Основные части силового трансформатора

Конструкции трансформаторов

В ходе выполнения курсового проекта по электрическим машинам обязательным требованием является разработка чертежа силового трехфазного трансформатора.

В данной брошюре приводятся некоторые рекомендации по устройству и конструкции различных видов силовых трансформаторов, не углубляясь в формулы и изучение физических основ электромеханики и процессов преобразования электромагнитной энергии.

Общие указания:

Проектируемые силовые трансформаторы схожи по своей конструкции. Различием их являются:

-различная мощность;

-номинальные напряжения обмоток высокого и низкого напряжений;

-способы регулирования напряжения на вторичной обмотке. Не будем сильно углубляться в данный момент, лишь затронем основные аспекты;

- схема соединения обмоток низкого напряжения.

Таким образом проектируемые трансформаторы будут различаться:

-устройством бака;

-устройством магнитопровода, формой его сечения;

-устройством вводов высокого и низкого напряжений;

-различием конструкции переключателя регулирования напряжения;

-количеством вводов низкого напряжения.

Основные части силового трансформатора

Трансформатор состоит из активной части и бака, в котором она расположена.

АКТИВНАЯ ЧАСТЬ ТРАНСФОРМАТОРА

Активная часть силового трансформатора состоит из магнитопровода, закрепленных на нем обмоток высокого и низкого напряжений, а также переключателя напряжений.

Магнитопровод - это часть трансформатора служащая для передачи магнитного потока.

Магнитопровод набирается из пластин электротехнической ферромагнитной стали. Пластины (листы) собираются в пакеты и скрепляются стяжками. Каждая пластина покрыта слоем лака, слабо пропускающего магнитные поля. Таким образом получается стержень из изолированных друг от друга пластин. Это мера применяется для ограничения вихревых токов в стали магнитопровода и действует следующим образом. При работе трансформатора в магнитопроводе образуются вихревые токи, создающие потери в стали трансформатора. Величина этих потерь зависит от величины вихревых токов, от их протяженности.

Как видно из рисунка величина (длина окружности) вихревых токов в полнотелом магнитопроводе больше чем в набранном из изолированных друг от друга пластин. Следовательно потери в последнем случае меньше.

Магнитопровод состоит из стержней на которые устанавливаются обмотки и ярм, соединяющих три стержня.

В зависимости от мощности трансформатора будет меняться форма сечения стержня, приближаясь к наибольшему заполнению описанной окружности.

Магнитопровод фиксируется металлическими профилями, стяжками и устанавливается на площадке, которая жестко устанавливается на дне бака трансформатора, фиксируется и изолируется от пола и стенок бака диэлектрическими пластинами.

На верхней раме магнитопровода устанавливаются петли для транспортировки активной части (магнитопровода с обмотками), планка контактов переключателя напряжений и шинные выводы от обмоток низкого напряжения (последнее, для трансформаторов марки ТМЗ).

Обмотки высокого и низкого напряжения устанавливаются на стержни магнитопровода концентрично в два слоя. Первым слоем устанавливается обмотка низкого напряжения (НН), вторым- обмотка высокого напряжения (ВН). Эта мера помогает сэкономить на изоляции, защищающей от пробоя на стержень магнитопровода, соответственно уменьшается и масса трансформатора.

Обмотки НН, находящиеся в первом слое кроме межвитковой изоляции защищены от пробоя на стержень магнитопровода бакелитовым цилиндром, который также служит несущей конструкцией для электрических обмоток.

Вместе с тем обмотки ВН и НН имеют изоляцию защищающую от пробоя между собой. Пробивное напряжение этого слоя диэлектрика должно быть не менее величины класса напряжения обмотки ВН.

В силу того, что по мере увеличения слоев обмоток увеличивается и диаметр кольца (витка) обмоточного провода, то меняется и ЭДС в витке. Для того чтобы уравнять ЭДС во всех витках применяется транспозиция проводов обмотки.

Суть транспозиции заключается в том, что на некоторых участках обмотки ее провода перехлестываются с меньшего радиуса витка на больший и наоборот. Таким образом происходит выравнивание ЭДС отдельных витков.

Обмотки имеют выводы и отпайки.

Выводы обмоток присоединяются ко вводам трансформатора и служат для передачи энергии от внешнего источника (воздушная линия, кабельная линия, шинопровод) непосредственно к активной части трансформатора.

Отпайки монтируются от обмоток ВН (вследствие того, что ток на обмотке ВН ниже чем на обмотке НН) к ступеням переключателя напряжений.

Переключатель напряжений служит для регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Эта мера необходима для того, чтобы поддерживать неизменным напряжение для питания электроприемников на стороне НН в зависимости от увеличения нагрузки. При изменении потребляемой мощности на стороне НН (увеличение-уменьшение числа приемников, введение новых мощностей, либо вывод существующих из эксплуатации, особенности технологического процесса и прочее), изменяется ток, соответственно снижается или повышается напряжение. Перемена напряжения неблагоприятно сказывается на работе электроприемников, поэтому и прибегают к мере регулирования напряжения на подстанции.

Существует два вида регулирования напряжения:

-регулирования под нагрузкой;