1. В коэффициентеkкр учтено наличие охлаждающих каналов в сечении стержня.

2. При использовании таблицы для однофазного или трехобмоточного трансформатора его мощность умножить на 1,5.

3. Для пространственной магнитной системы по рис. 2.6, а значениеkкр полученное из таблицы, уменьшить на 0,02.

4.     Для пространственной навитой магнитной системы по рис. 2.6, б приниматьk_кр = 0,905.

Таблица 2.6. Число ступеней в сечении стержня современных трехфазных сухих трансформаторов

Мощность трансформатора S, кВ•А	До 10	10	16-100		160-400		630-1000	1600
Ориентировочный диаметр стержня d, м	До 0,08	0,08	0,09-0,14		0,16-0,22		0,24- 0,26	0,28-0,32
Число ступеней	3	4	5	6	7	8	7	8
Коэффициент kкр	0,851	0,877	0,915	0,920	0,930	0,935	0,800	0,820
Наличие продольных каналов	Без каналов						Один канал	Два канала

Примечания:

1. В коэффициенте kкручтено наличие охлаждающих каналов в сечении стержня.

2.     До диаметра стержня d = 0,22 м стержень прессуется расклиниванием с обмоткой, при d >0,22 м прессовка осуществляется бандажами.

3. При использовании таблицы для однофазного трансформатора его мощность умножить на 1,5.

Рис. 2.18. Различные способы сборки и прессовки стержня

в —путем расклинивания с жестким цилиндром обмотки НН; б — бандажи из стеклоленты; в — сквозными стяжными шпильками; сборка стержня: г — из радиально расположенных пластин; д — из пластин эвольвентной формы

Ширина пластин, определяющая ширину и толщину пакетов, образующих сечение стержня, выбирается так, чтобы при заданном диаметре было обеспечено получение наибольшего сечения стержня при максимальном использовании и минимальных отходах листовой или рулонной стали. Для ширины пластин существует нормализованная шкала (см. § 8.1).

Стержни и ярма шихтованной магнитной системы должны быть стянуты и скреплены так, чтобы остов представлял собой достаточно жесткую конструкцию как механическая основа трансформатора. Стяжка и крепление остова должны обеспечивать его достаточную прочность после расшихтовки верхнего ярма при насадке обмоток, подъеме активной части трансформатора и коротком замыкании на его обмотках, а также отсутствие свободной вибрации пластин и минимальный уровень шума при работе трансформатора в сети. Эти требования достаточно хорошо удовлетворяются при равномерно распределенном напряжении сжатия между пластинами стержня и ярма при сборке 0,4-0,6 МПа (40—60 Н/см²), считая по среднему, т. е. наиболее широкому пакету.

Прессовка стержней может осуществляться различными способами. При мощности трехфазного трансформатора до 630 кВ•А и диаметре стержня до 0,22 м включительно хорошие результаты дает прессовка его без применения специальных конструкций путем забивания деревянных стержней и планок между стержнем и обмоткой НН или ее жестким изоляционным бумажно-бакелитовым цилиндром (рис. 2.18, а). Стержни трансформаторов большей мощности — от 1000 кВ•А и выше - при диаметре d >0,22 м нуждаются в более надежной прессовке. В этом случае хороший результат может быть достигнут при стяжке стержня бандажами из стеклоленты, расположенными по высоте стержня на расстояниях 0,12—0,15 м один от другого (рис. 2.18,6).

Перед наложением бандажей при сборке на специальном стенде стержни поочередно спрессовывают прессующей балкой с общим усилием от 0,4 до 1-2 МН, создающей необходимое напряжение сжатия между пластинами, или при помощи временных технологических бандажей, затягиваемых вручную. Намотка бандажей из стеклоленты производится на спрессованные стержни. Этот способ стяжки обеспечивает равномерное сжатие всего стержня и достаточную механическую прочность остова трансформатора. Возможна также стяжка стержней бандажами из стальной ленты, размещаемыми на расстоянии 0,12-0,24 м один от другого. Эти бандажи должны замыкаться на пряжках издиэлектрика во избежание появления короткозамкнутого витка и должны заземляться во избежание накопления на них электрических зарядов.

Конструкция прессовки стержня шпильками, проходящими сквозь пластины всех его пакетов (рис. 2.18, в), вынужденно применявшаяся в течение ряда лет в магнитных системах из листовой стали, не обеспечивает равномерного распределения силы прессовки между пакетами, способствует появлению «веера», т. е. расхождения пластин на краях пакетов и требует наличия на заводе большого прессового и инструментального хозяйства. При такой конструкции прессовки стержней и ярм увеличиваются удельные потери встали и уменьшается ее магнитная проницаемость. Поэтому в магнитных системах трансформаторов, изготовляемых из рулонной холоднокатаной стали, она не применяется, но используется в конструкциях реакторов.

В навитой магнитной системе по рис. 2.5, з при навивке из лент различной ширины сечение стержня (и ярма) будет ступенчатым, а в системе по рис. 2.6, б при навивке из ленты переменной ширины — составленным из двух полукруглых сечений. Эти магнитные системы после навивки и отжига их частей скрепляются бандажами из стеклоленты. Стержни стыковой пространственной магнитной системы по рис. 2.6, а собираются из пластин разной ширины и одинаковой длины и после опрессовки стягиваются бандажами. В центральном пакете стержня такой магнитной системы во время его сборки оставляется квадратное отверстие для прохода осевой шпильки, соединяющей верхнее и нижнее ярма.

Сечение стержня может быть образовано не только набором пакетов плоских пластин (рис. 2.18, а—в), но также и радиальной шихтовкой плоских пластин (рис. 2.18, г) или набором пластин, изогнутых по форме цилиндрической эвольвентной поверхности (рис. 2.18, ). Оба эти способа сборки магнитной системы предусматривают стыковую конструкцию остова с отдельно собираемыми стержнями и ярмами. Ярма наматываются из рулонной стали или выполняются в виде набора плоских пакетов. Конструкция с пластинами эвольвентной формы удобна тем, что каждый стержень собирается из пластин одного размера. Ширина пластины (длина эвольвентной линии) зависит только от диаметров стержня — внутреннего d₁ и внешнего d.

Надлежащая прессовка стержня для этих двух конструкций может быть достигнута путем стяжки бандажами из стальной ленты или стеклоленты.

Коэффициент заполнения площадки круга kкр при радиальном расположении пластин может быть найден по рис. 2.18, г. Площадь круга может быть представлена в виде ряда элементарных секторов с углом . Площадь сектора Псект = dn /(2  2) ; площадь, не заполненная пластинами (п треугольников),

 П0=nd /(2n  2) =d /4, тогда kкр = (Псект — П0) /Псект = (п — 1) / n.

Коэффициент заполнения не зависит от диаметра стержня и толщины пластин. Для п = 4, 5, 6, 7 и 8 kкр = 0,75; 0,8; 0,833; 0,857 и 0,875.

При эвольвентной форме пластин (рис. 2.18, д) и общей площади круга Пкр = d2 / 4 незаполненными оказываются площадь в центре круга П01 = d21 / 4 и площади элементарных треугольников по внешней окружности стержня. Приближенно эти площади для п пластин можно найти так:

П02 =nd /(2n) =d /2, коэффициент заполнения

Ширина пластины (развертка эвольвенты)

, где k=d/d₁.

Стержни диаметром до 0,36 м обычно достаточно хорошо охлаждаются маслом, омывающим их наружную поверхность. При диаметре от 0,36 м и выше для обеспечения надежного охлаждения внутренних частей стержня между его пакетами делаются охлаждающие каналы. Эти каналы могут быть продольными по отношению к пластинам стержня или поперечными. Продольные каналы стержня продолжаются и в ярмах. Вертикальный поперечный канал стержня обычно переходит в горизонтальный поперечный канал ярма, разделяя магнитную систему на отдельные «рамы» так, как это показано, например, для однофазного трансформатора на рис. 2.19. В стержнях обычно делают не более одного поперечного канала.

Размеры и число каналов в современных трансформаторах при различных диаметрах стержня приведены в табл. 2.7.

Для диаметров стержней силовых трансформаторов принят стандарт, который содержит следующие нормализованные диаметры, м: 0,08; 0,085; 0,09; 0,092; 0,095; 0,10; 0,105' 0,11; 0,115; 0,12; 0,125; 0,13; 0,14; 0,15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,19;

Рис. 2.1.9. Схема двухрамной магнитной системы однофазного трансформатора:

а — расположение каналов в системе; 6 — сечение стержня; / и 2—продольные каналы стержня и ярма; 3 и 4 —поперечные каналы

Таблица 2.7. Ориентировочное число продольных по отношению к листам и поперечных