4.2.2. Обмотки трансформатора

Обмотки изготавливаются из медного или алюминиевого обмоточного провода круглого (S_пр < 10 мм²) или прямоугольного (S_пр > 6 мм²) сечения.

В зависимости от того как расположены друг относительно друга обмотки ВН и НН они разделяются на концентрические и чередующиеся.

Концентрические обмотки. В любом поперечном сечении обмотки НН и ВН образуют концентрические окружности. Ближе к стержню располагается обмотка НН, так как по сравнению с обмоткой ВН она рассчитывается на меньшее напряжение. Существуют следующие разновидности концентрических обмоток:

1) цилиндрические обмотки наматываются вдоль стержня в несколько слоев. Иногда по высоте подразделяются на отдельные катушки.

2) винтовые обмотки наматывается вдоль стержня по винтовой линии в один или два слоя. Число параллельных проводов достигает нескольких десятков и выполняется полная или частичная транспозиция.

3) Непрерывная обмотка состоит из ряда плоских катушек (дисков) разделенных друг от друга каналами. Катушки соединяются между собой без пайки, путем особого способа перекладки витков одной катушки в каждой паре.

Чередующиеся обмотки выполняются так: обмотки ВН и НН разделяются на отдельные катушки, которые устанавливаются вдоль высоты стержня в чередующемся порядке. Применяются редко так как более трудоемкие в производстве.

4.2.3. Бак масляного трансформатора

По способу охлаждения трансформаторы делятся на сухие и масляные. Сухие трансформаторы имеют воздушное охлаждение. В основном силовые трансформаторы имеют масляное охлаждение. Объясняется это тем, что трансформаторное масло является более совершенной изолирующей и охлаждающей средой, чем воздух.

В этом случае сердечник трансформатора вместе с обмотками помещается в бак, заполненный трансформаторным маслом. Масло улучшает отвод тепла и является дополнительной электрической изоляцией. Масло, омывающее обмотки и магнитопровод, отводит, выделяющее в них тепло, и передает его стенкам бака. Такая система отвода тепла позволяет получить трансформатор с малой массой активных частей (обмотки и сердечника). С ростом мощности и потерь трансформатора для обеспечения нормального охлаждения приходиться увеличивать поверхность охлаждения. Чаще используют трубчатые баки, в стенки которых вваривают трубы диаметром 50 мм, расположенные в 1-3 ряда. Если этого оказывается недостаточно, вместо труб применяют трубчатые охладители (радиаторы). При S_н = 1000060000 кВА применяют обдув радиаторов с помощью вентиляторов, что увели-чивает теплоотдачу на 5060 .

Еще более интенсивным является водяное охлаждение. При этом масло откачивается из верхней части бака насосом, проходит через водяные охладители и поступает в нижнюю часть бака.

При соприкосновении масла с воздухом оно окисляется и теряет свои изолирующие свойства. Для уменьшения поверхности соприкосновения масла с воздухом на крышке бака устанавливается расширитель – стальной бачок, сообщающийся с основным баком. Объем расширителя выбирается таким, чтобы при любых колебаниях температуры и объема масла его верхний уровень оставался в пределах расширителя. Обычно это 8-10 общего объема масла. Если внутренний объем расширителя сообщается с окружающей средой, то на пути движения воздуха устанавливается фильтр, заполненный веществом, поглощающим влагу из воздуха поступающего в расширитель.

При быстром нагревании масла (короткое замыкание в обмотках трансформатора) оно разлагается с выделением газа, который пожаро- и взрывоопасен. Давление в баке увеличивается. Чтобы избежать деформации бака на его крышке устанавливается выхлопная труба, закрытая стеклянной мембраной, которая при увеличении давления лопается.

В трубопроводе между расширителем и баком устанавливается газовое реле, которое дает сигнал о газовыделении, а затем и на отключение трансформатора от сети.

Взрыво- и пожароопасность являются основным недостатком масляных трансформа-торов. Поэтому они устанавливаются вдали от помещений или в специальных бетони-рованных ячейках.

Помимо масляных находят применение сухие силовые трансформаторы. В таких трансформаторах масляный бак заменяется легким кожухом. Они применяются внутри сухих помещений, в тех случаях когда обеспечение пожарной безопасности является решающим фактором.

Концы обмоток трансформатора выводятся из бака с помощью проходных фарфоровых изоляторов (вводов).

Конструкция трансформатора зависит от мощности и способа транспортировки. Трансформаторы весом более 60-100 тонн перевозят на специальных железнодорожных транспортерах. У трансформаторов больших мощностей приходится не только снимать выступающие части (вводы, радиаторы), но и применять разъемный бак.