2.1 Предварительное определение конструктивных и энергетических показателей трансформаторов

Для возможности определения расчетных конструктивных показателей трансформаторов необходимо на основе анализа задания на проектирование прежде всего конкретизировать технические решения по конструкции основных сборочных узлов трансформатора – магнитной системы и обмоток, т.е. определить или выбрать конструктивное исполнение трансформатора.

В современном трансформаторостроении применяются различные виды конструктивных исполнений магнитных систем и обмоток [2, 7].

Современные распределительные трансформаторы выпускаются в основном в трехфазном исполнении. Магнитные системы (МС) таких трансформаторов могут быть выполнены либо планарными (когда все стержни располагаются вдоль одной плоскости) либо пространственными (стержни располагаются в разных плоскостях, обычно углах равностороннего треугольника). На рис.2.1 и 2.2 показаны основные виды планарных и пространственных МС распределительных трансформаторов. И планарная и пространственные МС могут иметь различные формы поперечного сечения стержней и ярм (круглую, ступенчатую, овальную, прямоугольную и т.д.), что обусловлено технологическими факторами и свойствами используемой электротехнической стали (рис.2.3).

Одним из наиболее технологичных и экономичных конструктивных исполнений современных силовых трансформаторов является конструктивное исполнение с шихтованной планарной стержневой МС (рис.2.1.а) и цилиндрическими слоевыми обмотками из провода с прямоугольной или круглой формой поперечного сечения (рис 2.2.а, б).

Форма поперечного сечения МС ступенчатая, вписанная в окружность с диаметром D. Поскольку при такой форме поперечного сечения магнитной системы несколько снижается расход обмоточного провода, то она получила преимущественное распространение в трансформаторах, выпускаемых серийно, и рассматривается в настоящем учебном пособии.

Схематичное представление трансформатора такого конструктивного исполнения приведено на рис. 2.4.

Процессы проектирования трансформаторов с другими конструктивными видами МС (рис.2.1.б, в, г, д) аналогичны и отличаются только тем, что в их математических моделях отражены конструктивные и электромагнитные особенности этих МС.

а	б
в	г
г	Рис. 2.1 Планарные магнитные системы силовых трансформаторов: а – шихтованная МС со ступенчатой (вписанной в круг) формой поперечного сечения стержней и ярм; б – шихтованная МС со ступенчатой (вписанной в эллипс) формой поперечного сечения стержней и прямоугольной формой поперечного сечения ярма; в – шихтованная МС с вписанной в эллипс формой поперечного сечения стержней и ярм; г, д – витая стыковая и кольцевая МС с прямоугольной формой поперечного сечения стержней и ярм.

а	б

Рис. 2.2. Пространственные магнитные системы силовых трансформаторов:

а, б – стыковая ассиметричная и симметричная с прямоугольной формой поперечного сечения стержней и ярм; в – стыковая комбинированная с шихтованными стержнями и ярмами; г – навитая (из 3-х навитых элементов) с вписанной в круг формой поперечного сечения стержней.

Рис.2.3. Возможные формы поперечного сечения магнитных систем силовых трансформаторов.