Вопрос 1 Конструкция сердечников трансформатора.

Сердечник применяется для образования магнитной цепи трансформатора. Он состоит из отдельных листов электротехнической стали, что призвано уменьшить потери от вихревых токов до 4—5%. По виду сердечника и его положению различают стержневые трансформаторы, в которых обмотки огибают стержень сердечника, и броневые, сердечники которых только частично охватывают обмотки.

В стержневом трансформаторе сердечник состоит из стержней, на которых размещаются обмотки, и ярма, которое замыкает магнитную цепь. Данный вид сердечника имеет более простую конструкцию и имеет более благоприятные условия изоляции обмоток. Поэтому он часто используется на практике. Ярмо, которое применяется для стержневого сердечника, обычно бывает ступенчатой или прямоугольной формы. Броневые сердечники частично защищают обмотки от механических повреждений. Они применяются в малых сухих трансформаторах. Подобные сердечники изготавливаются из холоднокатаной стали, так как в них малые потери и высокая магнитная проницаемость в направлении прокатки. По виду расположения обмоток высшего и низшего напряжения трансформаторы делятся на концентрические и чередующиеся

Сердечники трансформаторов: а — броневой, б — стержневой

Вопрос 2 Конструкция обмоток 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.

Обмотки трансформаторов выполняют из медных проводов круглого и прямоугольного сечения, изолированных хлопчатобумажной пряжей или кабельной бумагой.

Рис. 3

Конструкции обмоток по взаимному расположению и по способу их размещения на стержнях:

• концентрические (рис. 3, слева);

• дисковые(Чередующиеся) (рис. 3, справа).

В масляных трансформаторах магнитопровод с обмотками помещается в бак, заполненный маслом, которое отбирает от них тепло, передавая его стенкам бака. Кроме того, электрическая прочность масла выше, чем у воздуха, что обеспечивает более надежную работу высоковольтных трансформаторов.

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. Чередующаяся обмотка обычно подразделяется на симметричные группы, каждая из которых состоит из одной или нескольких частей обмотки ВН и расположенных по обе стороны от них частей обмотки НН

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.

По конструкции и способу намотки различают обмотки цилиндрические (одно- или многослойные), катушечные и винтовые. Существуют также одно- или двухвитковые листовые и шинные обмотки, используемые в специальных трансформаторах с большими вторичными токами.

Одно- или многослойная цилиндрическая обмотка получается при намотке одного (или нескольких) слоев из обмоточного провода прямоугольного или круглого сечения. Наиболее простой является однослойная обмотка из прямоугольного провода. Слой обмотки составляют витки, наматываемые по винтовой линии на бумажно-бакелитовый цилиндр. Каждый виток в слое укладывается вплотную к предыдущему в осевом направлении обмотки. Соединение между слоями обычно осуществляют переходом без пайки. 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.

Между слоями двухслойной цилиндрической обмотки прокладывают изоляцию из бумаги или электрокартона или равномерно по окружности устанавливают несколько реек, образующих вертикальный охлаждающий канал.

Одно- и двухслойные цилиндрические обмотки из прямоугольного провода обычно применяют в качестве обмоток НН на напряжение до 525 В в трансформаторах мощностью до 630 кВ-А.

Многослойная цилиндрическая обмотка 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 слоев кабельной бумаги. Для увеличения поверхности охлаждения между некоторыми слоями обмотки создается осевой канал, образованный рейками из электрокартона или бука. Такие многослойные обмотки применяют в качестве обмоток ВН для масляных трансформаторов мощностью до 400 кВ-А при напряжении до 35 кВ.