Файл: Григорьев, В. Ф. Расчет трехфазного силового трансформатора учеб метод пособие по курсовому проектированию по курсу Электрические машины.doc

Полученное значение диаметра стержня d' необходимо сравнить с ориентировочным диаметром стержня (табл. 4). Если рассчитанное значение диаметра близко к значениям табл. 4 для заданной мощности, то его следует округлить до ближайшего нормализованного диаметра, см: 8; 8.5; 9; 9.2; 9.5; 10; 10.5; 11; 11.5; 12; 12.5; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 22.5; 23; 24; 24.5; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36; 37; 38; 39; 40; 42; 45; 48; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75. Далее в расчетах используется значение нормализованного диаметра.

Таблица 4

Число ступеней в сечении стержня

трехфазных масляных трансформаторов

Мощность трансформатора S, кВА	Ориентировоч-ный диаметр стержня d, см	Число ступеней	Коэффициент kкр
16	8	4	0,861
25	9	5	0,890
40–100	10–14	6	0,91–0,92
160–250	16–18	6	0,913
400	20	7	0,918
630	22	8	0,928
1000	24–26	8	0,925
1600	28–30	8	0,928
2500	32–34	9	0,929
6300	36–38	9	0,913
10 000	40–42	11	0,922
16 000	45–50	14	0,927
25 000	53–56	15	0,927
32 000	60–67	16	0,929
80 000	71–75	16	0,931

---

Примечания:

1. При диаметре стержня d до 22 см – прессовка стержня расклиниванием с обмоткой, сечение стержня без каналов.

2. При диаметре стержня свыше 22 см – прессовка стержня бандажами. Сечение стержня диаметром от 36 см имеет продольные охлаждающие каналы. В коэффициенте k_кр учтено наличие охлаждающих каналов.

3. В таблице приведены данные для случая без прессующей пластины.

Таблица 5

Значения коэффициента заполнения сталью k_з

при различных способах изоляции

Толщина пластин, мм	Вид изоляционного покрытия
	Нагревостойкое	Нагревостойкое плюс однократная лакировка
0,35	0,97	0,965
0,3	0,96	0,955

Второй основной размер трансформатора – средний диаметр канала между обмотками d₁₂может быть предварительно приближенно определен по формуле

d₁₂ = d + 2а₁ +0,1а₁₂+0,2а₀₁

где d– нормализованное значение диаметра стержня.

Радиальные размеры осевых каналов а₀₁между стержнем и обмоткой НН и а₁₂ между обмотками НН и ВН определяются из условий электрической прочности, главной изоляции трансформатора по испытательным напряжениям обмоток НН и ВН соответственно по табл. 7 и табл. 8.

Радиальный размер обмотки НН а₁ можно приблизительно вычислить по формуле см

а₁k₁(a₁ + a₂)/3,

где k₁– коэффициент может быть принят равным:

1,1 – для трансформаторов мощностью 25–630 кВА;

1,4 – для трансформаторов мощностью 1000–80 000 кВА.

Величина приведенного размера обмоток (a₁ + a₂)/3 определена выше.
Третий основной размер трансформатора – высота обмоток определяется по формуле

,

где  – коэффициент, зависящий от материала обмоток и габарита трансформатора (табл. 2).

---

После расчета основных размеров трансформатора определяется активное сечение стержня, т. е. чистое сечение стали, см²

П_с = k_с .

Электродвижущая сила одного витка, В

U_в = 4,44fB_c П_с10 ^–4 .
3. КОНСТРУКЦИЯ ИЗОЛЯЦИИ И МИНИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ

ИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАССТОЯНИЯ
Главными задачами при проектировании изоляции трансформатора являются выбор принципиальной конструкции изоляции, выбор изоляционных материалов, заполняющих изоляционные промежутки, и размеров изоляционных промежутков.

Конструкция изоляции и применяемые материалы описаны в специальной литературе [1].

Изоляция в трансформаторе разделяет части, находящиеся под напряжением между собой, и отделяет их от заземленных частей. В силовых трансформаторах изоляция выполняется в виде конструкций из твердых диэлектриков - электроизоляционного картона, кабельной бумаги, лакотканей, дерева, текстолита, бумажно-бакелитовых изделий, фарфора и других материалов. Части изоляционных промежутков, не заполненных твердым диэлектриком, заполняются жидким диэлектриком - трансформаторным маслом.

Для упрощения расчета и стандартизации требований, предъявляемых к электрической прочности изоляции готового трансформатора, электрический расчет изоляции производится так, чтобы она могла выдержать приемосдаточные и типовые испытания, предусмотренные соответствующими нормами. Нормы испытаний составлены с учетом возможных в практике значений, длительности и характера электрических воздействий, содержат необходимые запасы прочности и закреплены в ГОСТ.

Испытательное напряжение обмоток в зависимости от класса изоляции и рабочего напряжения выбираются из табл. 6.

Ниже рассматриваются принятые в практике минимальные изоляционные расстояния для масляных трансформаторов. При этом в трансформаторах можно использовать материалы класса нагревостойкости А, допускающего температуру до 105 С.


Таблица 6
Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц)

для масляных силовых трансформаторов

---

Напряжение обмотки ВН, кВ	3	6	10	15	20	35
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	3,6	7,2	12	17,5	24	40,5
Испытательное напряжение Uисп (эффективное), кВ	18	25	35	45	55	85

Примечание: обмотки масляных трансформаторов с рабочим напряжением до 1 кВ имеют U_исп = 5 кВ.
1. Главная изоляция обмоток (изоляция от заземленных частей и между обмотками)

Главная изоляция обмоток определяется в основном электрической прочностью при частоте 50 Гц и соответствующими испытательными напряжениями, определяемыми по табл. 6.

Таблица 7

Главная изоляция. Минимально допустимые

изоляционные расстояния обмоток НН

Мощность трансформатора, кВ∙А	U исп для НН, кВ	НН от ярма l01, мм	НН от стержня, мм
			01	аЦ1	а01	lЦ1
25–250	5	15	картон 20,5	–	4	–
400–630*	5 *	Принимается равным найденному по испытательному напряжению обмотки ВН	то же	–	5	–
1 000–2500	5		4	6	15	18
630–1 600	18; 25 и 35		4	6	15	25
2 500–6 300	18; 25 и 35		4	8	17,5	25
630 и выше	45		5	10	20	30
630 и выше	55		5	13	23	45
Все мощности	85		6	19	30	70

---

Примечание: * Для винтовой обмотки с испытательным напряжением U _исп = 5 кВ размеры взять из следующей строки для мощностей 1 000 – 2 500 кВ∙А

Вариант конструкции главной изоляции обмоток с испытательным напряжением от 5 до 85 кВ показан на рис. 2.

Основные размеры изоляционных деталей с учетом производственных допусков и минимально допустимые изоляционные расстояния такой конструкции могут быть выбраны из табл. 7 и 8.

Таблица 8

Главная изоляция. Минимально допустимые

изоляционные расстояния для обмоток ВН

Мощность трансформатора, кВ∙А	U исп для ВН, кВ	ВН от ярма, мм		Между ВН и НН, мм		Выступ цилиндра Ц2, мм	Между ВН и ВН, мм
		02	Ш	а12	12		а22	22
25–100	18, 25 и 35	20	–	9	2,5	10	8	–
160–630	18, 25 и 35	30	–	9	3	15	10	–
1 000–6 300	18, 25 и 35	50	–	20	4	20	18	–
630 и выше	45	50	2	20	4	20	18	2
630 и выше	55	50	2	20	5	30	20	3
160–630	85	75	2	27*	5	50	20	3
1 000–6 300	85	75	2	27	5	50	30	3
10 000 и выше	85	80	3	30	6	50	30	3

---