Pereosnastka.ru

Трансформатор предназначен для преобразования (трансформации) электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого. Широкое применение нашли силовые трансформаторы для повышения напряжения (повышающие) на электростанциях и для понижения напряжения (понижающие) на подстанциях. Кроме этого, изготовляют специальные трансформаторы, применяемые для плавки (печные), сварки (сварочные) металла, для измерения высоких напряжений и больших токов (измерительные).

Различают трансформаторы маслонаполненные (масляные) и сухие, однофазные и трехфазные.

Рассмотрим устройство основных сборочных единиц трансформатора.

Магнитопровод (сердечник) состоит из стержня и ярма, образующих замкнутую магнитную цепь. На стержне размещают обмотки. Наиболее распространенный тип магни-топровода — стержневой. По способу сборки стержневые магнитопроводы в большинстве случаев выполняются шихтованными.

Магнитопровод собирают из листов электротехнической стали толщиной 0,35 — 0,5 мм горячей и холодной прокатки. Отдельные листы для уменьшения потерь от вихревых токов изолируют по всей поверхности лаковой пленкой.

Поперечное сечение ярма обычно выполняют прямоугольной формы, а стержня — многоступенчатой фигурой, приближающейся к кругу. Для придания ярму магнито-провода жесткости и устойчивости и для предохранения от усилий, создаваемых токами короткого замыкания и массой обмотки, его стягивают с помощью ярмовых балок и сквозных болтов.

В последнее время начато изготовление трансформаторов мощностью 160 — 630 кВ А с пространственным магнито-проводом, который отличается от плоского тем, что вертикальные оси стержней находятся в разных плоскостях. Стальные листы стержня у такого магнитопро-вода спрессованы бандажом из изоляционного материала или стальной лентой с прокладкой изоляционного материала вместо шпилек. Трансформаторы с такой конструкцией стержней иногда называют бесшпилечными.

Рис. 1. Магнитопровод:
а — плоский, б — пространственный; 1 — стержень, 2 — вертикальная стяжная шпилька, 3 — места прессующих шпилек стержня, 4 – стяжная шпилька, 5 — верхняя ярмовая балка, б — верхнее ярмо, 7 — нижнее ярмо, 8 — нижняя ярмовая балка, 9 — опорная балка, 10 — опрессовоч-ный пояс, 11 — изоляционная трубка, 12 — изоляционная подкладка, 13 — изолирующая прокладка, 14 — пластина, 15 — тарельчатая пружина

Эти магнитопроводы имеют ряд преимуществ перед обычными плоскими, а именно:
— уменьшаются трудозатраты на изготовление магнито-провода и его сборку;
— повышается надежность стержня, так как прессующие шпильки отсутствуют;
— уменьшаются потери холостого хода, так как сечение стержня увеличивается за счет отсутствия отверстий под шпильки, а в результате при равных мощностях трансформаторов для пространственного магнитопровода требуется меньше стали.

Пространственный магнитопровод изготавливают не шихтованным, а стыковым. Ярмо и стержни соединяются в магнитную цепь стыковкой. Во избежание замыкания листов стали ярма и стержня между ними предусмотрена изоляционная прокладка.

Обмотки по назначению разделяют на первичную и вторичную. Первичной обычно называют ту, к которой присоединяют источник энергии, а вторичной — к которой присоединяют потребителей. Обмотку с более высоким напряжением называют обмоткой высшего напряжения (ВН), с низким — обмоткой низшего напряжения (НН).

Рис. 2. Цилиндрические обмотки:
а — однослойная, б — двухслойная, в — многослойная; 1 — провод, 2 — выравнивающий поясок, 3 — коробочка из электрокартона для усиления витковой изоляции в месте изгиба провода, 4 — наружный слой обмотки, 5 — вертикальный масляный канал, 6 — внутренний слой обмотки, 7 — планки из бука, 8 — бакелитовый цилиндр, 9 — бумажная межслоевая изоляция, 10 — отводы для регулирования напряжения в пределах ±5%

Наиболее распространены концентрические обмотки круглой формы, которые делят на несколько типов:
— цилиндрическая однослойная обмотка применяется для трансформаторов небольшой мощности на напряжение до 525 В;
— цилиндрическая двухслойная обмотка применяется для трансформаторов мощностью до 560 кВ А на напряжение до 525 В;
— цилиндрическая многослойная обмотка наматывается в несколько слоев, как правило, проводом круглого сечения. Слои обмотки разделяются межслоевой изоляцией.

Магнитопровод вместе с обмотками называют активной частью трансформатора. Активная часть масляных трансформаторов погружена в бак с трансформаторным маслом. Для сухих трансформаторов активная часть защищена металлическим кожухом с отверстиями для воздушного охлаждения обмотки и стали магнито-провода.

Соединения обмоток между собой, с переключающими устройствами и вводами называются отводами обмоток. Обмотки и отводы находятся под высоким напряжением по отношению к баку или кожуху трансформатора и поэтому должны быть надежно изолированы. Изоляцию маслонаполнен-ных силовых трансформаторов можно условно разделить на внутреннюю, расположенную внутри бака, и внешнюю, находящуюся вне бака в воздухе.

Внутренняя изоляция разделяется на главную и продольную изоляцию обмоток, на изоляцию переключателя и отводов.

Рис. 3. Схема главной изоляции обмоток:
1 — уравнительная изоляция, 2 — ярмовая изоляция, 3 — изоляционный цилиндр и масляный канал, 4 — цилиндр между обмотками НН и стержнем, 5 — стержень, 6 — междуфазная перегородка, 7 — обмотка ВН, 8 — обмотка НН, 9 — нижняя ярмовая балка

Рис. 4. Трансформаторы мощностью 400 кВ А с плоским (а) и пространственным (б) магнитопроводом:
1 — транспортный ролик, 2 – болт заземления. 3 — радиатор, 4 — бак, 5 — щиток, 6 – крюк для подъема, 7 – воздухоосушигель, 8 — маслоуказатель, 9 – расширитель, 10 – ввод ВН. 11 – ввод НН, 12 – термометр, 13 — термосифонный фильтр. 14 – пробка для отбора пробы масла, 15 — пробка для слива, 16 — пробка для долива масла, 17 — переключатель, 18 — пробивной предохранитель

Переключатель и отводы изолируются масляными промежутками между токопроводящими и заземленными частями этих устройств. Крепление их выполняется деревянными или гетинаксовыми деталями.

Внешняя изоляция между токопроводящими заземленными частями определяется расстоянием по воздуху. Например, при 10 кВ должно быть не менее 110 мм.

Вспомогательными элементами масляного трансформатора являются бак, расширитель, вводы и переключатель. Общий вид трансформатора показан на рис. 4.

Бак имеется только у масляных трансформаторов и предназначен для размещения в нем активной части, погруженной в масло. Для трансформаторов мощностью 160 кВ А и более баки выполняют с вваренными стальными трубами или снабжают радиаторами, которые значительно увеличивают поверхность охлаждения.

Крышка бака служит для закрывания бака, заполненного маслом. Между крышкой и баком устанавливают прокладку из маслостойкой резины. Крышка с баком стянута болтами. На крышке установлены вводы ВН и НН и вспомогательные контрольно-защитные устройства и арматура.

Расширитель предназначен для свободного расширения масла при его нагреве и снижения возможности увлажнения и окисления масла. Расширителями снабжены все трансформаторы мощностью 25 кВ • А и выше.

Вводы предназначены для присоединения концов обмотки трансформатора к внешней электрической сети. Они представляют собой фарфоровые проходные изоляторы с то-копроЕодящим стержнем.

Начало обмоток ВН трехфазного трансформатора маркируется буквами А, В и С, а концы этих обмоток -л, > и Z. Нейтраль — 0. Начало и конец обмоток НН маркируются соответственно а, Ъ, с и х, у, z.

Переключатель служит для переключения числа витков обмотки ВН и имеет три ступени регулировки напряжения: + 5%, номинальное напряжение, -5%.

Технический термометр предназначен для измерения температуры верхних слоев масла в баке трансформатора.

Маслоуказатель, имеющий контрольные отметки, соответствующие уровню масла при температурах +40, +15 и – 45 °С, устанавливается на дне расширителя.

Термосифонный фильтр — устройство, которое очищает и регенерирует (восстанавливает) масло. Нагреваясь и сообщаясь с воздухом, масло поглощает влагу и окисляется, стареет. Фильтр заполнен специальным поглощающим веществом (сорбентом) — силикагелем КСК.

Воздухоосушитель предназначен для того, чтобы через «дыхательное» отверстие расширителя не попадал влажный и загрязненный воздух. Осушитель крепят на стенке расширителя или бака трансформатора. Воздух очищается в слое силикагеля, проходя через слой масла фильтра.

В ряде трансформаторов для такой же цели применяют силикагелевые поглотительные патроны, которые устанавливают на крышке трансформатора вблизи расширителя или в самом расширителе.

К числу прочей арматуры относятся арматура для заливки, взятия пробы, спуска и фильтрации масла и зажим для заземления бака трансформатора.

Читать далее:

Определение основных видов повреждений и текущий ремонт трансформаторов

• Меры безопасности при кабельных работах
• Меры безопасности при работе на высоте
• Меры безопасности при такелажных работах
• Меры безопасности на ремонтных участках
• Меры безопасности при производстве слесарных работ