Элементы конструкции силовых трансформаторов

Мощный трансформатор высокого напряжения представляет собой сложное устройство, состоящее из большого числа конст­руктивных элементов, основными из которых являются: магнит­ная система (магнитопровод), обмотки, изоляция, выводы, бак, охлаждающее устройство, механизм регулирования напряжения, защитные и измерительные устройства, тележка.

В магнитной системе проходит магнитный поток транс­форматора (отсюда название «магнитопровод»). Магнитопровод является конструктивной и механической основой трансформа­тора. Он выполняется из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга. Качество электротехничес­кой стали влияет на допустимую магнитную индукцию и потери в магнитопроводе.

Магнитопровод и его конст­руктивные детали составляют остов трансформатора. На осто­ве устанавливают обмотки и крепят проводники, соединя­ющие обмотки с вводами, составляя активную часть.

Рис. 2.16. Обмотки трансформатора:

а — концентрическая; б — чередую­щаяся

Обмотки трансформа­торов могут быть концентри­ческими и чередующимися. В первом случае обмотки НН и ВН выполняют в виде цилинд­ров и располагают на стержне концентрически одна относи­тельно другой (рис. 2.16, а). Та­кое выполнение принято в боль­шинстве силовых трансформаторов. Во втором случае обмотки ВН и НН выполняются в виде невысоких цилиндров с одинаковыми диаметрами и располагаются на стержне одна над другой (рис. 2.16, б). В такой обмотке значительное число паек, она менее компактна и применяется для специальных электропечных транс­форматоров или для сухих трансформаторов, так как обеспечивает лучшее охлаждение обмоток.

Обмотки трансформаторов должны обладать достаточной элек­трической и механической прочностью. 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 трансформатора является ответственной частью, так как надежность работы трансформатора определяется в ос­новном надежностью его изоляции.

В масляных трансформаторах основной изоляцией является масло в сочетании с твердыми диэлектриками: бумагой, электро­картоном, гетинаксом, деревом (маслобарьерная изоляция).

Активную часть трансформатора вместе с отводами и переклю­чающими устройствами для регулирования напряжения помеща­ют в бак. Основные части бака — стенки, дно и крышка. Крышку используют для установки вводов, выхлопной трубы, крепления расширителя, термометров и других деталей. На стенке бака ук­репляют охладительные устройства — радиаторы.

В трансформаторах небольшой мощности бак выполняется с вер­хним разъемом: при ремонтах необходимо снять крышку транс­форматора, а затем поднять активную часть из бака.

Если масса активной части более 25 т, то она устанавливается на донную часть бака, а затем накрывается колоколообразной вер­хней частью бака и заливается маслом. Такие трансформаторы с нижним разъемом не нуждаются в тяжелых грузоподъемных ус­тройствах для выемки активной части, так как при ремонтах пос­ле слива масла поднимается верхняя часть бака, открывая доступ к обмоткам и магнитопроводу.

Расширитель трансформатора представляет собой цилинд­рический сосуд, соединенный с баком трубопроводом и служа­щий для уменьшения площади соприкосновения масла с возду­хом. Бак трансформатора полностью залит маслом, изменение объема масла при нагреве и охлаждении приводит к колебанию уровня масла в расширителе; при этом воздух вытесняется из рас­ширителя или всасывается в него.

Для контроля за работой трансформатора предусматриваются контрольно-измерительные и защитные устройства. К контрольным устройствам относят маслоуказатель и термометры