Р ис. 2.4. Поперечное сечение стержня (а) и ярма (б)

сечение стержней. Это уменьшает индукцию в стали ярма и потери мощности в ней.

Обмотки трансформаторов

Обмотки трансформаторов должны обладать:

1. Механической прочностью;

2. Электрической прочностью;

3. Технологичностью;

4. Нагревостойкостью;

5. Экономичностью.

Основными величинами, определяющими конструкцию обмоток трансформатора, являются номинальные значения тока и напряжения. Обмотки выполняются из медного или алюминиевого провода круглого сечения (s = 0,02…10 мм²) или прямоугольного (s = 6…60 мм²).

Плотность тока в медных обмотках должна находиться в пределах:

• в трансформаторах с масляным охлаждением – j = 2,5…4,5 А/мм²;

• в сухих трансформаторах – j = 1,8…2,5 А/мм².

В обмотках, выполненных из алюминиевого провода, плотность тока на 40% меньше. В связи с этим, поперечное сечение обмотки из алюминия будет больше, чем из меди, при одной величине тока, а, следовательно, габариты и масса трансформатора с алюминиевыми обмотками больше, чем с медными.

В современных трансформаторах первичную и вторичную обмотки не размещают на различных стержнях магнитопровода, а стремятся расположить для лучшей магнитной связи ближе друг к другу. При этом на каждом стержне размещают обе обмотки: либо концентрически одну поверх другой (рис. 2.5, а) – концентрические обмотки, либо в виде нескольких дисковых катушек, чередующихся по высоте стержня (рис. 2.5, б) – дисковые чередующиеся обмотки. Эти обмотки имеют меньшее магнитное рассеяние, однако изоляции их сложнее. В силовых трансформаторах применят в основном концентрические обмотки, причём ближе к стержням располагают обмотку НН, требующую меньшей изоляции относительно стержня, а снаружи – обмотку ВН.

Обмотки трансформаторов делятся на:

1. Цилиндрические 1, 2-х слойные, выполненные из провода прямоугольного сечения (рис. 2.5, а).

2. Цилиндрические многослойные, выполненные из провода круглого или прямоугольного сечения (рис. 2.5, б). Применяются в качестве обмотки ВН или НН, просты в производстве, но механическая прочность невелика. Применяют при мощности на 1 стержень до 200 кВА.

На рисунке: 1 – стержень; 2 – обмотка; 3 – изоляционный цилиндр;

4 – радиальный вентиляционный канал

Рис. 2.5. Обмотки трансформаторов:

А) цилиндрическая однослойная; б) цилиндрическая многослойная; в) катушечная многослойная; г)винтовая.

радиальный вентиляционный канал

3. Катушечные многослойные (рис. 2.5, б). Состоят из ряда последовательно-соединённых катушек, намотанных из круглого провода. Используются в качестве обмотки ВН при напряжении до 35 кВ, при мощности на 1 стержень до 350 кВА.

4. Винтовые (рис. 2.5, г). Выполняются из нескольких прямоугольных проводников, которые укладываются по винтовой линии. Для равномерного распределения тока между параллельными проводниками применяется транспозиция проводников, т.е. перекладка проводников относительно стержня. Используются в качестве обмотки НН при токах свыше 300 А, при напряжении от 230 В до 15 кВ, мощность на 1 стержень – от 45 до до 350 кВА. Обладают достаточной механической прочностью.

5. Непрерывные катушечные. Широко используются в качестве обмоток ВН и НН ввиду большой механической прочности и надёжности. Выполняется из нескольких десятков дисковых катушек, намотанных по спираль и соединённых без пайки.