ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ТРАНСФОРМАТОРА

І. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

 

1.1. Требования к проектируемому трансформатору

 

Проектируемый трансформатор должен удовлетворять определенным экономическим и техническим требованиям, иметь достаточную элект­рическую, механическую прочность и нагревостойкость.

При проектировании новой серии для каждого типа трансформато­ра рассчитывается ряд вариантов, и оптимальный вариант выбирает­ся с учетом различных критериев, главным из которых являются ми­нимальные суммарные годовые затраты, т.е. экономическая оценка. Суммарные затраты трансформатора определяются суммой капитальных (стоимость трансформатора) и эксплуатационных (стоимость потерь в трансформаторе в процессе его эксплуатации) затрат. Стоимость транс­форматора зависит, в первую очередь, от стоимости активных мате­риалов (электротехнической стали и обмоточного провода), а стои­мость потерь в трансформаторе - от величины потерь холостого хо­да Р₀ и потерь короткого замыкания Р_к. Последние определяют массу обмоточного провода и влияют, следовательно, на стоимость са­мого трансформатора.

Для нахождения оптимального варианта с минимальными суммарными годовыми затратами рассчитывается ряд вариантов с различными зна­чениями потерь короткого замыкания Р_к и коэффициента β, опре­деляющего соотношение между массами стали и обмоточного провода и влияющего на стоимость активных материалов. Коэффициент , где d12- диаметр канала рассеяния, - осевой раз­мер (высота) обмотки.

 

При проектировании единичного

трансформатора серии (задача курсового проекта) величина потерь короткого замыкания задана и ста­новится техническим материалов параметром, который необходимо получить, т.к. указанный уровень потерь короткого замыкания обычно задается из условия получения трансформатора с минимальной суммарной годовой стоимостью.

Экономические требования курсового проекта в данном случае сво­дятся к получению дешевого трансформатора, т.е. трансформатора с минимальной стоимостью, которая определяется в основном стоимостью активных материалов С (рис.1.1) и зависит от коэффициента β. В современных трансформаторах этот коэффициент изменяется в доста­точно широких пределах - от I до 3,5. С увеличением β увеличивается масса электротехнической стали m_ст и уменьшается пасса обмоточного провода m_об.пр.

Минимальная стоимость трансформато­ра будет иметь место при определенном

коэффициенте β. Для на­хождения оптималь­ного коэффициента β, обеспечиваю­щего

минимальную стоимость активных материалов, необхо­димо рассчитать несколько вариан­тов, используя обобщенный метод [13].

Так как время, отводимое на кур­совое проектирова­ние, ограничено, то для определения значения β, используемого в предварительных расчёте, можно воспользоваться рекомендациями табл. 2.11 и результатами исследования современных серий масляных и сухих трансформаторов. Достаточно широкий диапазон рекомендуемых значений βдля конкретной группы трансформаторов обеспечивает отклонение стоимости активных материалов от минимальной не более чем на 1 %. Заданные характеристики трансформатора, например напряжение короткого замы­кания Uk, в ряде случаев могут

на ± 10%.

При изготовлении трансформатора вследствие возможных отклонении в размерах обмоток, лежащих в пределах нормальных производственных допусков, расчетное значение может отличаться от заданной величины не более чем на ± 5 %.

Величина потерь короткого замыкания Р_к влияет на массу обмо­точного провода, т.е на стоимость трансформатора в процессе его изготовления, и составляет основную часть потерь, определяя стои­мость потерь энергии в процессе эксплуатации его. Потери коротко­го замыкания обычно задаются из условия получения минимальной сум­марной стоимости, которая складывается из стоимости трансформатора и стоимости потерь энергии за определенный срок его эксплуатации. Поэтому расчетные значения потерь короткого замыкания не должны отличаться от указанных в задании более чем на ±5 %.

Расчетные потери Р₀ и ток i0 холостого хода могут отличать­ся от указанных в задании, соответственно, на +7.5 и на + 15 %, т.к. величина их зависит от ряда технологических коэффициентов, способа шихтовки магнитопровода и некоторых конструктивных особен­ностей трансформатора.

Чтобы трансформатор имел определенные характеристики, произво­дят некоторые исправления в предварительном расчете, если задан­ные характеристики не получаются сразу. Например, для получения заданных значений Рк и Uк, отклонение которых не должно пре­вышать ±5 % от требуемых значений, необходимо производить коррек­тировку плотности тока, геометрических размеров обмоток, индукции в стержне, а иногда и изменение диаметра стержня магнитопровода.

Перед выполнением проекта необходимо ознакомиться с особеннос­тями конструкции масляных трансформаторов новой серии ТМ (п.1.4) а также определить габарит проектируемого трансформатора. Совре­менные силовые трансформаторы принято подразделять по мощнос­ти и классу напряжения на восемь габаритов

(табл. 1.1).

 

 

Таблица I.I

Габариты современных силовых трансформаторов

 

Номер габарита	Диапазон мощности, кВ·А	Класс напряжения, кВ	Система охлаждения
	До 100 включительно	До 35 включительно	М
	От160 до 630 включительно	“	М
	От 1000 до 6300 включительно	“	М
	От 10000 и выше	До 35 включительно	Д
	До32000		Д
	От 40000 до 63000 включительно	До 330 включительно	Д, ДЦ, Ц
	От 80000 до 200000 включительно	“	“
	Свыше 200000 независимо от мощности	Выше 330	ДЦ, Ц

 

 

1.2. Исходные данные и схема выполнения расчетной и графической части курсового проекта

 

В задании на проектирование указаны: тип трансформатора, номи­нальная (полная) мощность трансформатора S_H, кВ·А, номиналь­ные линейные напряжения U_вн и Uhh обмотки высокого напряжения (ВН) и обмотки низкого напряжения (НН), В, потери холостого хода Р₀ и короткого замыкания Рк, Вт, напряжение короткого замы­кания Uк и ток холостого хода i₀ в процентах, схемы и груп­па соединения обмоток. При этом первая схема соединений относится к обмотке ВН, вторая схема - к обмотке НН. Общими данными являют­ся число фаз m=3, частота f= 50 Гц. Режим нагрузки - про­должительный. Трансформаторы имеют устройства ПБВ (переключатель без возбуждения) по ГОСТ 17500-72 с пределом регулирования ±2 х2,5% (пять ступеней регулирования: 0 %; ±2,5 %; ± 5 %; отпайки на стороне ВН). Материал магнитопровода - холоднокатаная анизот­ропная сталь марки 3414 (ЭЗЗОА) (ГОСТ 21427 1-75, соответствующие стандарту СЭВ СТ 102-74) толщиной 0.35·10 ³ м с двухсторонним жаростойким покрытием в виде керамических или оксидных пленок. Магнитная система - плоская, трехстержневая, обмотки - концентри­ческие. Охлаждение трансформатора определяется второй буквой ти­па трансформатора: М (масляный), Д (с дутьем), С (сухой). Уста­новка масляных трансформаторов - наружная (под открытым небом), сухих - внутренняя (внутри помещения). Вид установки трансформато­ров необходимо учитывать при выборе проходных изоляторов (вводов).

Обмотки масляных трансформаторов 1...3 габаритов выполняются из алюминиевого провода марки АПБ с изоляцией из кабельной бума­ги класса нагревостойкости А по ГОСТ 8865-70 (допустимая темпера­тура до + 105°С) с толщиной (0,45...0,5)·10 ³ м на две стороны. Обмотки сухих трансформаторов, за исключением трансформаторов ти­па ТСЗС, также выполняют из алюминиевого провода при этом класс нагревостойкости изоляции сухих трансформаторов будет определять­ся при тепловом расчете по плотности теплового потока. Масляные трансформаторы четвертого и выше габаритов выполняют из медного провода марки ПБ (изоляция класса нагревостойкости А). Обмотки сухих трансформаторов типа ТСЗС (с повышенным значением Uк) вы­полняют из медного провода со стеклоизоляцией класса нагревостой­кости В, F и H (до + 180°С).

Расчет и выполнение курсового проекта целесообразно осуществ­ить по нижеприведенной схеме.

1. Определение основных электрических величин

1.1. Линейные и фазные токи и напряжения обмотки ВН и НН.

1.2. Испытательные напряжения обмоток.

1.3. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания.

2. Расчет главных размеров трансформатора

2.1. Выбор схемы и конструкции магнитопровода.

2.2. Выбор и определение индукций в стержне и ярме магнитопро­вода.

2.3. Выбор конструкции и определение размеров основных изоля­ционных промежутков главной изоляции обмоток.

2.4. Выбор коэффициента β и определение основных размеров трансформатора: диаметра стержня и высоты обмотки.

3. Расчет обмоток НН и ВН

3.1. Выбор типа обмоток (НН и ВН).

3.2. Расчет обмотки НН.

3.3. Расчет обмотки ВН.

4. Определение характеристик короткого замыкании

4.1. Потери короткого замыкания.

4.2. Напряжение короткого замыкания.

4.3. Механические силы в обмотках.

5. Расчет магнитной системы и определение характеристик холостого хода

5.1. Размеры пакетов и активных сечений, стержня и ярма.

5.2. Определение массы стержней, ярм и массы стали.

3.3. Определение потерь и тока холостого хода.

6. Тепловой расчет трансформатора

6.1. Проверочный тепловой расчет обмоток.

6.2. Расчет бака и радиаторов.

6.3. Определение превышений температуры обмоток и масла над воздухом.

7. Расчет параметров Т-образной схемы замещения

8. Разработка и краткое описание конструкции трансформатора

8.1. Выбор и размещение переключателя ответвлений обмоток.

8.2. Выбор и размещение отводов.

8.3. Выбор и размещение вводов.

8.4. Крепление активной части трансформатора в баке.

8.5. Выбор вспомогательной аппаратуры.

9. Выполнение графической части проекта

10. Сопоставление технико-экономических показателей серийного и проектируемого трансформаторов (табл. 1.2).

 

 

Таблица 1.2

Основные технико-экономические показатели

 

Показатель	Проектируемый трансформатор(по расчёту)	Серийный трансформатор (по заданию)
Потери короткого замыкания Рк, Вт
Напряжение короткого замыкания Uк, %
Потери холостого хода Р0, Вт
Ток холостого хода i0, %
ЭДС одного витка Uв, В
Масса электротехнической стали mст,кг
Масса обмоточного провода mоб.пр, кг
Масса масла mМ, кг
Полная масса трансформатора mтр, кг
Габаритные размеры трансформатора, мм:
Высота
Ширина
Длина

 

 

Примерное распределение объема курсового проекта представлено в табл. 1.3.

 

Таблица 1.3

Объем курсового проекта

 

Раздел	Доля от общего объёма проекта, %
Определение главных геометрических размеров транс­форматора
Расчет обмоток низшего и высшего напряжений
Определение характеристик короткого замыкания
Расчет магнитной системы и определение характеристик холостого хода
Тепловой расчет трансформатора
Расчет параметров Т-образной схемы замещения
Разработка и краткое описание конструкции трансфор­матора
Выполнение графической части проекта
Сопоставление технико-экономических показателей серийного и проектируемого трансформатора
Оформление пояснительной записки
Всего

 

1.3 Оформление курсового проекта

 

Курсовой проект по трансформаторам оформляется в виде пояснительной записки и конструктивных чертежей общего вида с продольными и поперечными разрезами. Пояснительная записка должна содер­жать:

1) титульный лист установленной формы;

2) электромагнитный, тепловой расчеты и расчет механической прочности. Материал этих расчетов излагается в последовательности, предусмотренной схемой расчета и выполнения курсового проекта;

3) краткое описание конструкции трансформатора;

4) следующие эскизы (по возможности в соответствующем масштабе) и схемы:

а) главной изоляции трансформатора;

б)сечения витка обмотки ННи ВН и расположения его относи­тельно стержня;

в) схема регулирования напряжения;

г) расположения катушек с указанием размеров радиальных ка­налов обмоток НН и ВН;

д) картины поля рассеяния трансформатора и действия радиальных и осевых сил;

е) поперечного сечения стержня и ярма;

к) размещения активной части в баке;

з) Т-образная схема замещения.

Пояснительную записку выполняет чернилами на листах бумаги фор­мата II (210 х 297), которые затем брошюруют. При изложении расчет­ного материала сначала необходимо привести каждую расчетную форму­лу в общем виде, а затем ту же формулу с заменой букв соответствую­щими числами и в системе СИ. Расчеты необходимо сопровождать соот­ветствующими пояснениями, а все величины - размерностями. В тексте в квадратных скобках приводятся ссылки на литературные источники, перечень которых указывается в конце пояснительной записки. Эскизы вычерчивают на миллиметровой бумаге формата II (210 х 297) с соблю­дением масштабов, они должны иметь подрисуночные подписи.

Графическая часть проекта должна быть представлена одним конст­руктивным чертежом общего вида трансформатора в двух или трех проекциях с продольными и поперечными разрезами. Дополнительно требуется представить 1/4 часть поперечного сечения стержня с об­мотками НН и ВН.

Чертежи, как правило, выполняют в карандаше на листах формата 24 (594 х 641) в соответствии с требованиями действующих ГОСТов и ЕСКД. Обозначения, термины, рисунки, масштабы и шрифты должны соответствовать действующим стандартам: "Общие правила выполнения чертежей" (с ГОСТ 2.301-66 по ГОСТ 2.306-68, ГОСТ 2.311-66, ГОСТ 2.316-68, ГОСТ I6II0-7O), "Международная система единиц" (ГОСТ 9867-61), "Обозначения условные в электрических машинах" (с ГОСТ 2.413-68 по ГОСТ 2.416-68). Чертеж снабжается спецификацией, вы­полненной на отдельных листах.

 

1.4. Особенности конструкции масляных трансформаторов новой серии ТМ с I по 5 габариты

 

С 1964 г. трансформаторные заводы Советского Союза перешли на производство трансформаторов новой модификации серии ТМ, которая заменила старую серию ТМ, выпускавшуюся в течение 25...30 лет.

В трансформаторах новой серии применяется холоднокатаная сталь 3414 толщиной 0,35·10 м с жаростойким покрытием. Наибо­лее широкое распределение получили покрытия "Карлит" за рубежом, а в отечественной промышленности магниево-фосфатное покрытие тол­щиной (3...4) ·10 м на одну сторону.

В трансформаторах предусматривается бесшпилечная конструкция магнитопроводов, шихтовка которых выполняется с косыми стыками, позволяющая значительно снизить потери и ток холостого хода, т.к. при таком расположении листов линия магнитной индукции совпада­ет с направлением проката стали. На некоторых заводах из-за слож­ности технологического процесса резки листов косые стыки приме­няются только на крайних стержнях, а на среднем стержне сохраняет­ся прямой стык. Чтобы магнитный поток распределялся по сечению яр­ма так же, как в стержне, сечение ярма повторяет сечение стержня, за исключением двух крайних пакетов, ширина которых принимается равной ширине второго пакета, что способствует более благоприятной прессовке ярма.

При изготовлении трансформаторов 1...3 габаритов применяют алю­миниевый провод марки АПБ с изоляцией в виде кабельной бумаги. Об­мотки трансформаторов 4, 5 габаритов выполняют из медного провода марки ПБ.

В трансформаторах 1 и 2 габаритов применяются цилиндрические обмотки из прямоугольного и круглого провоза, а в некоторых случаях (в обмотке НН) - винтовая обмотка. На стороне обмотки ВН предусмат­ривается регулирование напряжения без возбуждения (ПБВ) ступеня­ми ±2x2,5% с помощью реечного переключателя ответвлений, кото­рый размещается в баке над активной частью трансформатора.

В трансформаторах 3...5 габаритов применяют в основном винто­вые и непрерывные обмотки с диапазоном регулирования напряжения ПБВ ступенями ±2x2,5% на стороне обмотки ВН с помощью новых ламельных трехфазных переключателей ответвлений обмоток, которые крепятся на активной части на уровне обмоток, что предотвращает отрыв регулировочных отводов, идущих к переключатели ответвлений, при транспортировке трансформаторов. Регулировочные витки распо­лагают в средней части обмотки ВН.

В настоящее время в трансформаторах широкое применение находит регулирование напряжения под нагрузкой (РПН), начиная с мощности 83 кВ·А. В трансформаторах 1...3 габаритов с пределами регулирования ±10 % регулировочные витки располагают в средней части обмот­ки ВН; 4 и 5 габаритов - в отдельных регулировочных обмотках с наружный расположением их на стержне. Регулировочные обмотки бывают двух типов: винтовые и цилиндрические многозаходные.

Во всех трансформаторах применяют вводы съёмной конструкции, а для увеличения поверхности охлаждения используют навесные прямоточ­ные радиаторы из круглых или овальных труб, за исключением транс­форматоров мощностью до 100 кВ·А, где могут быть гладкие баки и ба­ки с приваренными ребрами.

Крепление активной части трансформатора осуществляют в баке. Вместо вертикальных подъемных шпилек применяют серьги или стальные планки, которые приваривают к верхним ярмовым балкам.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ТРАНСФОРМАТОРА

 

Главными размерами трансформатора являются диаметр стержня d- диаметр окружности, описанной вокруг ступенчатого сечения стержня (рис. 2.1), осевой размер (высота) обмоток ННи ВН и средний диаметр витка двух обмоток или диаметр осевого канала между обмот­ками d12, связывающий диаметр стержня d с радиальными разме­рами обмоток а1 и а2 и осевым каналом между ними а12.

 

Рис. 2.1. Главные геометрические размеры трансформатора

 

Главные размеры о учетом известных допустимыхизоляционных рас­стояний между обмотками (а12, а22) и от обмоток до заземленных частей (ао1, ) позволяют найти остальное размеры, определяю­щие форму и объем магнитной системы и обмоток: высоту стержня , расстояние между осями соседних стержней С_м.о и т.д.

Следует отметать, что при неизменных радиальных размерах обмо­ток диаметр стержня и высота обмоток взаимосвязаны. Так, при уменьшении d (уменьшении расхода стали магнитной системы) для получения той же ЭДС в обмотках потребуется большее число витков, что приведет к увеличению расхода металла обмоток. Существует оп­тимальное соотношение между d и , при котором стоимость трансформатора будет минимальна.

Так как

,

 

то d косвенно связывают с соотношением

 

Коэффициент β определяет соотношение габаритов трансформатора (рис. 2.2.) и активных материалов – стали магнитной системы и металла обмоток – рис.1.1.

Определение главных размеров трансформатора предшествует ряд дополнительных вопросов расчётного и конструктивного характера. Подлежащие решению.

 

Рис.2.2. Соотношение размеров двух трансформаторов с разными значениями β

2.1. Линейные и фазные токи и напряжения обмоток ВН и НН

 

Линейные токи обмоток НН и ВН:

 

 

где Sн здесь и в последующих формулах измеряется в В·А, Uнн, Uвн в В. Фазные токи и напряжения обмоток зависят от схем их соединения.

 

При соединении обмотки в «звезду»:

 

;

 

;

 

При соединении обмотки в «треугольник»:

 

 

 

где U и - линейные напряжения и токи обмоток.

 

2.2. Испытательные напряжения обмоток

 

Для надежной работы трансформатора его изоляция испытывается в соответствии с ожидаемыми перенапряжениями, величина которых полностью определяется характеристиками защищающих его вентильных разрядников. Величина испытательного напряжения зависит от типа трансформаторов и от класса напряжения, под которым понимают номи­нальное (линейное) напряжение обмотки.

В табл. 2.1 представлены испытательные напряжения промышленной частоты для масляных и сухих трансформаторов (ГОСТ 1516-73).

 

Таблица 2.1.

Испытательные напряжения

 

Класс напряжения, кВ	До 1
Наибольшее рабочее напряжение, кВ		3.6	7.2		17.5		40.5
Испытательные напряжения, кВ	масляные тр-ры
сухие тр-ры						-	-	-	-	-	-

 

Контрольные и типовые испытания изоляции обмоток описаны в ра­боте [13]. По испытательным напряжениям находят изоляционные про­межутки между обмотками, между обмотками и другими токоведущими частями и между обмотками и заземленными деталями трансформатора.

 

2.3. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания

 

Активная Uка и реактивная U_кг составляющие напряжения корот­кого замыкания в процентах могут быть определены по формулам:

 

;

, (2.1)

 

где Sн - мощность, В·А; Р_к - потери короткого замыкания, Вт.

 

 

2.4. Выбор схемы и конструкции магнитопровода

 

В трансформаторах новой серии предусматривается бесшпилечная конструкция магнитопроводов со схемами шихтовки, представленными на рис. 2.3. При курсовом проектировании для трансформаторов мощ­ностью Sн≤ 6300 кВ·А можно принять схему шихтовки магнитопро­вода с прямыми стыками на средней фазе (рис. 2.3, а) как наиболее простую. Для трансформаторов большей мощности следует принять схе­му шихтовки магнитопровода, изображенную на рис. 2.3, 6.

Поперечное сечение стержня магнитопровода представляет собой ступенчатую фигуру, число ступеней которой зависит от мощности трансформатора. В табл. 2.2 приводятся числе ступеней и коэффициент заполнения площади круга k_кр для масляных трансформаторов. Ко­эффициент k_кр определяет отношение площади ступенчатой фигуры стержня в сечении к площади круга с диаметром d с учетом ох­лаждающих каналов в сечении стержня.

Наличие изоляции между листами магнитопровода учитывается коэф­фициентом заполнения kз, значение которого для рулонной стали толщиной 0.35· м с двухсторонним жаростойким покрытием кера­мическими или оксидными пленками лежит в пределах 0,95...0,96. Общий коэффициент заполнения сталью площади круга kc является произведением двух коэффициентов: .

Число ступеней и значения коэффициента k_кр для сухих транс­форматоров приводятся в табл. 2.3.

 

 

Рис.2.3. Схемы магнитопровода

 

Таблица 2.2

Коэффициент заполнения площади круга масляных трансформаторов

 

Sн, кВ·А			40…100	160…630
Число ступеней
kкр	0.861	0.89	0.91…0.92	0.913	0.918	0.928
Ориентирующий диаметр стержня, d, м	0.08	0.09	0.10…0.14	0.16…0.18	0.20	0.22

 

Sн, кВ·А	1000…1600	2500…6300
Число ступеней
kкр	0.9	0.9…0.91	0.912	0.89…0.9	0.907	0.912	0.914
Число продольных каналов шириной 0.006 м	-	-	-	-
Ориентирующий диаметр стержня d, м	0.24… 0.26	0.28… 0.3	0.32… 0.34	0.36… 0.38	0.4… 0.42	0.45…0.5	0.53…0.56

 

 

Таблица 2.3

Коэффициент заполнения площади круга сухих трансформаторов

 

Sн, кВ·А		16…100	160…400	630…1000
Число ступеней
kкр	0.877	0.915	0.92	0.93	0.935	0.8	0.80
Число продольных каналов шириной 0.006 м	-	-	-
Ориентирующий диаметр стержня, d, м	0.08	0.09…0.14	0.16…0.22	0.24…0.26	0.28…0.32

 

Активная площадь сечения стали ярка Пя выбирается несколь­ко больше активной площади сечения стержня П_с. Коэффициент уси­ления ярма зависят от способа прессовки ярма и формы его сечения (табл. 2.4).

 

Таблица 2.4

Коэффициент усиления ярма

 

Sн, кВ·А	kя	Прессовка ярма	Число ступеней ярма
25…100	1.05…1.02	Балками, стянутыми шпильками, расположенными вне ярма	3…4 ступени
160…630	1.02…1.01	На одну-две меньше числа ступеней стержня
1000…6300	1.02…1.01	Балками, стянутыми полубандажами
10000 и выше	1.01

2.5. Выбор и определение индукций в стержне и ярме магнитопровода

 

Рекомендуемые значения индукции В_с в стержнях масляных и сухих трансформаторов при одной и той же марке стали 3414 зави­сят от мощности трансформатора и представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.5

Индукция в стержне

Sн, кВ·А	До 16	25…100	160 и выше	Более 100000
Вс Тл	масляные трансформаторы	1.2…1.5	1.5…1.6	1.55…1.65	До 1.7
сухие трансформаоры	1.2…1.4	1.4…1.5	1.5…1.6	-

После выбора индукции в стержне можно определить индукцию в ярме Вя по формуле

 

 

2.6. Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежутков главной изоляций обмоток

 

Основные типы изоляционных конструкций рассмотрены в работе [13]. Основные изоляционные промежутки главной изоляции в кон­центрических обмотках - между обмотками НН и ВН и между обмотка­ми и заземленными частями - представлены на рис. 2.4.

Более подробное представление о конструкции главной изоляции обмоток масляных трансформаторов классов напряжения от 1 до 35 кВ (испытательные напряжения от 5 до 85 кВ) дает рис. 2.5, где и - выступы цилиндров (из электроизоляционного кар­тона) за высоту обмоток НИ и BH;

- толщина шайб и подкладок из электроизоляционного картона, ус­танавливаемых при испытательном напряжении 85 кВ; - толщина изолирующих цилиндров между обмоткой НН и стержнем и между обмотками НН и ВН; - толщина междуфазной перегородки (между обмотками ВН разных фаз), выполненной из электроизоляцион­ного картона.

Минимально допустимые изоля­ционные расстояния от обмотки до стержня и ярма, между обмотками, а также главные размеры изоля­ционных деталей с учетом конструктивных требований и производст­венных допусков в зависимости от мощности трансформатора для ис­пытательных напряжения 5...85 кВ приведены в табл. 2.6 для обмо­ток НН и в табл. 2.7 для обмоток ВН.

Главная изоляция обмоток в масляных трансформаторах класса напряжения 110 кВ рассмотрена в работе [13, с. 183...187].

Рис.2.5. Главная изоляция обмотки ВН для испытательных напряжений от5 дол85 кВ (штриховыми линиями показаны возможные пути разряда, определяющие размеры )

 

Таблица 2.6

Минимальные изоляционные расстояния обмоток НН

 

Sн, кВ·А	Uисп, кВ	НН от ярма	НН от стержня, м
25…250		0.015	Картон 2×0.0005	-	0.004	-
400…		(см. табл. 2.7)	Картон 2×0.0005	-	0.005	-
1000…25000		0.004	0.006	0.015	0.018
630…1600	18;25 и35	0.004	0.006	0.015	0.025
2500…6300	18;25 и35	0.004	0.008	0.0175	0.025
630 и выше		0.005	0.010	0.020	0.030
630 и выше		0.005	0.013	0.023	0.045
Все мощности		0.006	0.019	0.030	0.070

 

* Для винтовой обмотки с испытательным напряжением Uисп = 5 кВ, размеры взять из следующей строки (для мощностей 1000…2500 кВ·А)

 

Таблица 2.7.

Минимальные изоляционные расстояния обмоток ВН

 

Sн, кВ·А	Uисп, кВ	ВН от ярма, м	Между ВН и НН, м	Выступ цилиндра , м	Между ВН и НН, м
		а12		а22
25…100	18;25 и 35	0.02	-	0.009	0.0025	0.10	0.008	-
160…630	18;25 и 35	0.03	-	0.009	0.003	0.015	0.010	-
1000…6300	18;25 и 35	0.05	-	0.020	0.004	0.020	0.018	-
630 и выше		0.05	0.002	0.020	0.004	0.020	0.018	0.002
630 и выше		0.05	0.002	0.020	0.005	0.030	0.020	0.003
160…630		0.075	0.002	0.027	0.005	0.050	0.020	0.003
1000…6300		0.075	0.002	0.027	0.005	0.050	0.030	0.003
10000 и выше		0.08	0.003	0.030	0.006	0.050	0.030	0.003

 

Примечание. При наличии прессующих колец (рис.2.6) (при мощности свыше 1000 кВ·А) расстояние от верхнего ярма при­нимает я увеличенный против (табл. 2.7) для трансформаторов 1000...6000 кВ·А на 0,045 и для двухобмоточных трансформаторов 10000...63000 кВ·А на 0,06 м. Расстояние от нижнего ярма в этих случаях принимается равным .

На рис. 2.6 изображена конструкция радиального и осевого креп­ления обмоток трансформаторов мощностью свыше 1000 кВ·А.

Основные изоляционные расстояния главной изоляции сухих транс­форматоров (рис. 2.7) могут быть выбраны по табл. 2.8 для обмотки ВН и по табл. 2.9 для обмотки НН.

 

Таблица 2.8.

Изоляция обмоток ВН сухих трансформаторов

 

Uисп для ВН, кВ	ВН от ярма , м	Между ВН и НН, м	Между ВН и НН, м
а12			а22
	0.015	0.010	Картон 2×0.0005	0.010	-
	0.020	0.015	0.0025	0.010	0.010	0.002
	0.045	0.022	0.004	0.025	0.025	0.003
	0.080	0.040	0.005	0.040	0.045	0.003

 

 

Рис. 2.6. Радиальное и осевое крепления обмоток трансформаторов (1000 кВ·А и выше):1 - верхняя ярмовая балка; 2 - нажимной винт; 3 - бандаж стержня; 4 - прессующее кольцо; 5 -электрокартонная шайба; 6 - опорные кольца; 7 - прокладка опорной изоляции; 8 -рейки обмоток; 9,10 - изоляционные цилиндры обмоток НН и ВН; 11 - вертикальная сцепляющая пластина; 12 - прокладки горизон­тальных кенаров 13,14 - ярмовая и уравнительная изоляции.

 

 

Таблица 2.9

Изоляция обмоток НН сухих трансформаторов

 

Uисп для НН, кВ	НН от ярма , м	НН стержня, м
а01
	0.015	0.010	Картон 2×0.0005
	0.030	0.014	0.0025	0.015
	0.035	0.027	0.005	0.030
	0.090	0.040	0.006	0.040

 

 

Примечания: 1. Указанные в табл. 2.8 и 2.9 размеры каналов а01 и а02 являются минимальными с точки зрения изоля­ции обмоток. Эти размеры должны быть такие, проверены по условиям отвода тепла по табл. 2.10.

2. Для винтовой обмотки при Uисп для НН 3 кВ ставить цилиндр с = (0,25...0,5)· м и принимать а01не менее 0.02 м.

В сухих трансформаторах ширину вертикальных каналов по допусти­мому превышению температуры и плотности теплового потока на