Общие замечания

Определяется число витков обмотки с уточнением напряжения витка и индукции в стержне. Определяется ориентировочное сечение витка. Выполняется глубокий анализ всех вариантов и выбирается тип провода и тип обмотки.

 

Расчет обмоток трансформатора начинают с обмотки НН, располагаемой между стержнем и обмоткой ВН. Число витков обмотки НН на одну фазу

 

, (2.3)

 

где – по формуле (1.4) или (1.6); – см. задание; – см. формулу (1.10); – по формуле (1.17) или (1.18).

Полученное значение округляется до целого числа. После округления числа витков уточняем напряжение одного витка:

 

, (2.4)

 

где – по формуле (1.4) или (1.6); – по формуле (2.3).

Уточняем действительную индукцию в стержне:

 

, (2.5)

 

где – по формуле (2.4); – см. задание; – по формуле (1.17) или (1.18).

Итак, скорректированы параметр предварительно рассчитанный по формуле (2.1), и параметр , предварительно выбранный в формуле (1.10).

Заданное ориентировочное сечение витка обмотки НН

 

, (2.6)

 

где – по формуле (1.3) или (1.5); – по формуле (2.2).

Отметим, что предварительно рассчитанное значение в дальнейшем будет уточнено.

Исходя из ориентировочного сечения витка обмотки, подберите по прил. 7 и 8 необходимое сечение провода для вариантов как круглого, так и прямоугольного. Какой из них выбрать окончательно, определим позже. Если в задании разрешено использовать по выбору и медный, и алюминиевый провод, то предварительно рассмотрите оба варианта.

При этом могут возникнуть следующие ситуации:

1. Ориентировочное сечение провода настолько мало, что соответствующий прямоугольный провод отсутствует. Проверьте круглый провод, сортамент которого представлен для более малых сечений, чем сортамент прямоугольного.

2. Ориентировочное сечение провода немного больше максимального по сортаменту. Выберите два одинаковых параллельных провода близкого суммарного сечения.

3. Ориентировочное сечение провода в несколько раз больше максимального по сортаменту (наиболее частая ситуация). Выберите соответствующее число одинаковых параллельных проводов близкого суммарного сечения.

Итак, выбранное сечение провода или группы параллельных проводов по идее должно быть близко к предварительно рассчитанному по формуле (2.6) сечению витка. Но у расположенных ближе к стержню обмоток НН условия охлаждения хуже, чем у наружных обмоток ВН, внешняя поверхность которых свободно обтекается маслом. Для уменьшения потерь мощности и нагрева обмотки НН допускается увеличить реальное сечение ее витка на 3–7 %.

После выбранных вариантов проводов дальнейший расчет зависит от выбранного типа обмотки НН.

Внимательно изучите таблицу, приведенную в прил. 9. Для указанного в задании материала обмоток (медь и/или алюминий) и выбранных выше круглого и/или прямоугольного проводов проанализируйте возможность использования каждого типа обмотки, исходя из допустимого числа параллельных проводов, и исключите неподходящие варианты. Затем выполните то же самое, исходя из пределов применения обмоток по мощности, току на стержень, напряжению и сечению витка, и исключите неподходящие варианты. Если к трансформатору предъявляются какие-либо особые требования (как правило, в пределах данного проекта таких требований нет), то проанализируйте основные достоинства и недостатки обмоток и исключите неподходящие варианты.

Если в результате такого анализа остался только один вариант типа обмотки, то дальнейшие расчеты облегчаются (тип обмотки определен). Если же остались несколько типов обмоток, то вполне возможно, что все эти варианты действительно подходят, тогда можно выбрать любой из них. В противном случае какой-либо из вариантов может не подойти, но это выяснится уже в процессе окончательного расчета. Поэтому, опираясь на большой опыт расчетов трансформаторов, предлагаем еще один способ определить нужный тип обмотки.

При расчете обмоток НН может получиться как большое, так и маленькое число витков, которое требуется намотать. Одно- и двухслойная цилиндрическая обмотка встречается в редких случаях. При напряжении кВ и числе витков целесообразно выбирать винтовую обмотку. При трудностях расчета винтовой обмотки в ряде случаев проще взять ленту. При несколько большем числе витков, например, может подойти многослойная цилиндрическая обмотка. При больших числах витков могут быть выбраны многослойная цилиндрическая или катушечная обмотки.

Рассмотрим расчет каждого варианта обмоток (см. свой предполагаемый вариант).