23.4. Устройство обмоток трансформаторов
Обмотки трансформаторов изготавливают из меди или алюминия. Для трансформаторов небольшой мощности, т. е. при небольших токах до 25 А для воздушных и до 45 А для масляных трансформаторов), обмотки выполняют из изолированного провода круглого поперечного сечения.
При больших мощностях и токах обмотки изготавливают из проводников прямоугольного поперечного сечения.
По способу размещения на магнитопроводе обмотки трансформаторов могут быть концентрическими и дисковыми чередующимися.
Концентрические обмотки выполняют в виде цилиндров, размещаемых на магнитопроводе концентрически. Внутри (ближе к сердечнику) обычно размещают обмотку НН, требующую меньшей изоляции относительно магнитопровода, снаружи — обмотку ВН (рис. 23.7)
Рис.23.7. Размещение концентрических обмоток трансформатора.
В дисковых чередующихся обмотках катушки НИ и ВН, изготовленные в виде отдельных дисков, размещены на магнитопроводе в чередующемся порядке (рис. 23.8.) Вся обмотка подразделяется на симметричные группы, состоящие из одной или нескольких катушек ВН и расположенных по обе стороны от них двух или нескольких катушек НН.
Рис.23.8. Размещение дисковых чередующихся обмоток трансформатора
Чередующиеся обмотки на практике применяют только для специальных трансформаторов. При высоких напряжениях эти обмотки не применяют из-за сложности изоляции и большого количества промежутков между катушками НН и ВН.
Конструктивно концентрические обмотки выполняют цилиндрическими, катушечными, непрерывными, винтовыми и др.
а) Цилиндрические обмотки.
Однослойные и двухслойные цилиндрические обмотки наматывают из провода прямоугольного поперечного сечения в один или несколько параллельных проводов. В трехслойных (и при большем числе слоев) обмотках между •слоями оставляют вертикальный канал. Слой обмотки составляют витки, наматываемые вплотную друг к другу. Начало и конец двух-•слойнсн обмотки выводят из верхней ее части и располагают у верхнего ярма. Такие обмотки используются в качестве обмоток НН трансформаторов мощностью до 630 кВ-А.
Многослойные цилиндрические обмотки наматывают из проводов круглого сечения, размещаемых вдоль всего стержня в несколько слоев, между которыми прокладывают изоляцию из кабельной •бумаги. Обычно такую обмотку выполняют из двух катушек, между которыми оставляют вертикальный охлаждающий канал. Многослойные цилиндрические обмотки применяют в качестве обмоток ВН для трансформаторов мощностью до 630 кВ-А при напряжениях до 35 кВ. Цилиндрические обмотки просты в производстве, но их механическая прочность по отношению к осевым силам невелика (при намотке провода плашмя), так как сравнительно малы радиальные размеры обмоток.
б) Катушечная многослойная обмотка.
Она отличается от многослойной цилиндрической тем, что разделена по высоте на отдельные катушки и поэтому сложнее в производстве. Между слоями катушки прокладывают кабельную или телефонную бумагу, а между отдельными катушками — шайбы из электрокартона. Между отдельными катушками (обычно через две) делают охлаждающие каналы. Катушечные многослойные обмотки применяют в качестве обмоток ВН трансформаторов мощностью до 100 кВ-А и напряжением до 35 кВ.
в) Непрерывная обмотка.
Ее наматывают по спирали из провода прямоугольного поперечного сечения. Она состоит из нескольких десятков дисковых катушек, соединенных между. При изготовлении обмотки провод в каждой катушке укладывают плашмя по спирали и наматывают на изоляционный цилиндр или стальной шаблон. Между изоляционными цилиндром и катушками обмотки, а также между отдельными катушками имеются охлаждающие каналы. Каждая катушка состоит из нескольких витков, а каждый виток—из одного или нескольких параллельных проводов. При нескольких параллельных проводах намотку их производят с перекладкой (транспозицией). Непрерывные обмотки, несмотря на сложность их изготовления, в настоящее время широко используют в трансформаторостроении благодаря их высокой механической прочности. Такие обмотки применяют в качестве обмоток высшего и низшего напряжения трансформаторов мощностью более 1000 кВ-Л.