Элементы конструкции трансформаторов

Трансформатор представляет собой сложное устройство, состоящее из большого числа конструктивных элементов. Основные элементы конструкции трансформатора – это магнитопровод, обмотки, бак с расширителем, выводы обмоток всех напряжений, детали изоляции, устройства для регулирования напряжения, приборы контроля и защиты.

Магнитопровод – это магнитная система, по которой замыкается основной магнитный поток трансформатора. Одновременно он служит основой для установки и крепления обмоток, отводов от них и переключателей и состоит из стержней и ярем, которые создают замкнутую магнитную цепь. Полностью собранная магнитная система со всеми конструктивными и крепящими элементами носит название остова. Магнитопровод выполняется из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга. Качество электротехнической стали влияет на допустимую магнитную индукцию и потери в магнитопроводе. Например, для уменьшения вихревых токов, создающих потери мощности в самом трансформаторе, магнитопровод собирается из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком; лаковая пленка создает достаточно надежную изоляцию между листами, обеспечивает хорошее охлаждение магнитопровода, обладает высокой нагревостойкостью и, в отличие от бумажной изоляции, не повреждается при сборке. В последнее время все шире применяется двустороннее жаростойкое покрытие листов стали, наносимое на металлургическом заводе после проката.

Обмотки трансформатора выполняются исходя из требований электрической прочности и термической и динамической стойкости. Изоляция обмоток и отводов от нее должна без повреждений выдерживать коммутационные и атмосферные перенапряжения. Обмотки должны выдерживать электродинамические усилия, которые появляются при протекании токов КЗ. Необходимо предусмотреть надежную систему охлаждения обмоток, чтобы не возникал недопустимый перегрев изоляции. Изоляция обмоток относительно друг друга и заземленного магнитопровода называется главной, так как рассчитывается на рабочее напряжение; изоляция между витками, слоями витков и катушками обмоток называется продольной. Проводники, соединяющие обмотки с другими элементами конструкции, называются отводами.

Для проводников обмотки используется медь и алюминий: медь имеет малое электрическое сопротивление, легко поддается пайке, механически прочна; алюминий дешевле обладает меньшей плотностью, но большим удельным сопротивлением и требует новой технологии выполнения обмоток. В современных трансформаторах для обмотки применяется транспонированный провод, в котором отдельные проводники в параллельном пучке изменяют свое положение. Это выравнивает сопротивление элементарных проводников, увеличивает механическую прочность, уменьшает толщину изоляции и размеры магнитопровода.

Единая конструкция, состоящая из остова, обмоток и отводов, называется активной (выемной) частью трансформатора. Активная часть помещается в бак, обычно залитый маслом, которое играет основную роль охладителя и попутно - изолятора. На крышке бака устанавливается расширитель, необходимый для уменьшения площади соприкосновения масла с воздухом. Объем расширителя должен быть таким, чтобы уровень масла при изменении температуры окружающей среды всегда был выше крышки бака трансформатора. Кроме того, расширитель выполняет роль антиокислителя, ограничивая площадь соприкосновения масла с воздухом. Бак соединяется с расширителем с помощью маслопровода.

В маслопровод, соединяющий бак и расширитель, встраивается газовое реле для защиты трансформатора от внутренних повреждений, сопровождающихся интенсивным выделением газов. На крышке бака крепятся вводы обмоток, привод переключателя для регулирования напряжения, термометр для контроля температуры верхних слоев масла, предохранительная трубка для защиты бака трансформатора от разрыва при недопустимом повышении давления внутри него, которое возникает при интенсивном выделении газов.

Трансформатор также оснащается устройствами охлаждения (радиаторы, вентиляторы, насосы, водяные охладители), термосифонным фильтром для удаления продуктов окисления масла, лестницей с площадкой для осмотра расширителя и крышки бака, устройствами релейной защиты, автоматики и сигнализации.

Дата добавления: 2015-07-08