Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Типы обмоток трансформаторов
Все обмотки трансформаторов по характеру намотки можно подразделить на следующие основные типы: цилиндрические из круглого и прямоугольного провода, винтовые, непрерывно катушечные и др. Эти типы обмоток в свою очередь могут подразделяться по ряду второстепенных признаков: числу слоев или ходов, наличию параллельных ветвей, наличию транспозиций и т. д. Простой цилиндрической обмоткой называется обмотка, сечение витка которой составляет один провод, а витки расположены без интервалов на цилиндрической поверхности так, что для перехода от какого-либо витка к любому другому витку нужно двигаться в осевом направлении обмотки. Цилиндрической параллельной обмоткой называется обмотка, сечение витка которой составляет несколько параллельных проводов, а витки расположены (без интервалов между витками и проводами) на цилиндрической поверхности так, что для перехода от какого-либо провода одного витка к любому проводу другого витка нужно двигаться в осевом направлении обмотки. Двухслойной простой цилиндрической или двухслойной цилиндрической параллельной называется обмотка, составленная из двух концентрически расположенных простых цилиндрических параллельных обмоток. Цилиндрическая обмотка может быть намотана из нескольких проводов прямоугольного сечения. При этом желательно все параллельные провода брать одного сечения. Если же приходится комбинировать сечение витка из разных проводов, то рекомендуется брать не более двух различных сечений проводов. Обычно применяется намотка «плашмя». Допускается намотка на «ребро», в радиальном направлении обмотки, размеры обоих проводов следует выбирать обязательно равными между собой. В производстве при намотке на обмоточном станке цилиндрическая обмотка является самой простой и дешевой из применяемых типов обмоток. Цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода может применяться при сечении витка не менее 5 мм2, равном минимальному сечению прямоугольного провода по сечению, что соответствует при наименьшей плотности тока в медном проводе нижнему пределу тока обмотки 15–18 А. Цилиндрическая двухслойная обмотка из прямоугольного провода широко применяется для обмоток НН трехфазных и однофазных масляных силовых трансформаторов с мощностью на один стержень £ 200 кВА при напряжении обмотки не выше 6 кВ.
В тех же пределах этот тип обмотки иногда применяется для обмоток ВН, однако более удобна в этом случае многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода. Широкое применение находят цилиндрические многослойные обмотки из прямоугольного провода в один или несколько параллельных проводов. Для таких обмоток напряжение составляет до 35 кВ, а мощность трансформатора до 80000 кВА. Они используются для изготовления обмоток как низкого напряжения, так и обмоток высокого напряжения трансформатора. Основное достоинство этих обмоток состоит в простоте, малой стоимости и достаточно высокой электрической и механической прочности (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Цилиндрические обмотки: а – однослойная; б – двухслойная; в – многослойная из круглого провода; 1 – витки из прямоугольного провода; 2 – разрезные выравнивающие кольца; 3 – бумажно-бакелитовый цилиндр; 4 – конец первого слоя обмотки; 5 – вертикальные рейки; 6 – внутренние ответвления обмотки
Благодаря простоте и дешевизне изготовления наиболее часто применяется многослойная цилиндрическая обмотка трансформаторов, мощностью на один стержень до 200 кВА при классе напряжения не выше 35 кВ. Разновидностью многослойной цилиндрической обмотки является катушечная обмотка, составленная из ряда отдельно расположенных в осевом направлении катушек, представляющих собой многослойные цилиндрические обмотки. Выполняется она, как правило, из одного круглого провода без применения параллельных проводов. Применяется для трансформатора с мощностью на один стержень не выше 350 кВА, при токе 40–45 А, и только для выполнения обмоток ВН. Особое внимание уделяется междуслойной изоляции, так как вследствие большого числа витков и последовательного соединения слоев между соседними витками, лежащих в разных слоях, возникают значительные напряжения. Так, например, в трансформаторах с мощностью на один стержень до 200 кВА при классе напряжения от 3 до 35 кВ суммарное рабочее напряжение двух слоев может достигнуть 5000–6000 В, а испытательное 10000–12000 В. В качестве междуслойной изоляции хорошие результаты дает кабельная бумага, положенная в несколько слоев.
Применение меньшего числа слоев более толстого электрокартона не оправдывает себя, так как картон менее эластичен, чем кабельная бумага, а при намотке сильно натянутого провода дает листные изломы, что в дальнейшем приводит к прибою междуслойной изоляции. В трансформаторах широко применяются винтовые обмотки. Обычно винтовая обмотка наматывается на бумажно-бакелитовом цилиндре на рейках, расположенных по образующим цилиндра. Радиальные каналы между витками образуются межвитковыми прокладками из электроизоляционного картона, нанизываемыми на рейки (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Винтовая обмотка: а – из одного провода в витке;
В параллельной винтовой обмотке параллельные провода наматываются на цилиндрические поверхности с разными диаметрами. Вследствие этого активные и реактивные сопротивления (в виду различной индукции поля рассеяния) параллельных проводов получаются неравными. Для выравнивания полных сопротивлений проводов во избежание неравномерного распределения тока
Рис. 4.3. Транспозиции проводов в винтовых
Схема транспозиции в винтовой обмотке из четырех проводов представлена на рис. 4.4.
Рис. 4.4. Схема транспозиции в винтовой обмотке из четырех параллельных проводов: 1–4 – провода
Применяются винтовые обмотки как обмотки НН в трансформаторах с напряжением на стороне НН от 230 В до 15,75 кВ включительно при мощности трансформатора на один стержень от 45 до 350 кВА. Простой непрерывной катушечной обмоткой называется обмотка, составленная из ряда расположенных в осевом направлении и соединенных последовательно катушек, намотанных из прямоугольного провода по плоской спирали, с радиальными охлаждающими каналами между всеми или частью катушек. Высота катушки равна высоте провода. Непрерывная катушечная обмотка называется параллельной, если сечение каждого витка составлено двумя или более параллельными проводами и число витков в катушке более одного (рис. 4.5). Обмотка называется непрерывной, если ее намотка ведется одним (двумя, тремя и более) проводом без перепайки концов последовательно соединенных катушек. Непрерывная катушечная обмотка не имеет обрывов и паек провода. Благодаря высокой механической прочности, легкости распределения витков обмотки по катушкам, удобству выполнения регулировочных ответвлений, сравнительной простоте намотки, отсутствию перепаек между катушками и простоте насадки на сердечник, непрерывная катушечная обмотка находит широкое применение в качестве обмотки ВН для трансформаторов с мощностью на один стержень от При напряжении 110 кВ и выше применяется только непрерывная катушечная обмотка. Если виток обмотки выполняется из нескольких параллельных проводов, то необходимо проводить транспозицию параллельных проводов аналогично, как это производится в винтовых параллельных обмотках.
Более подробно правила выполнения обмоток различного типа приводятся ниже при пояснении методики расчета.
Выбор типа обмотки
Основными критериями при выборе типа обмотки служат следующие величины: Iф = Iс – ток нагрузки одного стержня, мощность обмоток одного стержня S′ и номинальное напряжение Uл, а также поперечное сечение витка обмотки . Ориентировочное сечение, мм2, витка каждой обмотки может быть определено по формуле , где – ток соответствующей обмотки одного стержня, ток фазный; – средняя плотность тока в обмотках ВН и НН. В зависимости от выбора значения будут изменяться объем и масса обмотки, а следовательно, и электрические потери в них . Обычно при расчете трансформатора потери короткого замыкания бывают заданы, и выбор средней плотности тока должен быть связан с заданной величиной . Для определения средней плотности тока в обмотках, обеспечивающей получение заданных потерь короткого замыкания, можно воспользоваться формулами: – для медных обмоток , ; – для алюминиевых , ; где – полная мощность трансформатора, кВА; – потери короткого замыкания, Вт; – напряжение одного витка; – средний диаметр канала между обмотками, см; – коэффициент, учитывающий наличие добавочных потерь в обмотках, потери в отводах, в стенах бака и т. д., принимается по табл. 4.1.
Таблица 4.1 Значение Кд для трехфазных трансформаторов
Примечание. Для сухих трансформаторов мощностью 10–160 кВА принимать Кд =0,99–0,96 и мощностью 250–1600 кВА Кд =0,92–0,96.
Расчетные значения следует сверить с данными табл. 4.2, где приведены ориентировочные значения практически применяемых плотностей токов. Сверка рассчитанного имеет целью избежать грубых ошибок в расчете . Таблица 4.2 Средняя плотность тока в обмотках D, А/мм², для современных
а) масляные трансформаторы
б) сухие трансформаторы
Примечания: 1. Для трансформатора с потерями короткого замыкания вышеуказанных государственных стандартов возможен выбор плотности тока в масляных трансформаторах до 4,5 А/мм² в медных и до 2,7 А/мм² – алюминиевых обмотках; в сухих трансформаторах – соответственно до 3 и 2 МА/м². 2. Плотность тока в обмотках из транспонированного провода выбирается так же, как и для медного или алюминиевого провода. 3. Плотность тока в обмотках из алюминиевой ленты выбирается как для алюминиевого провода.
После определения средней плотности тока и сечения витка для каждой из обмоток можно произвести выбор типа конструкции обмотки. Конструкция и тип обмотки выбираются по табл. 4.3. При расчете обмоток существенное значение имеет правильный выбор размеров провода. В обмотках из круглого провода выбирают провод, ближайший по площади поперечного сечения к сечению , определенному по выбранной плотности тока , или в некоторых случаях подбираются два-три провода с соответствующим общим суммарным сечением. При расчете винтовых, непрерывных катушечных и в большинстве случаев двухслойных и многослойных цилиндрических обмоток из провода прямоугольного сечения желательно применять провода большего сечения, что упрощает намотку обмоток на станке и позволяет получить наиболее компактное ее размещение на сердечнике. Однако применение крупных размеров провода ограничивается условиями охлаждения обмотки и величиной допустимых добавочных потерь от вихревых токов, вызываемых потоком рассеяния. Таблица 4.3 Основные свойства и нормальные пределы применения различных типов обмоток масляных,
Расчет обмоток проводится в следующей последовательности:
· определяется число витков в фазе соответствующей обмотки, . После округления числа витков до целого числа уточняется напряжение одного витка и значение магнитной индукции в стержне, Bc; · определяется ориентировочное сечение, мм2, витка соответствующей обмотки по выражению: ; · по ориентировочному сечению обмотки сортаменту обмоточных проводов принимаются соответствующие провода. Проводов может быть один или несколько. Примеры витков для различных обмоток приведены ниже. В масляных трансформаторах применяется провод марки ПБ (с бумажной изоляцией). В сухих трансформаторах применяется обычно более качественная изоляция марок ПСД и ПСДК. Номинальные размеры и сечения прямоугольных проводов медных и алюминиевых проводов соответственно марок ПБ и АПБ приведены в табл. 4.4. Номинальные размеры и сечения прямоугольных проводов марок ПСД и ПСДК приведены в табл. 4.5. Номинальные диаметры и сечения круглых проводов марок ПБ, ПСД и ПСДК приведены в табл. 4.6. · По основным параметрам трансформатора – номинальной мощности; – номинальным напряжениям обмоток НН и ВН; – номинальному фазному току обмоток выбирается тип обмоток по табл. 4.3. · По выбираемому типу соответствующих обмоток производится расчет обмоток по методикам, приведенным ниже.
Таблица 4.4
Номинальные размеры и сечения медного и алюминиевого обмоточного Медные провода марки ПБ – все размеры таблицы, Алюминиевый провод марки АПБ – все размеры таблицы
Окончание табл. 4.4
Примечания: 1. Провод марок пб и апб выпускается с толщиной изоляции на две стороны 2б = 0,45(0,50), 0,55(0,62), 0,72(0,82), 0,96(1,06), 1,20(1,35), 1,35(1,50), 1,68(1,83)
Таблица 4.5 Номинальные размеры и сечения прямоугольного медного
Примечание. Номинальная удвоенная толщина изоляции 2б = 0,27–0,48 мм. В расчете принимать для проводов размером в < 5,60 мм 2б = 0,45 мм.
Таблица 4.6 Номинальные размеры сечения и изоляция круглого медного
Примечания: 1. Провод марок ПБ и АПБ всех диаметров выпускается с изоляцией на две стороны толщиной 2б=0,30(0,40); 0,72(0,82); 0,96(1,06); и 1,20(1,35) мм; провод диаметром от 2,24 мм и выше – также с изоляцией 1,68(1,83) и 1,92(2,07), а провод диаметром от 3,75 мм 2. Без скобок указана номинальная толщина изоляции. Размеры катушек считать по толщине изоляции, указанной в скобках. 3. Увеличение массы провода за счет изоляции дано для медного провода. Для алюминиевого провода марки АПБ данные таблицы по увеличению массы умножить на 3,3. 4. Увеличение массы провода ПБ и АПБ с усиленной изоляцией принимать по табл. 4.5 5. Провода марок ПСД и ПСДК выпускаются в пределах диаметров от 1,18 до 5,0 мм и провода марок АПСД и АПСДК – от 1,32 до 5,0 мм. 6. Толщина изоляции провода марок ПСД, ПСДК, АПСД и АПСДК при диаметрах до 2,12 мм 2б = 0,29 мм (в расчете принимать 0,30 мм), при диаметрах от 2,24 до 5,0 мм 2б = 0,35–0,38 мм (в расчете принимать 0,40 мм). 7. Для проводов марок ПСД и ПСДК данные таблицы по увеличению массы умножить на 1,75 для диаметров от 1,18 до 2,12 мм и на 2,1 для диаметров от 2,24 мм и выше. Для алюминиевых проводов марок АСПД и АПСДК учитывать прим. 3.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 4037; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.15.214.155 (0.086 с.) |