Реферат: Силові трансформатори. Будова, монтаж, обслуговування
У трансформаторах великої потужності застосовують бронестержневу конструкцію магнітопровода, яка хоч і вимагає збільшених витрат електротехнічної сталі, але дає змогу зменшити висоту магнітопровода (НБ с < Не) і висоту трансформатора.
Рис.3. Стикова (а) і шихтована (б) конструкції магнітопроводів
За способом спряження стержнів з ярмами розрізняють стикову і шихтовану конструкцію стержневого магнітопровода (рис.3).
При стиковій конструкції (рис.3, а) стержні і ярма збирають окремо. Обмотки накладають на стержні, а після цього прикладають верхнє і нижнє ярма, підклавши перед цим ізолюючі прокладки між стикуючими елементами, які зменшують вихрові струми, що виникають при взаємному перекритті листів стержнів і ярм. Після встановлення двох ярем всю конструкцію пресують і стягують вертикальними шпильками.
Шихтована конструкція магнітопроводів силових трансформаторів показана на (рис.3, б), в якій стержні та ярма збирають на перепліт. Зазвичай шар складається з 2-3 листів. У наш час магнітопроводи силових трансформаторів виготовляють з холоднокатаної електротехнічної сталі, в якій магнітні властивості вздовж напряму прокатки листів кращі ніж упоперек. Тому при шихтованій конструкції в місцях повороту листів на 90° появляються "зони несуміщення" напряму прокатки з напрямом магнітного потоку. На цих ділянках спостерігається збільшення магнітного опору і зростання магнітних втрат. Для послаблення цього явища використовують для шихтовки пластини зі скошеними краями. У цьому випадку замість прямого стику (рис.4, а) одержують косий стик (рис.4, б), у якого "зона несуміщення" набагато менша.
Рис.4. Зони несуміщення при прямому (а) і косому (б) стиках
Недоліком магнітопроводів шихтованої конструкції є деяка складність збирання, оскільки для насадження обмоток на стержні потрібно розшихтовувати верхнє ярмо, а після насадження обмоток знов його зашихтовувати.
Рис.5. Опресування ярма:
1 - стержні; 2 - ярмові балки; 3 - ярмо
Стержні магнітопроводів для запобігання розхитування обпресовують (закріплюють), накладаючи на стержні бандаж із склострічки або сталевого дроту. Для обпресування ярем (рис.5) 3 та місць їх спряження з стержнями 1 використовують ярмові балки 2, які в місцях, що виходять за крайні стержні стягують шпильками.
Щоб запобігти виникненню різниці потенціалів між металевими частинами під час роботи трансформатора, що може викликати пробій ізоляційних проміжків, які розділяють ці частини, Магнітопровід і деталі його кріплення обов'язково заземлюють.
Заземлення виковують мідяим" стрічками,які вставляють між сталевими пластинами магнітопровода одними кінцями та прикріпляють їх до ярмових балок другими кінцями.
Обмотки. У сучасних трансформаторах для обмотки використовують транспонований провід, в якому окремі провідники в паралельному пучку періодично змінюють своє положення. При цьому вирівнюється опір елементарних провідників, збільшується механічна міцність, зменшується товщина ізоляції та розміри магнітопровода.
Обмотки трансформаторів повинні мати достатню електричну та механічну міцність. Ізоляція обмоток і відводів від неї мають бути без пошкоджень, витримувати комутаційні й атмосферні перенапруги. Обмотки повинні витримувати електродинамічні зусилля, які з'являються при протіканні струмів КЗ (короткого замикання). Необхідно передбачити надійну систему охолодження обмоток, щоб не виникав недопустимий перегрів ізоляції.
Рис.6. Обмотки трансформаторів а) концентричні; б) дискові
За взаємним розміщенням на стержні обмотки трансформаторів можуть бути концентричними та дисковими. У першому випадку обмотки низької напруги НН і високої напруги ВН виконують у вигляді циліндрів і розташовуються на стержні концентрично одна відносно іншої (рис.6, а). Така конструкція прийнята в більшості силових трансформаторів. У другому випадку обмотки ВН и НН виконуються у вигляді невисоких циліндрів з однаковими діаметрами і розташовують на стержні одна над іншою (рис.6, б).
Рис.7. Конструкція концентричних обмоток: а - циліндричні одношарові та двошарові обмотки; б - гвинтові обмотки; в - неперервні обмотки
Для того, щоб всі паралельні проводи мали однакове струмове навантаження, виконують транспозицію (перекладку) цих проводів.
У трансформаторах з масляним охолодженням магнітопровід з обмотками розміщується у баку з трансформаторним маслом (рис.7).
Трансформаторне масло відбирає тепло від обмоток і магнітопровода, які нагрілись внаслідок проходження по них струму. Трансформаторне масло, володіючи більш високою теплопровідністю ніж повітря, через стінки бака 4 і труби радіатора 5 віддає тепло в навколишнє середовище. Наявність трансформаторного масла забезпечує більш надійну роботу високовольтних трансформаторів, оскільки електрична міцність масла набагато більша від повітря. Масляне охолодження інтенсивніше від повітряного, тому габарити та вага масляних трансформаторів менші, ніж сухих трансформаторів такої ж потужності.
Рис.8. Конструкція трансформатора з масляним охолодженням:
1 - магнітопровід; 2\3 - обмотки; 4 - бак; 5 - труби радіатора; 6 - рукоятка перемикача напруги; 7 і 8 - вводи для під'єднання обмоток трансформатора до зовнішнього кола; 9 - розширювальний бачок
У трансформаторах потужністю до 20-30 кВ/А використовують баки з гладкими стінками. Щоб збільшити поверхню потужніших трансформаторів, яка охолоджується, стінки бака виготовляють ребристими або використовують трубчасті баки. Масло нагрівається, піднімається догори, а охолоджуючись, опускається вниз. При цьому масло циркулює в трубах, що сприяє більш швидкому його охолодженню.