Устройство трансформатора

Масляный трансформатор типа ТМ (см. рис.3 ниже) состоит из магнитопровода с размещенными на нем обмотками высокого напряжения (ВН) и низкого напряжения (НН), переключателя ответвлений, бака с арматурой, крышки с ВН, НН - вводами, защитных и контрольно-измерительных устройств.

1 – бак, 2 – расширитель, 3 – термосифонный фильтр, 4 – радиаторы охлаждения, 5 – вводы ВН, 6 - вводы НН, 7– выхлопная труба, 8 – газовое реле, 9 – переключатель ответвлений

Рис. 3 - Общий вид силового трансформатора

Магнитопровод

В трехфазных трансформаторах I—II габаритов наибольшее распространение получили несимметричные магнитопроводы трехстержневого шихтованного типа. Магнитопровод собран из отдельных тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга пленкой специального жаростойкого покрытия или лака Шихтовка — сборка пластин в переплет (рисунок 4), получается при чередовании слоев: пластины стержней переходят в ярма, а пластины ярм — в стержни. Поперечное сечение стержней — многоступенчатое, приближающееся по форме к кругу для лучшего использования пространства внутри обмоток (рисунок 5). Сечение ярм может применяться разное: многоступенчатое (повторяющее форму стержней) , прямоугольное (рисунок 6,а), Т-образное (рисунок 6,б) и крестообразное (рисунок 6,в).

Рис. 4 - Сборка пластин магнитопровода в переплет и Рис. 5 - Форма поперечного сечения стержней магнитопровода, где D0 — диаметр описанной окружности стержня

Рис. 6 - Поперечные сечения ярм магнитопроводов

Пластины ярм как верхнего, так и нижнего скрепляют ярмовыми балками, стянутыми тремя горизонтальными прессующими шпильками.

Обмотки трансформаторов

Трансформаторы I—II габаритов имеют в основном цилиндрические двух- и многослойные обмотки (рисунок 8). Обмотки низкого напряжения наматывают проводом прямоугольного сечения, а высокого напряжения — круглого. Сечение витка обмотки НН значительно больше, чем ВН, так как число витков у обмотки НН меньше, а ток в ней больше Виток обмотки НН с низким номинальным напряжением (230 В), изображенной на рисунке 6, состоит из двух параллельных проводов. Провода изолируют бумажной изоляцией, которая достаточна для изоляции между витками. Соседние слои изолируют дополнительно кабельной бумагой. Число слоев зависит от мощности трансформатора.

Рис. 8 - Обмотки трансформаторов I—II габаритов (а — обмотка НН — двухслойная с двумя параллельными проводами; б — обмотка ВН — многослойная)

Трансформаторные заводы изготовляют обмотки НН и ВН раздельно. Каждую обмотку наматывают на бумажно-бакелитовый цилиндр толщиной 1,5—2,5 мм, а затем в обмотку ВН с натягом впрессовывают обмотку

Внутренняя изоляция трансформатора состоит из изоляции обмоток, изоляции отводов и переключателя ответвлений относительно бака и других заземленных частей.

. Отводы — это провода, соединяющие концы обмоток между собой, с вводами и с переключателем ответвлений. Отводы НН выполняют из алюминиевых шин. При напряжении до 525 В их не изолируют. Сечение отводов выбирают из расчета плотности тока не более 4,8 А/мм2. Отводы ВН выполняют из медных прутков или гибкого медного кабеля. Прутки диаметром до 5,2 мм изолируют кабельной бумагой, при большем диаметре на них насаживают бумажно-бакелитовые трубки.

Переключатель ответвлений трансформатора

Все трансформаторы для распределительных сетей имеют устройства переключения ответвлений обмоток: либо под нагрузкой (устройства РПН), либо без возбуждения (устройства ПБВ). Устройства РПН для трансформаторов I—II габаритов практически не применяются. Устройства ПБВ применяются на стороне ВН для регулирования напряжения в диапазоне ±5% номинального значения. Устройство состоит из переключателя ответвлений, расположенного внутри трансформатора, на ярмовой балке магнитопровода или под крышкой бака, и ручного привода, выведенного наружу, на крышку бака. Переключатели ответвлений выполняют на три или на пять ступеней регулирования.

На рис. :Переключатель ответвлений ламельный.

Вводы трансформатора

Вводы служат для подключения трансформатора к сети. Вводы устанавливают в отверстиях на крышке или реже на боковой стенке бака. Существуют разные конструкции вводов, они зависят от электрических параметров (класса напряжения и величины тока), рода установки (внутренней или наружной) и от способа присоединения к обмоткам трансформатора. Токоведущий стержень или провод изолируют от крышки фарфоровыми изоляторами. Фарфор и металл крышки имеют разное объемное расширение при колебаниях температуры и поэтому жесткое крепление между ними не может обеспечить необходимой маслоплотности. Ранее применяли соединение изоляторов с металлическими деталями через специальную армировочную замазку. Изолятор армируется в круглый фланец. Вводы НН рассчитаны на большие токи порядка сотен и тысяч ампер, и во избежание нагрева фланцев возникающими в них вихревыми токами, все три изолятора вводов НН (рисунок 15) армируют в обойму, которая крепится в общем отверстии крышки шпильками и гайками на уплотнении.

Теперь все трансформаторные заводы перешли на изготовление съемных вводов, которые более технологичны в ремонте: для замены поврежденного фарфорового изолятора не требуется разборка трансформатора и отсоединение отводов внутри бака. Изолятор (рисунок 16) ввода ВН крепится к крышке через кулачки из алюминиевого сплава. Их фиксирует в строгом положении стальной фланец.