 |
Рис. 177
a) стержневой трансформатор с несимметричной магнитной цепью
b) стержневой трансформатор с симметричной магнитной цепью
c) броневой трехфазный трансформатор |
По конструкции магнитопровода трехфазные силовые трансформаторы разделяются на стержневые и броневые. В первом случае обмотки ВН и НН охватывают стержни магнитопровода, во втором магнитопровод частично охватывает обмотки ВН и НН.
Стержневые трехфазные силовые трансформаторы подразделяются на:
 трехфазные трансформаторы с симметричной магнитной цепью;
трехфазные трансформаторы с несимметричной магнитной цепью.
Стержневые трехфазные силовые трансформаторы с симметричной и несимметричной магнитной цепью состоят из трех железных стержней, схваченных сверху и снизу железными накладками-ярмами. На каждом стержне находится первичная и вторичная катушки одной фазы.
У трехфазного силового трансформатора с симметричной магнитной системой стержни расположены в одной плоскости, а у трехфазного силового трансформатора с несимметричной магнитной системой стержни расположены по углам равностороннего треугольника.
Расположение стержней по углам равностороннего треугольника дает равные магнитные сопротивления для магнитных потоков всех трех фаз. При несимметричной магнитной системе существует неравенство магнитных сопротивлений для потоков различных фаз, что приводит к неравенству токов холостой работы в отдельных фазах при одном и том же фазовом напряжении.
Однако при небольшой насыщенности железа ярма и хорошей сборке железа стержней это неравенство токов незначительно. Так как конструкция трехфазных силовых трансформаторов с несимметричной магнитной цепью значительно проще, чем трансформатора с симметричной магнитной цепью, то первые трансформаторы и нашли себе преимущественное применение. Трехфазные силовые трансформаторы с симметричной магнитной системой встречаются редко.
Броневой трансформатор можно рассматривать как бы состоящим из трех однофазных броневых трансформаторов, приставленных один к другому своими ярмами. Главным их преимуществом перед стержневыми является короткие пути замыкания магнитных потоков, а следовательно небольшие токи холостой работы. К недостаткам можно отнести, во-первых, малую доступность обмоток для ремонта, в виду того, что они окружены железом, и, во-вторых, худшие условия охлаждения обмотки – по той же причине.
На каждом стержне трехфазного силового трансформатора размещаются обмотки высшего и низшего напряжения одной фазы. Стержни соединены между собой сверху и снизу ярмом. При этом получается, что обмотки силового трехфазного трансформатора магнитно связаны между собой, так как имеют одну общую магнитную цепь.
Рис. 178 Обмотки силового трансформатора |
Обмотки трехфазного силового трансформатора могут быть соединены звездой или треугольником. Различают концентрическое (см. рис. 177, а) и чередующееся (см. рис. 177, б ) взаимные расположения обмоток ВН и НН. Концентрическое расположение обмоток применяется в большинстве силовых трансформаторов и представляет собой размещение катушек обмоток ВН и НН в виде двух коаксиальных цилиндров. Обмотка НН располагается ближе к стержню, так как ее легче изолировать от магнитопровода.
а б
Рис. 179 |
Обмотки силовых трансформаторов различаются по следующим признакам:
тип;
количество витков;
поперечное сечение и марка провода;
направлением намотки;
изоляционными расстояниями;
толщиной витковой изоляции.
Чем больше напряжение силового трансформатора, тем больше количество витков. С увеличением мощности возрастают сечения проводов и размеры обмоток.
Для уменьшения потерь электроэнергии, выделяющихся в силовом трансформаторе в виде тепла, должны быть выбраны достаточно малыми активные сопротивления обмоток, т. е. возможно большие сечения витков обмоток, возможно меньшие длины витков и возможно меньшие электрические удельные сопротивления проводов и обмоток. Поэтому провода обмоток изготавливают из меди, обладающей наименьшим удельным электрическим сопротивлением, и в редких случаях из алюминия, удельное сопротивление которого примерно на 70% больше.
Для обмоток мощных силовых трансформаторов, как правило, применяют провод прямоугольного поперечного сечения с бумажной изоляцией. При больших токах применяются подразделенный провод, состоящий из нескольких параллельно расположенных ветвей, и транспонированный провод, т.е. многожильный провод с перекладкой отдельных жил.
Различают следующие типы обмоток силовых трансформаторов:
однослойные;
двухслойные;
многослойные.
Тип обмотки зависит от габарита силового трансформатора.
Однослойные – обмотки, намотанные в один слой. Двухслойные цилиндрические - две обмотки, разделенные между собой каналом и соединенные переходом. Однослойную и двухслойную обмотки обычно применяют в качестве обмотки низшего напряжения в силовых трансформаторах I и II габаритов, используя при этом провод круглого сечения.
Многослойная цилиндрическая обмотка – остовом для обмотки служит цилиндр, наматывается проводом круглого сечения. Используется в качестве обмотки высшего напряжения в силовых трансформаторах I и II габаритов.
Непрерывная катушечная обмотка – состоит из плоских спиральных катушек, переход из катушки в катушку осуществляется без разрыва с помощью особых технологических приемов по перекладке проводов в каждой четной по счету катушке. Применяются в силовых трансформаторах класса напряжения 110кВ в качестве обмоток высшего, среднего и низшего напряжения, а также в силовых трансформаторах класса 220кВ в качестве обмоток среднего и высшего напряжения.
Переплетенная обмотка – обмотка, в которой витки переплетаются. Требует использование обмоточных проводов высокого качества поверхности или усиления витковой изоляции. Применяется в силовых трансформаторах 500кВ и выше.
Винтовая обмотка – витки следуют друг за другом по винтовой линии и каждый из них составлен из нескольких концентрически расположенных параллельных проводов. Такие обмотки имеют сравнительно небольшое количество витков, их изготавливают на большие токи и применяют главным образом в силовых трансформаторах III-VIII габаритов.
|