А. М. Дымков

Расчет и конструирование трансформаторов

Допущено

Министерством высшего и среднего специального образования СССР

в качестве учебника для электротехнических техникумов

Издательство «ВЫСШАЯ ШКОЛА» Москва — 1971

В книге излагается курс расчета и конструирования трансформаторов, составленный на основе программы предмета «Расчет и конструирование трансформаторов» для электротехнических техникумов, утвержденной научно-методическим кабинетом по высшему и среднему специальному образованию для средних специальных учебных заведений по специальности «Электромашиностроение», а также методика расчета и основные данные по проектированию масляных силовых трансформаторов и даны примеры расчета. Добавлены главы, касающиеся некоторых типов специальных трансформаторов с той целью, чтобы окончивший техникум молодой специалист мог бы почерпнуть сведения об этих трансформаторах, необходимые ему для практической работы.

Книга предназначена в качестве учебника по расчету и конструированию трансформаторов, может служить пособием для курсового, а также и дипломного проектирования и быть полезной для квалифицированных рабочих и мастеров и инженерно-технических работников трансформаторных заводов

3—3—10 188—71

6П2.1.081

Рецензенты: Доцент Китаев В. Е Инж. Гончарук А. И

ВВЕДЕНИЕ

§ 1. Развитие электротехники и роль русских ученых в изобретении трансформатора

Развитие электротехники первоначально происходило по линии применения постоянного тока. Между тем бурно развивающаяся в XIX в. промышленность требовала все более мощные источники электрической энергии и передачи ее от мест получения до потребителя. Однако постоянный ток, несмотря на многие его положительные качества, не удовлетворяет этим требованиям, так как не может получаться в генераторах большой мощности и передаваться на большие расстояния. Передаче энергии по линиям большой протяженности препятствовала невозможность повышения напряжения генератора сверх определенного предела. Такое повышение является необходимым во избежание больших потерь энергии в линии. Кроме того, непосредственное использование электрического тока при высоком напряжении в ряде случаев, например для освещения, оказалось бы невозможным по условиям безопасности.

В связи с этим применение переменного тока стало все больше привлекать внимание ученых-электротехников, в чем большую роль сыграли русские электротехники того времени, впервые открывшие метод трансформирования переменного тока и показавшие возможность его практического использования.

Первый шаг в получении трансформации сделал в 1877 г. русский ученый П. Н. Яблочков, который построил установку с последовательно соединенными индукционными катушками, вторичные обмотки которых питали им же изобретенные «свечи Яблочкова». Таким образом, индукционные катушки представляли по существу трансформаторы.

Вслед за этим трансформатор был усовершенствован русским изобретателем Н. Ф. Усагиным (1882 г.) и немецким инженером Дери (1885 г.).

Следующим этапом развития применения переменного тока было изобретение русским электротехником М. О. Доливо-Добровольским трехфазной системы переменного тока (1889 г.) и трехфазного трансформатора., (1891 г.).

С этого времени благодаря найденным практическим решениям проблем — трехфазного электродвигателя и трансформирования переменного тока — начинается бурный рост использования электрической энергии в промышленности. Одновременно с этим стало увеличиваться значение мощности изготовляемых трансформаторов и росло напряжение, получаемое с их помощью.

Уже в 1891 г. был построен первый трансформатор на 30 кв, для которого было применено, также впервые, масляное охлаждение. В дальнейшем рост напряжений характеризовался следующими цифрами: в 1907 г. построен трансформатор на 110 кв, в 1912 г.— на 150 кв, в 1921 г.— на 220 кв, в 1937 г.— на 287,5 кв, в 1952 г.— на 400 кв и, наконец, в 1958 г.— на 500 кв. Что касается мощности трансформаторов, то могут быть названы следующие цифры: в 1901 г.— 2250 ква, 1921 г.— 8300 ква, 1922 г.— 16 700 ква, 1955 г.— 90 000 ква, 1959 г.— 240 000 ква. В настоящее время проектируются трансформаторы мощностью до 1 000 000 ква (1000 Мва) и напряжением до 750—1200 кв.