Определение диаметра стержня, высоты обмотки и активного сечения стержня

Для трансформатора стержневого типа со стержнями, имеющими сечение в форме ступенчатой фигуры, вписанной в окружность, основным размером является диаметр этой окружности. Этот диаметр определяется согласно [14] по формуле:

, (3.7)

где S' – мощность на один стержень, ВА; a_p – ширина приведенного канала рассеяния, мм; β – коэффициент соотношения основных размеров обмоток; k_p – коэффициент Роговского; f – частота тока, Гц; B_c – максимальная индукция в стержне, Тл; k_c – коэффициент заполнения сталью окружности; U_p – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %.

1) Мощность на один стержень определяется числом стержней несущих основные обмотки трансформатора:

, (3.8)

где S – мощность трансформатора; с – число стержней.

2) Ширина приведенного канала рассеяния трансформатора при определении диаметра стержня еще не известна. a₁₂ – размер канала между обмотками ВН и НН определяется как изоляционный промежуток по испытательному напряжению обмоток ВН. Размер предварительно определяют согласно [15] по формуле:

, (3.9)

где k_кр – коэффициент канала рассеяния.

Значение коэффициентов канала рассеяния для обмоток из алюминиевых проводов приведены в таблице 3.7 [15]. Если провод обмоток медный, полученное значение следует разделить на 1,25.

3) Значение β приближенно равно отношению средней длины витка двух обмоток ℓ_в трансформатора к их высоте Н₀ и определяет соотношение между шириной и высотой трансформатора [15]. Рекомендуемые значения приведены в таблице 3.8.

4) Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному полю, то есть коэффициент Роговского при определении диаметра стержня можно принять равным k_p = 0,95.

5) Частота f = 50, Гц для промышленного силового трансформатора.

6) Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания определяется по формуле:

, %. (3.10)

Активная составляющая напряжения короткого замыкания для трансформаторов большой мощности (примерно выше 10 МВ·А) пренебрежительно мала. Но с уменьшением мощности U_a увеличивается и для данных расчетов равно:

, %. (3.11)

7) Индукция в стержне из рулонной электротехнической стали принимается, на данном этапе расчета, приближенно в интервале значений В_с = 1,60…1,65 Тл [15].

8) Коэффициент заполнения сталью k_c – относительно активного сечения стержня к площади круга с диаметром, равным диаметру стержня неизвестен на данной ступени расчета, но предварительно его можно принять k­_c = 0,9.

После подстановки полученных значений в формулу, полученный диаметр D₀ округляют до ближайшего значения по нормализованной шкале (см. таблицу 3.9)

Высоту обмотки трансформатора определяют согласно [15] по формуле:

, (3.12)

где D₁₂ – средний диаметр между обмотками может быть

приближенно определен так [15]:

D₁₂ = a_ср·D₀, (3.13)

где для медных обмоток а_ср = 1,3…1,35; для алюминиевых обмоток а_ср = 1,4…1,45.

Активное сечение стержня определяется по формуле:

П_а = П_ф·k_з, (3.14)

где П_ф – сечение ступенчатой фигуры стержня по таблице 3.9; k_з – коэффициент заполнения стержня по таблице 3.10.