Расчет радиального строения обеих обмоток трансформатора

Радиальное строение обмоток определется предварительно.

При этом учитываются полученные размеры обмоток а₁ , а₂ и предварительно заданные размеры

- канала между обмоткою НН и сердечником магнитопровода – а_К1,

- минимального изоляционного расстояния между обмотками - а_.

В расчетном примере имеем предварительно:

D – диаметр стержня магнитопровода по заданию 245 мм,

Принимаем а_К1 = 5 мм, а = 17 мм,

D₁ – диаметр внутренней стороны обмотки НН, D₁ = D + 2 а_К1 = 245 + 2.5 = 255 мм,

D₂ – диаметр внешней стороны обмотки НН, D₂ = D₁ + 2 а₁ = 255 + 2.20 = 295 мм,

D_CP – средний диаметр изоляционного канала между обмотками,

D_CP = D₂ + а = 295 + 17 = 312 мм,

D₃ – диаметр внутренней стороны обмотки ВН, D₃ = D₂ + 2 а = 295 + 34 = 329 мм,

D₄ – диаметр внешней стороны обмотки ВН, D₄ = D₃ + 2 а₂ = 329 + 2.24 = 377 мм

Минимальное изоляционное расстояние между обмотками НН и ВН – а – представляет собой главный канал рассеяния. Его размер проверяется по заданным величинам напряжения короткого замыкания U_K % = 5,5 %, U_А % = 1,22 % .

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания U_Р % определяется рассеянием магнитного потока и равна

U_Р =

Принимаем величину дополнительного рассеяния 5 %, находим напряжение рассеяния от основного продольного поля U_Р’ , %

U_Р’ = U_Р / 1,05 = 5,1 %

В расчетном примере получаем:

Напряжение рассеяния от основного продольного поля на основании предварительного расчета минимального изоляционного расстояния а между обмотками – U_Р” ( считая линейные размеры в см )

U_Р” = , U_Р” =

где D_CP = 29,5 + 1,7 = 31,2 см – средний диаметр главного канала рассеяния,

Δ - приведенный ( редуцированный ) канал рассеяния, равный

, Δ = 1,7 + (2 +2,4 )/3 = 3,17 см

К_Р – коэффициент Роговского для приведения реального потока рассеяния к фиктивному, расчетному, равный

К_Р = 1 - ; К_Р = 1 – [(1,7+2+2,4)/ 3,14.60,5] = 0.968

e_w = 14,4 В

Так как значение U_Р” меньше U_Р’, то увеличиваем размер главного канала рассеяния. Увеличение а’ рассчитываем по формуле

а’ = ; а’ = см, принимаем 18 мм

Окончательно, ширина главного канала рассеяния равна

а_ГЛ = ( а + а’ ) = 17 + 18 = 35 мм

Это расстояние можно выдержать в виде двух масляных каналов по 15 мм и одного изоляционного цилиндра из электрокартона толщиной 5 мм ( 15.2 + 5 = 30 мм ).

Затем окончательно рассчитываем радиальное строение обмоток ( рис.6 )

Рис. 7 Основные размеры магнитопровода и обмоток, полученные по расчету

D – диаметр стержня магнитопровода по заданию 245 мм,

D₁ – диаметр внутренней стороны обмотки НН, D₁ = D + 2 а_К1 = 245 + 2.5 = 255 мм,

D₂ – диаметр внешней стороны обмотки НН, D₂ = D₁ + 2 а₁ = 255 + 2.20 = 295 мм,

D₂₂ (D_CP )– диаметр изоляционного канала между обмоткой НН

и цилиндром, D₂₂ = D₂ + 2.15 = 295+30= 325 мм

диаметр цилиндра D₃ ‘ = 325 + 2.5 = 335 мм,

D₃ – диаметр внутренней стороны обмотки ВН, D₃ = D₂ + 2 а_ГЛ = 295+70= 365 мм,

( D₃ = D₃ ‘ + 2.15 = 365 мм )

D₄ – диаметр внешней стороны обмотки ВН, D₄ = D₃ + 2 а₂ = 365+2.24 = 413 мм

а₂₂ – расстояние между внешними сторонами обмоток ВН разных фаз,

принимаем 22 мм

МО – расстояние между осями стержней магнитопровода,

МО = D₄ + а₂₂ = 413 + 22 = 435 мм

Определяем высоту окна магнитопровода Н. Эта величина равна высоте

( длине )обмотки Н₀ плюс изоляционные расстояния до ярма h = 50 мм с двух сторон

Н = Н₀ + 2h = 605 + 2.50 = 705 мм