Курсовая работа: Расчет трансформатора ТМ100035
вторичной (ВН)
 , мм2 |
(2.13) |
где Iф - ток фазы обмотки , А,
Dср – средняя плотность тока обмоток (А/мм2 ).
Таблица.4.11
Сводная таблица
| Расстояние обмотки НН от стержня | a01 | мм | 15 |
| Расстояние между обмотками ВН и НН | a12 | мм | 27 |
| Расстояние между обмотками ВН | a22 | мм | 30 |
| Расстояние обмок от ярма | l0 | мм | 75 |
| Высота обмоток | l | мм | 609,25 |
| Средний диаметр обмоток | d12 | мм | 313.72 |
| Средняя плотность тока в обмотках | Dср | А/мм2 | 3.325 |
| Сечение витка первичной обмотки НН | П1 | мм2 | 9.546 |
| Сечение витка вторичной обмотки ВН | П2 | мм2 | 4,96 |
| ЭДС витка | uв | В | 12.066 |
| Диаметр стержня магнитопровода | d | мм | 230 |
| Сечение стержня магнитопровода | Пс | мм2 |  |
| Индукция в стали | Вс | Тл | 1,55 |
3 . ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА
Проектирование обмоток трансформатора выполняется после выбора главных размеров трансформатора. Задачи, решаемые на этом этапе:
1. Выбор типа обмоток и схемы регулирования напряжения.
2. Расчет и выбор обмоточного провода и определение размеров обмоток.
3.1 Краткие сведения об обмотках трансформаторов
Конструкции обмоток трансформаторов могут существенно различаться в зависимости от мощности и напряжения. Определяющими конструктивное исполнение обмотки являются число витков, сечение витка и класс напряжения.
Классом напряжения обмотки трансформатора называют ее длительно допустимое рабочее напряжение. Класс совпадает с номинальным напряжением электрической сети, в которую обмотка включается. Каждому классу напряжения соответствуют определенные испытательные переменные напряжения при промышленной частоте и импульсные. Классом напряжения трансформатора считают класс напряжения обмотки ВН.
По расположению на стержне обмотки подразделяют на концентрические (рис. 3.1, а) и чередующиеся (рис. 3.1, б). При использовании концентрических обмоток в силовых трансформаторах обмотка НН располагается внутри, а ВН - снаружи.
Основным элементом каждой обмотки является виток, который состоит из одного или нескольких параллельных проводников. Совокупность витков, соединенных последовательно, образует катушку. Обмотка может состоять из одной или нескольких катушек. Витки, вплотную намотанные на цилиндрической поверхности, образуют слой.
Катушки называют «правыми», если обход вдоль витков совершается по часовой стрелке, и «левыми», если обход идет против часовой стрелки (по аналогии с обозначением резьбы винта) От направления намотки витков зависит направление ЭДС, индуцированной в катушке, и направление магнитных силовых линий. По соображениям удобства изготовления большинство обмоток трансформаторов выполняют с левой намоткой.
 |  |
| Рис 3.1. Концентрические и чередующиеся обмотки | Рис. 3.2. Направления намотки катушек |
Силовые трансформаторы должны позволять регулировать напряжение на нагрузке в небольших пределах. Такое регулирование напряжения осуществляется изменением коэффициента трансформации. С этой целью одна из обмоток (обмотка ВН) должна иметь несколько отпаек. В силовых трансформаторах предусматривается два вида регулирования напряжений силового трансформатора:
- регулирование напряжения путем переключения ответвлений обмотки без возбуждения (ПБВ) после отключения всех обмоток трансформатора от сети;
- регулирование напряжения под нагрузкой (РПН), без отключения обмоток трансформатора от сети.
В масляных трансформаторах мощностью от 25 до 200000 кВА с ПБВ стандартами ГОСТ 12022-66; 11920-73 и 12965-74 предусмотрено выполнение на обмотках ВН четырех ответвлений на +5; +2,5; -2,5 и -5% от номинального напряжения помимо основного зажима с номинальным напряжением.
3.2 Выбор типа обмоток
Проектирование обмоток трансформатора осуществляется с учетом производственных и эксплуатационных требований, предъявляемых к ним.
Производственные требования сводятся к оптимизации затрат материалов и труда на производство трансформатора. Это обеспечивается выбором рационального типа обмотки, материала обмоточного провода, компактным размещением и распределением витков и катушек чтобы ограничить расход обмоточного провода и обеспечить наилучшее заполнение окна магнитопровода.
К эксплуатационным требованиям относятся механическая прочность при воздействии сил короткого замыкания и ограниченный нагрев обмоток в номинальном режиме работы.
Механическая прочность обеспечивается рациональным расположением витков и катушек так, чтобы ограничить возникающие электромагнитные усилия.
Для достижения необходимой нагревостойкости следует обеспечить эффективную теплоотдачу от обмотки в охлаждающую среду путем создания развитой охлаждающей поверхности и выбором рациональной плотности тока. Требование эффективной теплоотдачи ограничивает радиальный размер обмотки между двумя охлаждающими поверхностями.
Основные параметры для выбора типа обмоток следующие:
1. Мощность трансформатора (S, кВА).
2. Ток фазы обмотки (Iф , А).