Перечень типов силовых трансформаторов, эксплуатируемых на сетевых предприятиях Российской Федерации
Силовые трансформаторы 220 кВ:
АТДЦТН-200000/220/110;
АТДЦТН-125000/220/110;
АТДЦТН-250000/220/110;
ТРДН-32000/220;
ТРДЦН-63000/220;
ТРДЦНГ-63000/220.
Силовые трансформаторы 110 кВ:
ОДТГ15000/110
;
ОДТГ13500/110
ТДГ-10000/110;
ТДГ-15000/110; ТДН-10000/110; ТДН-16000/110; ТДН-40000/110;
ТДНГ-20000/110; ТДНГУ-20000/110; ТДНГУ-40500/110;
ТДТМ-16000/110; ТДТМ-40000/110; ТДТН-10000/110;
ТДТН-20000/110; ТДТН-25000/110; ТДТН-40000/110;
ТДТН-63000/110; ТДТНГ-15000/110; ТДТНГ-20000/110;
ТДТНГ-25000/110; ТДТНГ-31500/110; ТДТНГ-40500/110;
ТДТНГУ-20000/110; ТДТНГУ-40500/110; ТМН-2500/110;
ТМН-6300/110; ТРДН-25000/110; ТРДН-40000/110;
ТРДНЦ-63000/110; ТРНДН-25000/110; ТРНДЦН-25000/110.
Силовые трансформаторы 35 кВ:
БТМ-14500/35; ТАМ-ТАМ-1800/35; ТАМ-ТАМ-3200/35; ТД-10000/35; ТДАН-10000/35; ТДН-9000/35; ТДНС-10000/35; ТДНС-16000/35; ТМ-1000/35; ТМ-1600/35; ТМ-1800/35; ТМ-2500/35; ТМ-3200/35; ТМ-4000/35; ТМ-5600/35; ТМ-5800/35; ТМ-6300/35; ТМ-7500/35; ТМН-1000/35; ТМН-1600/35; ТМН-2500/35; ТМН-4000/35; ТМН-6300/35; ТМТН-6300/35.
Описание конструкций силовых трансформаторов
Магнитопроводы силового трансформатора
Магнитопровод трансформатора служит для усиления магнитной связи между обмотками и является конструктивным основанием (остовом) для установки и крепления обмоток, отводов и других деталей трансформатора (см. рис. 1).
Рис. 1. Остов трансформатора с прессующими шпильками
1 – нижние ярмовые балки; 2 – стержень магнитопровода; 3 – связующие шпильки с бумажно-бакелитовыми трубками на крайних стержнях; 4 – верхние ярмовые балки; 5 – подъёмные планки; 6 - полубандажи; 7 – винты для подпрессовки обмоток; 9 – стягивающие шпильки между стержнями; 10 – стеклобандажи; 11 – нижнее ярмо; 12 – фасонные полки для опоры обмоток; 13 – стальные опорные пластины.
Магнитопровод набирают из изолированных листов специальной электротехнической стали с относительным содержанием кремния до 5 %.
Толщину листов выбирают из условий получения приемлемого уровня потерь от индуктированных в них вихревых токов при заданной частоте питающего трансформатор источника переменного тока и технологических условий при производстве магнитопровода. При частоте 50 Гц в современных силовых трансформаторах толщина листов равна 0,27-0,35 мм.
Часть магнитопровода, на которой располагается обмотка, называют стержнем, а часть магнитопровода, замыкающая стержни, на которых не располагаются обмотки, называется ярмом.
Обмотки силового трансформатора
Обмоткой трансформатора называют совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой складываются Э.Д.С., индуктированные в отдельных витках. Обмотки трансформатора состоят из обмоточного провода и изоляционных деталей, предусмотренных конструкцией, которые не только защищают витки от электрического пробоя и препятствуют их смещению под действием электромагнитных сил, но и создают необходимые каналы для охлаждения. Обмотки трансформаторов различных мощностей и напряжений различаются типом намотки, количеством витков, направлением намотки, числом параллельных проводов в витке, схемой соединения отдельных элементов обмотки между собой. По взаимному расположению на стержне обмотки разделяются на концентрические и чередующиеся. Концентрические обмотки - это обмотки, изготовленные в виде цилиндров и концентрически расположенные на стержне магнитопровода. Чередующиеся обмотки - это обмотки ВН и НН трансформатора, чередующиеся в осевом направлении на стержне. Основным элементом обмоток трансформатора является виток, в котором наводится Э.Д.С. и который в зависимости от величины тока нагрузки может быть выполнен одним или несколькими параллельными проводами. Ряд витков, намотанных на цилиндрической поверхности, называется слоем. Число витков в одном слое может колебаться от одного до нескольких десятков. Одно - или многослойная цилиндрическая обмотка получается при намотке одного (или нескольких) слоёв из обмоточного провода прямоугольного или круглого сечения. Наиболее простой является однослойная обмотка из прямоугольного провода (см. рис. 2, а). Слой обмотки составляют витки, наматываемые по винтовой линии на бумажно-бакелитовый цилиндр. Каждый виток в слое укладывается вплотную к предыдущему в осевом направлении обмотки. Витки цилиндрической обмотки состоят из одного или нескольких параллельных проводов, располагаемых рядом и имеющих одинаковое положение по отношению к полю рассеяния трансформатора. Обычно обмотку из прямоугольного провода наматывают плашмя, но при необходимости возможна намотка и на ребро.
Рис. 2. Цилиндрические обмотки
а - однослойная, б - двухслойная, в - многослойная из круглого провода.
1 - витки из прямоугольного провода; 2 - разрезные выравнивающие кольца; 3 - бумажно-бакелитовый цилиндр; 4 - выводной конец первого слоя обмотки; 5 - вертикальные рейки; 6 - внутренние ответвления обмотки.
Для выравнивания винтовой поверхности крайних витков к ним прикрепляют разрезные бумажно-бакелитовые кольца (в виде «клина»), которые придают обмотке форму цилиндра. Эти кольца предохраняют витки от механических повреждений и создают опорную поверхность обмотки.
Между слоями двухслойной цилиндрической обмотки (см. рис. 2,б) прокладывают изоляцию из бумаги или электрокартона или равномерно по окружности устанавливают несколько реек, образующих вертикальный охлаждающий канал. Соединение между слоями обычно осуществляют переходом без пайки. Многослойная цилиндрическая обмотка (см. рис. 2,в) наматывается, как правило, из провода круглого сечения. Намотка осуществляется плотной укладкой витков одного к другому с переходами из слоя в слой. Намотку первого слоя обычно производят на бумажно-бакелитовом цилиндре. Между последующими слоями размещают несколько слоёв кабельной бумаги. Для увеличения поверхности охлаждения между некоторыми слоями обмотки создаётся осевой канал, образованный рейками из электрокартона или бука. Винтовая обмотка (ее иногда называют спиральной) состоит из ряда витков, наматываемых по винтовой линии, с каналами между ними. Каждый виток состоит из одного (очень редко) или нескольких одинаковых прямоугольных проводов, располагаемых плашмя вплотную друг к другу в радиальном направлении. Общее число параллельных проводов в винтовых обмотках может достигать 100 и более (в мощных трансформаторах).
В зависимости от тока и соответственно числа параллельных проводов винтовая обмотка может выполняться одноходовой, как показано на рис. 3, а, или многоходовой, т.е. вся обмотка может состоять из двух и более отдельных винтовых обмоток, вмотанных одна в другую в процессе изготовления (см. рис. 3, б). Каждый такой «ход» может состоять из 4 - 40 параллельных проводов.
а) б)
Рис. 3. Винтовая обмотка.
а - из одного провода в витке, б – из нескольких параллельных проводов в витке.
Винтовые обмотки наматываются на бумажно-бакелитовые цилиндры или специальные оправки. Однако в любом случае вертикальный канал вдоль внутренней поверхности винтовой обмотки и каналы между ее витками образуются рейками и прокладками из электрокартона. Параллельные провода винтовой обмотки расположены концентрически и находятся на разном расстоянии от ее оси. Поэтому, если не принять специальных мер, провода, расположенные ближе к оси, будут короче, а более удалённые от неё длиннее. Кроме того, положение в магнитном поле рассеяния этих проводов будет различным, т.е. все они будут иметь неодинаковые активные и реактивные сопротивления и, следовательно, распределение тока между ними окажется различным. Для равномерного распределения тока между параллельными проводами и уменьшения добавочных потерь винтовые обмотки делают с транспозициями (перекладками проводов в процессе намотки). При перекладках стремятся, чтобы транспозиция была совершенной, т. е. чтобы каждый провод попеременно занимал все положения, возможные в пределах одного витка. Винтовая обмотка имеет значительную торцевую поверхность, позволяющую обеспечить ее устойчивость к осевым усилиям при коротких замыканиях; она обладает хорошей механической прочностью и развитой поверхностью охлаждения. Поэтому ее широко применяют для обмоток НН, имеющих относительно небольшое число витков, при больших токах в трансформаторах. В последнее время все более широкое распространение получают винтовые обмотки из транспонированного провода, где элементарные проводники с лаковой изоляцией меняются местами в процессе изготовления самого провода. Такие обмотки технологичны, имеют низкие добавочные потери и высокую механическую прочность. Обмотки трансформатора изолируют от заземленных частей (магнитопровода, бака) и от других обмоток. Эту изоляцию обмоток называют главной. Кроме главной имеется продольная изоляция обмоток. Продольной называют изоляцию между отдельными элементами данной обмотки - витками, катушками, слоями.
Основным изоляционным материалом обмоток является электрокартон, бумага, хлопчатобумажная ткань, древесина, пропитанные трансформаторным маслом. Само трансформаторное масло кроме изоляции является охлаждающей средой.