2 Обмотки трансформаторов. Изоляторы.

По способу расположения на стержне:

• концентрические

• чередующиеся

Концентрические обмотки выполняются в виде цилиндра и располагаются на стержне концентрически относительно друг друга. Высота обмоток делается равной. В высоковольтных трансформато­рах ближе к стержню располагается обмотка НН, так как при этом уменьшается изоляционное расстояние между стержнем и обмоткой.

Катушки ВН и НН чередуются вдоль стержня по высоте - они име­ют меньшее магнитное расстояние (смотри рисунок 3.1)

Рисунок 3.1 - Обмотки трансформаторов

Применяются концентрические обмотки в основном в силовых трансформаторах и подразделяются на:

• цилиндрические

• винтовые

-спиральные

Цилиндрические обмотки однослойные и двухслойные. Одно­слойные - при малом числе витков, двухслойные при большом чис­ле витков. Образуют две концентрические катушки, между зазором для лучшего охлаждения.

Многослойные обмотки для ВН < 35 кВ.

Винтовая обмотка состоит из витков, которые составлены из нескольких (от 4 до 20) параллельных проводников прямоугольного сечения, расположенных в радиальном направлении один относи­тельно другого. Намотана по винтовой линии вдоль стержня. Между соседними по высоте витками оставляется канал для охлаждения.

Для уменьшения потерь и выравнивания тока по виткам про­изводится перекладка (транспозиция) проводников витка, чтобы ка­ждый проводник занимал попеременно все положения, возможные в пределах одного витка.

Винтовые обмотки имеют большую механическую прочность, применяются в обмотках НН при токах более 300 А.

Катушечные обмотки - ряд катушек, расположенных по вы­соте и соединенных последовательно. Намотаны по плоской спирали (каждая катушка). Между катушками и проводниками в спирали имеются охлаждающие каналы. Применяются для напряжения до 220 кВ и выше.

Важным элементом обмоток является их изоляция.

Изоляция обмоток: главная и продольная.

Главная изоляция - это изоляция данной обмотки от остова, бака и соседних обмоток. Осуществляется посредством комбинации изоляционных промежутков и барьеров в виде электроизоляцион­ных цилиндров и шайб. При небольших напряжениях и мощностях обмотки наматываются на каркас, который надевается на стержень сердечника.

Продольная изоляция - это изоляция между различными точ­ками данной обмотки, то есть между витками, слоями и катушками. Изоляция между витками - собственной изоляцией обмоточного провода. Для междуслойной изоляцией применяется кабельная бу­мага, которая укладывается в несколько слоев. Межкотушечная изо­ляция осуществляется радиальными каналами.

Конструкция изоляции усложняется с увеличением напряже­ния. Для трансформаторов 220 и 500 кВ стоимость изоляции дости­гает 25% от стоимости всего трансформатора. Для обмоток транс­форматоров применяют медные и алюминиевые проводники.

3 Схемы соединения обмоток трансформатора и их номинальные данные.

Обозначение начало обмоток А, В, С (ВН)

а, в, с (НН)

концов обмоток X, У, Z (ВН)

х, у, z

1) звезда

2) звезда с нулевым проводом

3) треугольник

4) зигзаг

Рисунок 4.1 - Схемы соединений

Обозначение схем соединения обмоток трансформатора: У/У; У/∆. В числителе указываются соединение обмоток ВН, в знамена­теле - обмотки НН.

Обмотки ВН обычно соединяют в звезду и заземляют нулевую точку. При этом напряжение выводов и линий передач относительно

земли уменьшается в раз. Обмотки НН соединяют в звезду с вы­веденной нулевой точкой, если предполагается питание осветитель­ной или смешанной осветительно-силовой сети. Лампы включают на фазное напряжение, двигатели на линейное напряжение. Обознача­ется У_н

При напряжении НН выше 400 В ее соединяют в треугольник, так как улучшаются условия работы трансформатора при несиммет­ричной нагрузке.

Соединение зигзаг обозначается Z, применяют в специальных трансформаторах. Каждая фаза обмотки состоит из двух равных час­тей, размещенных на разных стрежнях и соединенных между собой последовательно и встречно.

Номинальные величины, соответствуют длительному режиму работы, для которого он предназначен заводом изготовителем.

Величины соответствующие режиму работы трансформатора, для которого он предназначен заводом изготовителем, называют номинальными (указываются на каталогах и на табличках).

Номинальная мощность: S_ном = U_ном • Iном

Номинальной мощностью трансформатора является полная мощность: или S_ном = U_лном • I_лном (для трех фазного)

КПД трансформа гора η_ном , так как КПД η трансформатора очень велик, то принимают что мощность обоих обмоток равны S₂=S₁=S_ном

Под номинальными напряжениями понимают линейные на­пряжения каждой из обмоток. При U_1ном = const, напряжение вто­ричной обмотки при S_ном , будет завесить от характера нагрузки, по­этому за U_2ном , принимают напряжение при холостом ходе когда I₂=0.

Напряжения: первичной обмотки U_1ном вторичной обмотки U_2ном при I₂=0.

Номинальными токами трансформатора- первичным I_1ном и вторичным I_2ном - называются линейные токи (указываются на щите и вычисляются по номинальным значениям мощности напряжения).

Кроме мощности, токов и напряжения указываются токи пер­вичной обмотки I_1ном и I_2ном токи линейные.

Частота питающей сети f.

Группа соединений обмоток У/У - 0.

Напряжение короткого замыкания U_K.

Режим работы (продолжительный, кратковременный)

Полная масса