принимаем отношение стоимостей обмоток к стоимости магнитопровода равной: X0 = 0,9
Удельная стоимость приведенной массы трансформатора рассчитывается как:
gy = K · Kст · Ccт, грн/кг (1.1)
где: К – коэффициент отношения прейскурантной стоимости всего трансформатора (с отводами, вводами, баком, арматурой, маслом и т.п.) к стоимости магнитопровода с обмотками в собранном виде (выемной части трансформатора); для рассчитываемого трансформатора номинальной мощностью Sн = 560 кВА и классом напряжения 10 кВ принимается равным 1,6;
Кст – коэффициент разности стоимости изготовленного магнитопровода и стоимости его электротехнической стали принимается равным 1,35;
Cст – цена стали 3407, принимается равной 8 грн/кг.
gy = 1,6 · 1,35 · 8 = 17,28 грн/кг
Согласно п. 2.1.1 [1] по выбору конструктивных параметров магнитной системы и величины индукции в стержне Bc для стали 3407 толщиной 0,35 мм рекомендуется значение находится в диапазоне (1,54ч1,7) Тл. Но следует учитывать и номинальную мощность трансформатора Sн, которая в нашем случае больше 160 кВА. Поэтому, согласно таблице 2.1 [1], подходит диапазон (1,6ч1,68) Тл. Принимаем усредненное значение: Вс = 1,65 Тл.
По таблице А7 [1] для стали 3407, толщиной 0,35 мм при значении индукции Bc = 1,65 Тл, удельные потери составляют: Ру = 1,116 Bт/кг.
Удельная намагничивающая мощность: gy = 1,7 
.
Удельные потери в стыке: Рст = 1057 Вт/кг.
Отсюда, средние удельные потери в стали собранного магнитопровода:
α0 = 1,25 · Ру, Вт/кг (1.2)
α0 = 1,25 · 1,116 = 1,395 ≈ 1,4 Вт/кг
средняя удельная намагничивающая мощность магнитопровода:
β0 = 4,0 · q1, 
(1.3)
β0 = 4,0 · 1,7= 6,8
коэффициент стоимости компенсации намагничивающей мощности трансформатора:
kβ = 
(1.4)
=1,097 ≈ 1,1
где: 
– удельные затраты на 1 кВт потерь холостого хода за год;
– годовая стоимость 1 кВАр часа реактивной энергии, вырабатываемой статическими конденсаторами.
Экономическое отношение потерь:
(1.5)
≈ 15,6
Где 
- удельные затраты на 1 кВт потерь короткого замыкания за год;
n = 1,65 – для трансформатора с цилиндрическими слоевыми обмотками;
Кд - коэффициент учета добавочных потерь.
Выбор начального значения активной составляющей напряжения короткого замыкания Ua0
Величина начального значения активной составляющей напряжения короткого замыкания, Ua 0 , изменяется в пределах (3,0ч1,2)%. Для значения Sн = 560 кВА выберем: Ua0=1,65%.
