Расчет обмотки ВН

По рекомендациям табл. П.6 выбрана непрерывная катушечная обмотка из прямоугольного медного провода с радиальными каналами.

Выбираем схему регулирования по [1] с выводом концов всех трех фаз обмотки к одному трехфазному переключателю (рис. 4). Контакты переключателя рассчитываются на ток 30 А. Эта схема применяется для всех конструкций обмоток (табл. П.6).

Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении: .

Принимаем w ₁= 1176 витков.

Напряжение одного витка:

U _В = 20207/1176 = 17,18 В.

Согласно ГОСТ 11920 – 85 регулирование напряжения переключением ответвлений обмотки без возбуждения (ПБВ) предусматривается четыре ответвления (+5, +2,5, -2,5 и -5)% U _н и основной зажим с номинальным напряжением.

Напряжение ступени регулирования:

В.

Число витков на одной ступени регулирования в фазной обмотке:

витков.

Для получения на стороне ВН различных напряжений необходимо соединить:

Напряжение, В	Число витков на ответвлениях	Ответвления обмотки
	1176 + 2·29 = 1235	А2А3	В2В3	С2С3
	1176 + 29 = 1205	А3А4	В3В4	С3С4
		А4А5	В4В5	С4С5
	1176 – 29 = 1147	А5А6	В5В6	С5С6
	1176 – 2·29 = 1118	А6А7	В6В7	С6С7

Рис. 4. Схема регулирования напряжения ВН

Ориентировочное сечение витка:

м² мм².

По табл. П.6 по мощности 1600 кВ∙А, току на один стержень 26,4 А, номинальному напряжению обмотки 35000 В и сечению витка 7,31 мм² выбираем конструкцию непрерывной катушечной обмотки из прямоугольного медного провода марки ПБ класса В с радиальными каналами.

Если по рекомендации табл. П.6 выбрана цилиндрическая многослойная обмотка из круглого провода, то расчет обмотки ВН выполнить по формулам для расчета обмотки НН.

По полученному ориентировочному значению выбираем по табл. П.13 сечение витка из одного прямоугольного провода марки ПБ:

сечением 7,625·10^{-6 м2}.

В двух верхних и двух нижних катушках обмотки каждой фазы применяем провод с усиленной изоляцией 1,50 мм, с размерами провода в изоляции 2,90 7,10 мм. (1,4+1,5 = 2,9 мм, 5,6 +1,5 = 7,1 мм).

Плотность тока в обмотке:

МА/м².

При J ₂ = 3,46 МА/м² и b = 5,6 мм по графикам рис. 5 находим
q 800 Вт/м².

Рис. 5. Графики для ориентировочного определения размера провода b по заданным значениям q и J в катушечных, винтовых и цилиндрических обмотках из прямоугольного провода (для цилиндрической обмотки размер b, полученный по графику, умножить на 0,8)

Принимаем конструкцию обмотки с радиальными каналами по мм между всеми катушками. Две крайние катушки сверху и снизу отделены каналами по мм. Схема регулирования напряжения – по рис. 4, канал в месте разрыва обмотки h _кр = 10 мм (рис. 6).

Осевой размер катушки 6,1 мм, осевой размер крайних катушек с усиленной изоляцией 7,1 мм, т. е. провод укладывается “плашмя” (на сторону ).

Число катушек на стержне предварительно

катушек,

где h' _к – ширина межкатушечных каналов (для S _Н < 1600 кВ∙А, h' _к = (4 ÷ 6)мм).

Число витков в катушке ориентировочно

.

Радиальный размер

м,

где а ´– радиальный размер провода.

Общее распределение витков по катушкам

Распределение витков по катушкам следует начинать с регулируемых катушек:

В одной ступени регулирования 29 виток, поэтому регулируемая катушка должна содержать w _кр = w _р/2 = 14,5 витка, а число регулируемых катушек

Для защиты обмотки ВН от внешних электрических импульсов крайние катушки обмотки должны иметь лучшую изоляцию.

Четыре катушки, например, могут содержать по18 витков

49 силовых катушек Г по 20 витков..............................................980

8 регулировочных катушек Д по 14,5 витка.................................116

4 катушки с усиленной изоляцией Е по 20 витков.........................80

Всего 61 катушка..............................................................1176 витков

Расположение катушек на стержне и размеры радиальных каналов приняты по рис. 6 и 7.

Рис. 6. Расположение катушек и радиальных каналов

Осевой размер обмотки

Величина l ₂ должна быть равна l ₁ (l ₁ = l ₂= 0,62 м).

По испытательному напряжению U _исп = 85 кВ и мощности трансформатора S = 1600 кВ∙А по табл. П.7 находим:

Канал между обмотками ВН и НН ………………………..

Толщина цилиндра (изоляционного)……………………...

Выступ цилиндра за высоту обмотки ……………………...

Расстояние обмотки ВН до ярма …………………………...

Плотность теплового потока на поверхности обмотки для катушек группы Г:

Вт/м².

Значение q ₂меньше 1200 Вт/м², что гарантирует допустимый нагрев обмотки ВН.

Внутренний диаметр обмотки

мм.

Принимаем размеры бумажно-бакелитового цилиндра, на котором на 12 рейках толщиной 18 мм наматывается обмотка ВН (диаметром 0,380/0,400 0,770 м). Основные размеры обмоток трансформатора показаны на рис. 6 и 7.

Радиальный размер обмотки с экраном ()

м.

Внешний диаметр обмотки

м.

Рис. 7. Схема обмоток НН и ВН и изоляционных расстояний трансформатора

Масса меди обмотки ВН

кг,

где мм.

Масса провода в обмотке ВН с изоляцией

кг,

где k _из – коэффициент увеличения массы обмотки ВН с учетом изоляции.

Масса меди двух обмоток

кг.

Масса провода двух обмоток

кг.