6.2.Выбор конструкции и расчет обмоток трансформаторов

Предъявляемые к обмоткам требования делятся на эксплуатационные и производственные.

Эксплуатационные требования следующие:

электрическая и механическая прочность обмоток;

нагревостойкость;

стойкость к различным перенапряжениям.

Производственные требования сводятся к изготовлению трансформатора с наименьшими затратами.

Слой – ряд витков, намотанных на цилиндрической поверхности.

Катушка – группа последовательно соединенных витков, конструктивно объединенная и отделенная от других таких же групп или от других обмоток трансформатора.

В качестве витковой изоляции в обмотках трансформаторов в большинстве случаев используется собственная изоляция обмоточного провода. В некоторых обмотках между витками, состоящими из нескольких отдельных проводов, могут быть сделаны радиальные каналы, основное назначение которых – обеспечение свободного доступа масла или воздуха для надлежащего охлаждения обмотки.

В многослойных обмотках зачастую возникает необходимость добавочной изоляции между слоями:

в виде прокладки между слоями кабельной или изоляционной бумаги, электроизоляционного картона;

в виде осевого канала, обеспечивающего как изоляцию, так и лучшее охлаждение.

При разделении обмотки на катушки возникает необходимость междукатушечной изоляции. Она выполняется обычно в виде осевых или радиальных каналов. В обмотках трансформаторов класса напряжения 220 кВ и выше в радиальных каналах устанавливают барьеры.

Изоляция между обмотками, а также обмоток от магнитной системы при рабочем напряжении до 35 кВ осуществляется путем применения изоляционных цилиндров, высота которых делается больше высоты обмоток с целью удлинения возможного пути разряда.

6.2.1.Цилиндрические обмотки из прямоугольного провода

Сечение витка обмотки состоит из одного или нескольких параллельных проводов, а витки располагаются в один ряд без интервалов на цилиндрической поверхности в осевом направлении. Обмотка может быть одно-, двух- и т.д. –слойной. Обмотка может выполняться из провода круглого и прямоугольного сечения. При числе слоев 1…3 применяется только прямоугольный провод для лучшего использования окна трансформатора.

Намотка ведется по винтовой линии, для выравнивания торцевых поверхностей к ним крепятся кольца, вырезанные из бумажно – бакелитовых цилиндров.

Намотка прямоугольного провода может производиться как плашмя, так и на ребро. Последняя требует больших усилий, увеличивает добавочные потери, но обеспечивает большую механическую прочность.

Недостатки обмотки:

в двухслойной обмотке ее начало и конец находятся по одну сторону обмотки, к ним приложено полное напряжение фазы, на которое должна быть рассчитана изоляция между слоями, которая при напряжении больше 6 кВ сильно усложняется;

недостаточная механическая прочность обмотки, что ограничивает допустимое число параллельных проводников и ограничивает применение обмотки по току.

Трудоемкость изготовления цилиндрических обмоток наименьшая.

Таким образом, одно- и двухслойные цилиндрические обмотки применяются в трансформаторах при мощности одной фазы до 250 кВА в качестве обмоток НН при напряжении до 6 кВ. при этих условиях возможно применение цилиндрических обмоток для обмотки ВН.

Многослойные цилиндрические обмотки могут применяться в качестве обмоток ВН в трансформаторах мощностью 630…80000 кВА на напряжения 10 и 35 кВ.