23.4 Особливості конструкції трансформаторів

Конструкції ТС різноманітні. Але при цьому всі вони мають такі основні елементи:

1. замкнутий магнітопровід;

2. обмотки;

3. корпус.

Розрізняють ТС одновиткові і багатовиткові. В одновитковому ТС обмотка виконується у вигляді осердя або пакета шин.

Магнітопровід може бути:

а) шихтований, прямокутний;

б) тороїдальний, навитий із стрічки.

При напрузі кВ сам магнітопровід може служити опорою трансформатора. На струми I до 400 А первинна обмотка може бути багатовитковою.

При А первинна обмотка завжди одновиткова.

Обмотки трансформаторів на напругу більшу 35 кВ розміщують в фарфорових покришках, покритих маслом. Покришка кріпиться до стальної основи, в якій знаходиться клемна коробка із виводами вторинної обмотки. Із ростом номінальної напруги вартість ТС зростає приблизно пропорційно квадрату напруги, за рахунок ізоляції. Тому при U_ном>220 кВ застосовують каскадні ТС.

24. Методика розрахунків та вибору електричних апаратів

24.1 Основні принципи проектування електричних апаратів

Проектування слід розуміти як сукупність всіх робіт по створенню нових апаратів.

Це – комплексні роботи, починаючи від формулювання задачі та проведення вихідних наукових досліджень на фізичних моделях та макетах і до оптимізації конструкції в цілому і окремих її вузлів і деталей на основі техніко-економічних розрахунків і додаткових критеріїв, що випливають із функціональних особливостей апарату та умов його роботи.

Сюди входять також технологічна розробка, участь у виготовленні і випробовуванні лабораторних, дослідних і головних зразків установочної партії.

Конструювання при цьому – важливий етап, частина проектування.

Надзвичайно широкий спектр конструкцій апаратів, фізичних явищ, що використовуються для їх створення, та матеріалів, із яких вони створюються, вимагає того, щоб в першу чергу розглядати проектування однотипних елементів того чи іншого конструктивного виконання.

До однотипних елементів, що розраховуються, при створенні електричних апаратів відносяться:

1. струмоведучі елементи, в тому числі контакти, що забезпечують тривале протікання струму в робочому режимі, короткочасне протікання струму короткого замикання і багаторазове замикання і розмикання струмоведучого контура;

2. дугогасильні пристрої, що забезпечують гасіння дуги, яка виникає при розмиканні і замиканні контактів;

3. ізоляційні конструкції, що забезпечують ізоляцію струмоведучих частин відносно заземлених елементів і між розімкнутими контактами;

4. пристрої приводу, що забезпечують розмикання (замикання) контактів і які містять пристрої керування.

Задача конструктора – оптимізація всіх основних елементів апарату з метою забезпечення технічних вимог, пред’явлених до апарату.

При конструюванні апарату треба враховувати не тільки покращення його параметрів, але і те, як це вплине на витрати при його установці в електротехнічних системах в цілому. Наприклад, застосування охолодження струмоведучих частин апаратів на великі струми зв’язано із утворенням систем водопостачання, додаткових затрат на їх розміщення, забезпечення охолодження води і т.п.

При розробці нових апаратів важлива роль відводиться:

1. вибору матеріалів;

2. технологічності конструкції (включає крім звичайної технології конструктивних матеріалів, технологію матеріалів як провідників струму, магнітного поля і ізоляторів як діелектриків);

3. корозійній стійкості (втрати від корозії складають ≈1/10 частину національного доходу. Корозія з’їдає ≈1/3 всього металу, що виготовляється). При цьому треба враховувати, що існує поверхнева корозія, електроконтактна, високотемпературна, кавітаційна, „втомлювальна” (розтріскування в корозійному середовищі), ерозійна, контактна (при контакті різнорідних металів), мікробіологічна.

Виявляється, що при розробці апаратів важливим є навіть колір апарату: апарат, покрашений в світлі тона, здається більш легким, чим покрашений в темні.

Для електричних апаратів рекомендують світло-зелені, світло-сірі кольори, кремовий, бежевий.

На фоні загальної окраски, найважливіші вузли, пускові пристрої, рукоятки, рухомі частоти, що знаходяться під напругою, виділяють контрасними кольорами.

Суть контрасту: всякий колір в оточенні більш темних тонів світліє, а в оточенні більш світлих – темніє. Нижче наведені деякі формули, для оцінок параметрів електричних апаратів, що необхідно при виборі апаратів та оптимізації їх умов експлуатації. Більш детально методики розрахунків можна знайти в спеціальній літературі, присвяченій конкретним типам апаратів і конкретним випадкам їх експлуатації (див. посилання використаної літератури 1– 6, приведеній у вступі, а також пункти 3.7, 3.8 даного конспекту).