Определим фазные токи и напряжения обмоток для схемы Y/Δ:
, кВ (1.13)
, кВ (1.14)
(1.15)
(1.16)
Рассчитаем предварительные значения площади сечений витков обмоток НН и ВН:
, мм2 (1.17)
мм2
, мм2 (1.18)
11,1 мм2
Произведем подбор провода обмотки НН. Для этого определим, что виток будет состоять из 4-х проводов. Найдем площадь одного провода. Поскольку площадь витка больше 16 мм2, то предварительно по таблице Б3 [1] выберем алюминиевый прямоугольный провод марки АПБ сечением Sпр1 = 59 мм2 и составим сечение витка:
, мм2 (1.19)
мм2
Толщина изоляции на две стороны tв1 = 0,45 мм и размерами: a1 = 15 мм, b1 = 4 мм. Величина толщины изоляции провода на две стороны, с учетом допуска на толщину изоляции 0,1 мм, определяется так:
, мм (1.20)
м
Определим предварительное значение среднего коэффициента заполнения ЦС-обмотки из провода прямоугольного сечения:
(1.21)
Сечение витка обмотки ВН по предварительным расчетам составляет: Sв2 =11,1мм2.
Провод обмотки ВН целесообразно выбрать круглым, чтобы избежать проблем при наматывании обмотки. По данным таблицы Б1 [1] к нашим расчетам наиболее подходит провод марки АПБ диаметром d02 = 2,8 мм с сечением Sпр = 6,16мм2, причем виток будет состоять из двух элементарных проводов:
, мм2 (1.22)
мм2
Изоляция для данного провода tв2= 0,3 мм, допуск на толщину изоляции 0,1 мм, общая величина изоляции:
, мм (1.23)
мм
Расчетный диаметр изолированного провода:
, мм (1.24)
мм
Определим предварительное значение среднего коэффициента заполнения ЦС-обмотки из провода круглого сечения с учетом толщины межслойной изоляции tм = 0,36 мм:
(1.25)
0,514
Предварительно предположим установку регулировочных витков в обмотке ВН(2) и примем: Кр1 = 1, а ранее было рассчитано: Кпр2 = 1,05.
Рассчитаем предварительное значение среднего коэффициента заполнения проводниковым материалом сечений катушек как отношение суммарной площади проводников обмотки в окне к полной площади сечения в окне катушки этой обмотки вместе с катушечной, витковой и слоевой изоляцией:
(1.26)
0,602
По таблице 2.9 [1] значение коэффициента φk = 0,6. Отклонение расчетного φk от показателей значений серийных трансформаторов составляет:
Для рассчитываемого трансформатора классом номинального напряжения 10 кВ устанавливается испытательное напряжение в 35 кВ, согласно таблице 2.5 [1].
Рассчитаем внутреннюю изоляцию масляного трансформатора (изоляцию обмоток, отводов, переключателя в масле).
Внутренняя изоляция подразделяется на:
1. поперечную изоляцию между обмотками и изоляцию обмоток от стержня (изоляция поперек окна, см. рис. 2.). Общий размер изоляционных промежутков поперек окна обозначается lq, мм:
(1.27)
2. продольную изоляцию между обмотками и ярмом - lq, мм:
(1.28)
Учитывая, что Sн = 5600 кВА и класс напряжения для обмоток НН 0,38 кВ (т.е. до 1 кВ), согласно таблице 2.6 [1] выбираем минимально допустимый изоляционный промежуток для обмоток НН от ярма, и минимально допустимый изоляционный промежуток для обмоток НН от стержня: a 01 = 4 мм.
| Sн, кВА | Класс напряжения, кВ | НН от ярма 0,5l01, мм | НН от стержня a01, мм |
| 0,38 |
Теперь определим минимально допустимые изоляционные расстояния для обмоток ВН согласно таблицы 2.7 [1]:
| Sн, кВА | Класс напряжения, кВ | ВН от ярма | Между ВН и НН | Между ВН и ВН | ||
| 0,5l02, мм | a12, мм | t12, мм | lμ2, мм | a22, мм | ||
где:
t12 - толщина изоляционного цилиндра между обмотками НН и ВН;
lμ2 - выступ этого цилиндра за высоту обмоток.
Класс напряжения ВН (до 35 кВ) и номинальная мощность (в диапазоне 160ч630 кВА) рассчитываемого трансформатора не предусматривают наличие изоляционной шайбы и междуфазной перегородки, поэтому в таблице данные величины не приведены и при расчетах учтены не будут.
Расчетные значения a12 и a22 изоляционных промежутков будут завышены в 2 раза с целью эксперимента.
Выберем схему радиального строения обмоток. Для Sн = 560 кВА рекомендуется схема, состоящая из 4-х концентров, с вертикальным разделением охлаждающими каналами. При этом внутренний слой обмотки ВН соприкасается непосредственно с жестким изоляционным цилиндром и в процессе теплоотдачи не участвует. Значение коэффициента nq зависит от числа поверхностей охлаждения обмоток НН и ВН и определяет схему размещения обмоток. Для данного расчета количество поверхностей охлаждения 6,5:
Ширину вертикальных охлаждающих каналов предварительно примем равной: bq = 6.
Определим величину изоляционного промежутка между обмотками НН и ВН с учетом наличия охлаждающих каналов:
(1.29)
мм
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания равна:
(1.30)
где kR = 0,95 - коэффициент Роговского, учитывающий эффект от действия поля рассеяния при отключении регулировочных витков.
Расчетный коэффициент, характеризующий материал (массу, объем и теплоотдачу) обмоток, в данном случае алюминий равен:
(1.31)
