КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ ОБМОТОК

Основными требованиями, предъявляемыми к обмоткам силовых трансформаторов, является электрическая и механическая прочность, нагревостойкость.

Изоляция обмоток и других частей трансформатора должна выдерживать без повреждений коммутационные и атмосферные перенапряжения.

Для преобразовательных трансформаторов данной группы обычно проводом прямоугольного сечения, который располагается большим размером к стержню – «плашмя». Чтобы улучшить охлаждение обмоток они выполняются с аксиальными и радиальными масляными каналами. Аксиальные масляные каналы образуются рейками, устанавливаемыми на бекелитовый изолирующий цилиндр с таким расчётом, чтобы средняя длина по окружности между рейками l_max не превышала 15 см. Ширина рейки принимается в_пр = 2 ÷ 4 см, а величина масляного канала (толщина рейки) а_ц = 0,6÷ 3 см.

Радиальные каналы создаются за счёт меж катушечных прокладок, закреплённых на рейках. Ширина прокладок 2 ÷ 6 см, высота масляных каналов (толщина прокладок) h_к = 5 ÷ 8 мм. Рейки и прокладки выполняются из электрокартона.

Обычно для преобразовательных трансформаторов применяют катушечную обмотку.

Расчёт обмотки высокого напряжения

в преобразовательных силовых трансформаторах на стержне располагают обмотку низкого напряжения. На рисунке 1 схематично показано расположение обмоток и главной изоляции трансформатора и изоляционные расстояния обмоток высокого и низкого напряжения с учётом норм электрической прочности и особенностей конструкци преобразовательных трансформаторов.

Высота обмотки

Высота обмотки трансформатора определяется по формуле:

                                  мм.                   (8)

Сечение витка обмотки высокого напряжения

                                                         мм².                                          (9)

где D₁ - плотность тока в обмотке, D₁ = 2,8 А/мм²;

По технологическим соображениям сечение витка не должно быть более 35 мм², поэтому при требуемых больших сечениях обмотку выполняют из двух или иногда трех параллельных проводников. При значениях тока I_1ф более 300 А обмотка ВН выполняется с параллельными ветвями, так как выполнить обмотку четырьмя и более проводниками параллельно технически очень сложно.

При прямоугольных проводах высокая сторона провода В не должна превышать размера

где k - коэффициент, учитывающий вытеснение тока; при частоте f₁= 50 Гц принимается k = 1;

q - тепловая нагрузка обмотки; для трансформаторов данного класса принимается

q = 1000- 1200 Вт/ м².

Исходя из опыта проектирования и принимаемых нагрузок получаем значение

в = 12 - 15 мм. Кроме того, по технологическим соображениям необходимо, чтобы отношение высоты к ширине провода составляло в/а = 3 - 5.

Исходя из перечисленного выбираем проводник для обмотки ВН; принимаем один проводник

мм²,

тогда фактическая плотность тока в обмотке ВН составит

А/мм².

Предварительное число катушек обмотки высокого напряжения

Предварительное число катушек обмотки высокого напряжения определяется по формуле:

                                                                                       (10)

где h_k1 - высота масляного канала; принимаем h_k  = 6 мм;

 - высота провода с изоляцией;

Принимаем 44 катушки

Число витков в катушке ВН

витков                                                                                                 (16)

Принимаем W_K1 = 11витков, тогда число катушек обмотки ВН составит

Принимаем n_K1 = 46 катушек.