УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ

Основными частями трансформатора являются магнитопровод и, расположенные на нем, обмотки.

Магнитопровод. Магнитопровод служит для усиления магнитной связи между обмотками. Его конструкция определяет конструкцию трансформатора.

Взависимости от конфигурации ма­гнитной системы трансформаторы подразделяют на стерж­невые (рис. 3-1, а), броневые (рис. 3-1, б) и тороидальные (рис. 3-1, в). Стержнем называют часть магнитопровода, на которой размещают обмотки. Ярмом называют часть магнитопровода, на которой обмотки отсутствуют. Транс­форматоры большой и средней мощности обычно выпол­няют стержневыми. Они имеют лучшие условия охлаждения и меньшую массу, чем броневые.

Рис. 3-1. Основные типы однофазных трансформаторов:

стержневой (а); броневой (6); тороидальный (в); /—ярмо; 2 —

стержень; 3 —обмотки; 4 —тороидальный магнитопровод

Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопроводы трансформаторов (рис. 3-2) собирают из изолированных листов электротехнической стали толщиной 0,28...0,5 мм при частоте 50 Гц. Обычно применяют анизотропную холоднока­таную сталь с ребровой структурой (марки 3412—3416) и содержанием кремния 2,8...3,8%. Магнитные свойства этой стали резко улучша­ются при совпадении на­правлений магнитного по­тока и прокатки: потери в стали на перемагничивание уменьшаются в 2...3 раза, а магнитная проница­емость и индукция насыще­ния возрастают. Однако ис­пользование холодноката­ной стали усложняет конструкцию и технологию из­готовления магнитопроводов.

По способу сборки разли­чают стыковые и шихтован­ные магнитопроводы.

В сты­ковых магнитопроводах стержни и ярма собирают и скрепляют раздельно, затем устанавливают встык и соеди­няют между собой. В месте стыка во избежание замыка­ния листов устанавливают изоляционные прокладки.

В шихтованных магнитопроводах ярма и стержни собирают как цельную конструкцию с взаимным перекрытием отдельных слоев в месте стыка («впереплет»). Шихтованные магнитопроводы имеют значительно меньшее магнитное сопротивление, чем стыковые; поэтому последние применяют сейчас только в микротрансформаторах.

При работе силовых трансформаторов магнитопровод и дру­гие стальные части находятся в сильном электрическом поле, вследствие чего они могут приобрести электрический заряд. Чтобы избежать этого, остов заземляют с помощью медных лент.

Обмотка. Обмотки, потребляющие электрическую энергию из сети, называются первичными; обмотки, отдающие электроэнергию потребителю, называются вторичными. Для усиления связи обмотки располагаются на ферромагнитном сердечнике – магнитопроводе.

Первичную обмотку 1 подключают к источ­нику переменного тока — электрической сети с напряжением u₁. К вторич­ной обмотке 2 присоеди­няют сопротивление на­грузки Z_M.

Обмотку более высо­кого напряжения называ­ют обмоткой высшего на­пряжения (ВН), а низ­кого напряжения — об­моткой низшего напряжения (НН). Начала и концы обмотки ВН обозначают буквами А и X; обмотки НН — буквами а и х. Начало и конец обмоток – условные понятия, но на практике имеют большое значение.

Втрансформаторах первичную и вторичную обмотки стремятся расположить для лучшей магнитной связи как можно ближе друг к другу. При этом на каждом стержне магнитопровода размещают обе обмотки либо концентрически—одну поверх другой, либо в виде нескольких дисковых катушек, чередующихся по высоте стержня. В первом случае обмотки называют концентрически­ми, во втором — чередующимися.

Охлаждение трансформаторов. Конструктивное выполнение трансформатора определяет­ся в значительной мере способом его охлаждения, который зависит от номинальной мощности. При увеличении мощнос­ти трансформатора необходимо увеличивать и интенсивность его охлаждения. Выделяют следующие способы охлаждения.

1. При естественном воздушном охлаждении магнитопровод, обмотки и другие части трансформатора имеют непосредственно со­прикосновение с окружающим воздухом.

2. Обдувание обмоток магнитопровода с помощью вентилятора. Для повышения интенсивности охлаждения применяют обдув обмоток и магнитопровода потоком воздуха от вентилятора.

3. Втранс­форматорах с естественным масляным охлаждением магнитопровод с обмотками погружают в бак, наполненный тщательно очищенным минеральным (трансформаторным) маслом.

4. У мощных трансформато­ров (20... 1800 кВ·А) поверхность охлаждения бака искус­ственно увеличивают, окружая бак системой труб, в которых масло циркулирует за счет конвекции. Такое охлаждение трансформаторов называют охлаждением с принудительной циркуляцией масла.

5. Охлаждение негорючим жидким диэлек­триком. Трансформаторы выполняют с герметизированным баком, заполненным него­рючим жидким диэлектриком. Обычно применяют синтети­ческие изоляционные материалы — совтол и др., которые имеют примерно такие же электроизоляционные свойства и теплопроводность, как и трансформаторное масло.

Поиск по сайту: