2015-04-30
1518
Определяется диаметр стержня, высота обмоток и диаметр осевого канала между обмотками. Дополнительно определяется площадь сечения стержня.
Стержень имеет форму ступенчатой фигуры. Диаметр описанной вокруг этой ступенчатой фигуры окружности 
называется диаметром стержня и является первым из основных размеров трансформатора.
Вторым основным размером трансформатора является осевой размер 
(высота) его обмоток. Обычно обе обмотки трансформатора имеют одинаковую высоту. В случае различия в высоте (это выяснится только при расчете обмоток, что и будет показано в гл. 2) за размер 
принимают их среднее арифметическое значение.
Третьим основным размером трансформатора является средний диаметр витка двух обмоток или диаметр осевого канала между обмотками 
связывающий диаметр стержня с радиальными размерами обмоток 
и 
и осевым каналом между ними 
Изображение трансформатора, на котором видны его основные размеры, показано на рис. 4.1.
Диаметр стержня предварительно определить по формуле:
|
|
|
. (1.10)
Здесь 
– по формуле (1.1); 
– заданная ширина приведенного канала рассеяния трансформатора (см. формулу 1.11.); 
– заданный коэффициент, приближенно равный отношению средней длины витка двух обмоток трансформатора к их высоте, что определяет соотношение между шириной и высотой трансформатора (табл. 1.5); 
– заданный коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному (коэффициент Роговского), предварительно принять 
; 
– по формуле (1.8); 
– частота сети (см. задание); 
– заданная индукция в стержне (для рулонной электротехнической стали), выбирается предварительно в пределах 1,60–1,65; 
– по формуле (1.9).
Таблица 1.5
Коэффициент 
Мощность
трансформатора
 , кВ×А
| Материал обмоток | ||||||
| Медь | Алюминий | ||||||
| Класс напряжения трансформатора, кВ | |||||||
| 6 и 10 | 35 и 20 | 6 и 10 | 35 и 20 | ||||
| Коэффициент
| |||||||
| 25−100 | 1,8–2,4 | − | 1,2–1,6 | − | |||
| 160−630 | 1,8–2,4 | 1,8–2,4 | 1,2–1,6 | 1,2–1,5 | |||
| 1000−6300 | 2,0–2,6 | 1,8–2,4 | 1,3–1,7 | 1,2–1,6 | |||
| 6300−16000 | − | 1,7–2,0 | − | 1,1–1,3 | |||
Следует отметить, что данная формула неочевидна, поэтому рекомендуется детально проследить ее вывод в литературе.
Итак, для определения диаметра 
все входящие в формулу (1.10) параметры известны, за исключением заданной ширины приведенного канала рассеяния:
. (1.11)
Здесь 
– по табл. 1.3; 
– заданный суммарный приведенный радиальный размер (приведенная ширина) обмоток ВН и НН:
, (1.12)
где 
– коэффициент по табл. 1.6; 
– по формуле (1.1).
Таблица 1.6
Коэффициент 
| Мощность
трансформатора
, кВ×А
| Материал обмоток | |||||
| Медь | Алюминий | |||||
| Класс напряжения (обмотки ВН), кВ | ||||||
| 6 и 10 | 35 и 20 | 6 и 10 | 35 и 20 | |||
| Коэффициент
| ||||||
| До 250 | 0,63 | 0,65–0,58 | 0,79 | 0,81–0,73 | ||
| 400–630 | 0,53 | 0,65–0,58 | 0,66 | 0,81–0,73 | ||
| 1000–6300 | 0,51–0,43 | 0,52–0,48 | 0,61–0,54 | 0,65–0,60 | ||
| 10000–80000 | – | 0,48–0,46 | – | 0,60–0,58 | ||
Полученный по формуле (1.10) размер диаметра 
округлить до ближайшего 
по следующей нормализованной шкале в метрах:
|
|
|
0,08; 0,09; 0,1; 0,11; 0,12; 0,125; 0,13; 0,14; 0,15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,19; 0,2; 0,21; 0,22; 0,23; 0,24; 0,25; 0,26; 0,27; 0,28; 0,29; 0,3; 0,31; 0,32; 0,33; 0,34; 0,35; 0,36; 0,37; 0,38; 0,39; 0,4; 0,42; 0,45; 0,48; 0,5; 0,53; 0,56; 0,6; 0,63; 0,67; 0,71; 0,75.
Величина должна быть равна указанной или находиться в указанных в табл. 1.4 пределах. В случае несоответствия необходимо подставить в формулу (1.10) другие числовые значения, пользуясь тем, что часть входящих в нее величин выбрана предварительно и может варьироваться. Таким образом, первый основной размер трансформатора будет определен.
После этого определяется коэффициент 
, соответствующий выбранному диаметру 
(1.13)
Значение должно находиться в пределах, указанных в табл. 1.5. В противном случае следует подставить в формулу (1.10) другие числовые значения и добиться попадания в границы, заданные в табл. 1.5.
После этого удобно предварительно определить третий основной размер трансформатора, т. е. заданный средний диаметр канала между обмотками:
. (1.14)
Здесь параметр 
уже известен точно, параметры 
также известны точно как минимальные изоляционные промежутки (рис. 1.1) по табл. 1.2 и 1.3 соответственно, а вот параметр 
не может быть определен точно до окончательного расчета обмоток (его расчет будет рассмотрен в гл. 2). Поэтому предварительно заданный
. (1.15)
Здесь коэффициент 
– по табл. 1.6; коэффициент 
для трансформаторов мощностью до 630 кВ×А включительно, при больших мощностях 
.
Наконец, определяется предварительно второй основной размер трансформатора – заданная высота обмоток:
, (1.16)
где 
; 
– по формуле (1.14); – по формуле (1.13).
После определения основных размеров трансформатора целесообразно определить активное сечение стержня (чистое сечение стали) по формуле:
, (1.17)
где 
– по формуле (1.9);
или по формуле:
, (1.18)
где 
– см. стр. 13–14; 
– площадь сечения ступенчатой фигуры стержня (см. прил. 5, 6).
Заметим, что последняя формула будет использоваться и при дальнейших расчетах.
Таким образом, из трех основных размеров трансформатора только диаметр 
на настоящий момент определен точно. Остальные размеры 
и 
определены только предварительно и будут скорректированы при окончательном расчете. Кроме того, будет скорректирована и часть переменных, входящих в формулу (1.10), а именно будет уточнена при окончательном расчете переменная 
(об этом уже упоминалось ранее), а также 
