Определяется величина магнитной индукции.

Из таблицы выбирается магнитная индукция в стали, затем определяется магнитная индукция в ярме:

 

В_я = В_с ^. (П_с / П_я)

где В_с – магнитная индукция в стали

 

- потери холостого хода трансформатора:

 

Р_хх = К_д ^. (Р_с ^. G_с + Р_я ^. G_я)

где Р_с, Р_я – удельные потери

G_с, G_я - масса стали и ярма

 

G_с = m ^. П_с ^. l_c ^. Ɣ;

G_я = (m - 1) ^. П_я ^. l_я ^. Ɣ;

где m – число стержней магнитопровода

Ɣ – плотность стали

l – длина

 

После расчётов полученные потери сравниваются со стандартными величинами. Должно выполняться соотношение:

 

1,15 ^. Р_{хх (гост)} ≥ Р_хх ≥ Р_{хх (гост)}

- ток холостого хода:

 

I_хх = √ I_хх²_(а) + I_хх²_(р)

I_хх(а) = Р_хх / (m ^. U_р)

I_хх(р) = Q_хх / (m ^. U_р)

- отношение тока холостого хода к номинальному:

 

I_хх% = (I_хх / I_н) ^. 100%

И сравнить полученные данные с данными в таблице.

Если ток получился больше, нужно понизить величину магнитной индукции.

Определение числа витков в обмотках высокого и низкого напряжения, выбор главной изоляции и типа обмоток.

- число витков в обмотках:

 

W = U_ф / (4,44 ^. f^. В_с ^. П_с)

- количество витков в обмотке высокого напряжения на одну ступень регулирования – 5

 

W_р = W_вн ^. 0,025

- число витков на каждую ступень регулирования.

 

W_вн – 2 Wр

W_вн – Wр

W_вн

W_вн + Wр

W_вн + 2 Wр

- коэффициент трансформации по напряжению и числу витков:

 

К_u = U_вн / U_нн

К_w = W_вн / W_нн

- ошибка в расчётах:

 

δ = ((К_u – К_w) / К_u) ^. 100% ≈ ± 0,5%

Конструирование обмоток низкого напряжения.

- число витков в одном слое:

 

W_1с = W_нн / n_нн

- ориентировочный размер витка:

 

h_в = (l_c – 2 l₀₁) / ((W_1с + 1) ^. К_н)

- ориентировочное сечение провода:

 

F_нн = I_н(нн) / J_c

где J_c – средняя плотность тока.

 

По сечению и размеру витка выбирается стандартное значение обмоточного провода.

 

АППБО – 55 ^. 4 ^. 5,0 ^. 11,0 / 5,5 ^. 11,5

Марка – F ^. а^{1 .} а ^. в / а^{11 .} в¹¹

 

Определяется размер обмотки:

 

ℓ_нн = h_в (W_1с + 1) К_н

 

Осевой размер проверяется по разместимости в осевом направлении:

 

ℓ_нн < ℓ_с – 2 ℓ₀₁

 

Определяются радиальные размеры:

 

а₁ = а ^. в ^. n_нн + δ_из (n_нн – 1) + а_к ^. n_к

где δ_из – толщина межслоевой изоляции 2 х 0,5

n – количество

a_к – радиальный размер масляного канала.

 

Определяется диаметр обмотки НН

 

D_нн = D + 2 а₀₁ – наружный диаметр обмотки н.н.

D_нн¹ = D_нн + 2 а₁ – внутренний диаметр н.н.

 

Конструирование обмоток высокого напряжения.

Определяется ориентировочное сечение провода:

 

F_вн = I_н(вн) / j_вн

J_вн – выбираем по мощности из таблицы.

 

Выбирается стандартное сечение провода:

 

АПБ 4,91 ^. 1 ^. 2,3 / 2,5

 

F_{вн(ГОСТ)} ^. а^{1 .} d_вн / d_вн¹

 

Находится фактическая плотность тока:

 

J_вн = I_н(вн) / (F_вн ^. а¹)

 

Ориентировочное число витков в одном слое определяется:

 

W_1с = (ℓ_с – 2 ℓ₀₂) / (d_вн^{1 .} К_н)

 

Расчёт числа слоёв в обмотке ВН:

 

n_вн = (W_вн + 2 W_р) / W_1c

 

Фактическое число витков в одном слое:

 

W_1c = (W_вн + 2 W_р) / n_вн

 

7. Определяем размеры обмотки

Осевой размер:

 

ℓ_вн = d_вн^{1 .} а¹. (W_1с + 1) К_н

 

Проверка на разместимость:

 

ℓ_вн ≤ ℓ_с – 2 ℓ₀₂

 

Радиальный размер:

 

а₂ = d_вн ^. n_вн + δ_из (n_вн – 1 – n_к¹) + а_к ^. n_к

 

Внутренний диаметр обмотки:

 

D_вн¹ = D_нн + 2 а₁₂

 

Наружный диаметр обмотки:

 

D_вн¹¹ = D_вн¹ + 2 а₂

 

Проверка на разместимость:

 

D_вн < С – 2 а₂₂

 

8. Определение потерь в обмотках трансформатора:

 

G_нн(вн) = Ɣ ^. m ^. ∏ ^. D_ср ^. W ^. F_ГОСТ ^. а^{1 .} 10^-6

 

где Ɣ – плотность тока

m – количество стержней

D_ср - средний диаметр

W – число витков в обмотке

F_ГОСТ – сечение

а¹ – количество параллельных сечений

 

Потери в обмотках трансформатора определяются по формуле Джоуля-Ленца:

 

Р = К_м ^. j^{2 .} G

 

К_м – коэффициент материала

 

Определение потерь КЗ

 

Р_кз = Р_нн + Р_вн

 

Сравниваем со стандартными значениями, учитывая погрешности.

Если не выполняется данное условие, то необходимо уточнить сечение обмоточных проводов.

 

Расчёт напряжения КЗ

 

U_кз % = √U_кз²_(а) % + U_кз²_(р) %

 

Активная составляющая:

 

U_кз(а) % = Р_кз / (10 S_н)

 

S_н – берётся из справочника.

 

Реактивная составляющая:

 

U_кз(р) % = (7,92 ^. f ^. S_1с ^. а_р ^. К_р) / (10 Е_1в²)

 

S_1с – мощность трансформатора на одном стержне

а_р – приведённый канал

 

а_р = а₁₂ + (а₁ + а₂) / 3

 

К_р – поправочный коэффициент Роговского

 

Сравниваем полученное значение со стандартным. Определяем погрешность.

 

9. Тепловой расчёт трансформатора

По результатам данного расчёта делается вывод о необходимости выполнения масленых каналов.

Тепловой расчёт на практике проверяет способность поверхности обмоток отвести требуемое количество тепла в трансформаторное масло. Это учитывается при расчёте удельной теплоотдачи обмоток.

 

Θ_вн(нн) = Р_вн(нн) / П_{об вн(нн)}

 

П_об – поверхность охлаждения обмоток

 

Полученное значение сравниваем со стандартным.