Файл: Мет КРЭМ.doc

Глава 6

РАСЧЕТ ОБМОТОК ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ТРАНСФОРМАТОРА

При выборе типа обмотки ВН следует учитывать необходимость выполнения в обмотке ответвлений для регулирования напряжения.

В масляных трансформаторах мощностью от 25 до 200 000 кВ·A с ПБВ (регулирование напряжения переключением ответвлений обмотки после отключения обмоток трансформатора от сети) предусмотрено выполнение в обмотке ВН четырех ответвлений на +5%; +2,5%; -2,5%; -5% номинального напряжения помимо основного зажима с номинальным напряжением.

Часто применяемые схемы размещения регулировочных ответвлений в трансформаторах с ПБВ показаны на рис. 4.

Число витков обмотки ВН при номинальном напряжении определяется по формуле:

W₂ = W₁

Число витков для одной ступени регулирования

W_P = 0,025W₂ .

Значения W₂ и W_P округляются до ближайшего целого числа.

Число витков обмотки на отводах:

а) верхние ступени напряжения

W₂ + 2W_P ; W₂ + W_P;

б) при номинальном напряжении

W₂;

в) нижние ступени напряжения

W₂ = 2W_P ;W₂-W_P

.

Плотность тока в обмотке ВН предварительно определяется по форму­ле, А/мм,

J₂ 2J_ср - J₁.

Предварительное сечение витка обмотки ВН, мм

П₂^' = .

1. Многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода (рис. 10)

По предварительному сечению П'₂ из сортимента круглого обмоточно­го провода (табл. 20, 21) подбирается провод подходящего сечения или два параллельных одинаковых провода с диаметром провода без изоляции d₂ и провода с изоляцией d₂' мм.

Подобранные размеры провода записываются:

Марка провода

× n_в2 × ,

где п_в2 — число параллельных проводов.

1. Полное сечение витка, мм²

П₂ = n_в2 × П''₂

где П₂" - сечение одного провода (табл. 20,21).

1.2. Уточненная плотность тока обмотки ВН, значения которой приме­няется в дальнейших расчетах, А/мм²,

W_{сл 2} = ,

Причем обмотки ВН и НН имеют одинаковую высоту = =.

1.4. Число слоев обмотки

n_сл2 = .

Величину n_сл2 следует округлить до ближайшего большего числа.

Таблица 20

Размеры и сечения круглого медного провода марки ПЭЛБО

Нормальная изоляция. При d₂ = 0,15-1,16 мм - ПЭЛБО - провод эмалированный с хлопчатобумажной оплеткой.

Примечания: 1. Толщина изоляции указана на две стороны;

2. Расчетная толщина изоляции на 0,1 мм больше указанной в таблице, с учетом неплотности укладки круглого провода в катушку.

Таблица 21

Номинальные размеры сечения и изоляции круглого медного

и алюминиевого обмоточного провода марок ПБ и АЛБ с толщиной

изоляции на две стороны =0,30 (0,40) мм

Примечание: толщина изоляции указана на две стороны: 0,3 - номинальная и 0,4 - расчётная.

Рис. 10.

Многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода

Рис. 11.

Изоляция торцевой части многослойной цилиндрической обмотки

1 - экран;

2- междуслойная изоляция;

3 - бортики из электрокартона;

4 - витковая изоляция.

1.5. Рабочее напряжение двух соседних слоев

U_мсл = 2 • W_сл2 · U_в .

По рабочему напряжению двух слоев по табл. 10 выбирают число слоев кабельной бумаги и общую толщину изоляции между двумя слоями обмотки -_мсл , мм (рис. 11).

1.6. По испытательному напряжению U_ucn обмотки ВН и мощности трансформатора определяют по табл. 8, рис. 2:

а) размеры канала между обмотками ВН и НН а₁₂ , см;

б) толщину цилиндра между обмотками , см;

в) величину выступа цилиндра за высоту обмотки ,см;

г) минимальное расстояние между обмотками ВН соседних стержней а₂₂, см;

д) толщину междуфазной перегородки , см;

е) расстояние обмотки ВН от ярма , см.

1.7. Радиальный размер обмотки ВН без экрана, см,

а) одна катушка без масляного канала, см

а₂ = (d₂' · n_сл2 + ) · 10^-1

б) две катушки с масляными каналами между ними

а₂ = (d₂' · n_сл2 + ) · 10^-1

где а₂₂ - ширина масляного канала между катушками (табл. 19).

В обмотках классов напряжений 20 и 35 кВ под внутренним слоем обмотки устанавливается металлический экран - незамкнутый цилиндр из алюминиевого листа толщиной 0,5 мм. Экран соединяется электрически с линейным концом обмотки (начало внутреннего слоя) и изолируется от внутреннего слоя обмотки обычно междуслойной изоляцией. Такая же изоляция экрана устанавливается со стороны масляного канала.

При наличии экрана радиальный размер обмотки ВН определяется по формуле, см:

а_2экр = а₂ + (_экр + 2_мсл) • 10^-1 ,

где а₂ определяется по ранее представленным формулам;

_экр = 0,5 мм,

_мсл по табл. 10.

1.8. Внутренний диаметр обмотки, см,

D₂' = D₁'' + 0,2 a₁₂ ,

где a₁₂ — минимально допустимое изоляционное расстояние между обмотками НН и ВН (табл. 8).

1.9.Наружный диаметр обмотки, см,

без экрана

D₂" = D₂ + 2а₂ ;

с экраном

D₂" = D₂ + 2а_2экр .

1.10. Расстояние между осями соседних стержней, см,

C = D₂" + а₂₂,

где а₂₂ - минимально допустимое изоляционное расстояние между обмотками ВН соседних стержней (табл. 8).

1.11. Поверхность охлаждения обмотки, м²,

П₀₂ = c·n·k·n·(D₂' + D₂") ·l₂· 10^-3,

где п= 1; D₂' = 0; k = 1 - для одной катушки, намотанной непосредственно на цилиндр, (рис. 12, а);

n = 1; k = 0,88 - для одной катушки (рис. 12, б);

n = 1,5; k = 0,83 - для двух катушек (рис. 12, г);

n = 2; k = 0,8 — для двух катушек (рис. 12, д).

Коэффициент k учитывает закрытие части поверхности обмотки изоляционными деталями и число внутренних и наружных поверхностей.

Если многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода применяется на стороне НН (внутренняя обмотка, рис. 12, в), то в формуле расчета П₀₂следует применить п = 2; k = 0,75.

а) б) в) г) д)

Рис. 12. Различные варианты выполнения многослойной

цилиндрической обмотки: а - обмотка ВН на цилиндре; б - обмотка ВН на рейках;

в - обмотка НН; г - обмотка ВН на цилиндре с каналом; д - обмотка ВН на рейках с каналом.