Введение

Трансформатором называется электромагнитное статистическое устройство тока, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукцией одного переменного напряжения в другое.

Трансформаторы находят самое широкое применение. Существуют множество разнообразных типов, различающихся как по назначению, так и по выполнению.

Силовой трансформатор является одним из важнейших элементов каждой электрической сети. Передача электрической энергии па большие расстояния от места её производства до места потребления требует в современных сетях не менее чем пяти – шестикратной трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах.

Развитие трансформаторостроения определяется, прежде всего, развитием сетей, в которых они применяются, а, следовательно, и энергетикой страны. Первоочередными задачами являются качество трансформаторов, использование прогрессивных методов их производства, экономия материала при их производстве и снижение потерь при их работе в сети.

Проектирование трансформатора ставит своей главной задачей обеспечение надежной работы с допустимыми потерями короткого замыкания и холостого хода.

Целью выполнения курсовой работы является обучение основам проектирования силового трансформатора, приобретение в ходе выполнения работы навыков пользования справочными материалами, ГОСТами и самостоятельного ведения инженерных расчетов.

1 Устройство силового трансформатора

Современный трансформатор — сложное устройство, состоя­щее из большого числа узлов, деталей и металлоконструкций. Основными частями трансформатора являются магнитная систе­ма (магнитопровод) и обмотки. Магнитная система служит для локализации в ней основного магнитного поля трансформатора.

Обмотка — совокупность витков из проводников, в которой суммируются наведенные в них ЭДС для получения высшего, среднего или низшего напряжений (ВН, СН или НН) трансфор­матора. Электротехническая сталь и алюминий, из ко­торых изготовлены магнитная система и обмотки с отводами, называют активными материалами.

Магнитная система в собранном виде с соединяющими ее деталями и ярмовыми балками образует остов трансформатора. Остов трансформатора с обмотками, отводами, элементами пе­реключающего устройства и деталями для их механического крепления называют активной частью трансформатора.

Отводы служат для соединения обмоток с вводами и пере­ключающим устройством, а переключающее устройство — для регулирования напряжения трансформатора. Активную часть воздушного трансформатора иногда закрывают кожухом (за­щищенное исполнение), который обеспечивает свободный доступ охлаждающего воздуха, защищая одновременно активную часть от попадания посторонних предметов.

Активную часть масляного трансформатора помещают в бак, заполняемый трансформаторным маслом, являющимся основной изолирующей средой и теп­лоносителем в системе охлаждения.

Бак состоит из дна, стенки, крышки. Бак со съемной крышкой называют баком с верхним разъемом (обычно дно бака прива­рено к стенке). На стенках бака размещают охладители, приводной меха­низм, иногда

контакторы переключающего устройства, а также термосифонный фильтр,

коробки контактных соединений для приборов контроля и сигнализации. Крышку бака используют для установки вводов, расширителя и предохранительной трубы.

Вводы служат для присоединения обмоток трансформатора к сети, расширитель — для компенсации колебаний уровня масла в баке при изменениях нагрузки и температуры окру­жающей среды. Расширитель всегда размещают выше уровня крышки.

Для защиты масла в расширителе от увлажнения исполь­зуют воздухоосушитель, представляющий собой сосуд (запол­ненный силикагелем), который сообщается с одной стороны с атмосферным воздухом, а с другой — с воздухом, заполняющим внутренний объем расширителя над «зеркалом» масла.

Для наблюдения за уровнем масла в расширителе приме­няют маслоуказатели либо со стеклянной трубкой или пластиной, либо стрелочный. В трубопровод расширителя помещают газовое реле, реагирующее на выделение газа при повреждении в активной части трансформатора.

Предохранительная труба (иногда называемая выхлопной) — защитное устройство, предупреждающее повреждение бака при внезапном повышении внутреннего давления и представляющее собой стальной цилиндр, один конец которого сообщается с баком, а другой закрыт стеклянным диском.

В крышке устанавливают гильзы для датчиков термосигнализаторов, измеряющих температуру верхних слоев масла трансформатора. Термосигнализатор имеет электроконтактное устройство, которое включается при заранее заданной темпе-ратуре. Контакты термосигнализатора включают сигнальную или иную цепь, предупреждая обслуживающий персонал о не­допустимом повышении температуры масла в трансформаторе.

В герметичной конструкции внутренний объем трансформатора не имеет сообщения с окружающей средой. Трансформатор полностью (до крышки) заполнен под вакуумом трансформаторным маслом, расширители не устанавливаются. Температур­ные изменения объема масла, происходящие в процессе эксплуатации, компенсируются изменением объема за счет подвижности гофрированных стенок баков. Герметичная конструкция позво­ляет отказаться от профилактических ремонтов в процессе эксплуатации трансформаторов.

Трансформатор состоит из активной части, бака, крышки бака с вводами ВН и НН и выведенным на крышку приводом переключателя. Активная часть жестко соединена с крышкой бака. Магнитопровод трансформатора — витой про­странственный, изготовлен из лент электротехнической стали.

Обмотки — многослойные цилиндрические, изготовлены из провода АПБ, вмотанные.

Отводы ВН выполнены медным проводом с усиленной бумаж­ной изоляцией, отводы НН — из алюминиевой шины. Переклю­чатель трансформатора установлен на активной части.

Сварной бак трансформатора состоит из верхней рамы, гоф­рированной стенки, обечайки, дна с приваренными к нему швел­лерами. Бак трансформатора в плане имеет треугольную форму. В нижней части баков находятся узел заземления и сливная пробка. В приваренных ко дну бака швеллерах имеются отверстия для крепления трансформатора. На этих же швеллерах установлены переставные транспортные ролики, позволяющие осуществлять продольное или поперечное перемещение транс­форматора.

На крышке трансформатора размещены вводы НН и ВН; привод переключателя; узел заземления крышки и активной части; патрубок для заполнения маслом трансформатора; мановакуумметр с краном, коробкой зажимов; серьги для подъема собранного и заполненного маслом трансформатора; пластины с отверстиями для крепления трансформатора на транспортных средствах на время транспортирования изделия.

Мановакуумметр снабжен электроконтактами, которые служат для включения в цепь сигнализации или отключения трансформатора в случае, если внутреннее давление в нем превысит предельно допустимое значение. Контакты мановакуумметра выве­дены на коробку зажимов.

Пробивной предохранитель, поставляемый по заказу потреби­теля, предназначен для защиты сети низкого напряжения.