По способу расположения их на стержне, обмотки трансформатора подразделяются на концентрические и чередующиеся. Концентрическими обмотки называются в том случае, когда обмотки ВН и НН выполняются в виде цилиндра и располагаются на стержне концентрически одна относительно другой. Высоты обеих обмоток, как правило, делаются одинаковыми. При концентрическом расположении обмотка НН обычно располагается внутри, а обмотка ВН – снаружи. При расположении обмотки ВН снаружи упрощается вывод от неё ответвлений для регулирования напряжения.
Для образования в обмотках и между обмотками и изоляционным цилиндром осевых каналов чаще всего применяются рейки, склеенные бакелитовым или др. лаком из полос электроизоляционного картона или изготовленные из дерева твёрдой породы, например белого или красного бука. При намотке рейки укладываются по образующей цилиндра и плотно прижимаются проводами к цилиндру или ранее намотанной катушке. Толщина рейки определяет ширину осевого канала.
Радиальные каналы между катушками или между витками в обмотках с большим числом параллельных проводов обычно образуются междукатушечными прокладками, выштампованными из электроизоляционного картона. Каждая междукатушечная или муждувитковая прокладка набирается из нескольких пластин толщиной 0,5-3 мм до нужной толщины, соответствующей осевому или радиальному размеру канала.
Для того, чтобы связать рейки с междукатушечными прокладками, в картонных прокладках проштамповываются просечки. Этими просечками междукатушечные прокладки надеваются на крайнюю широкую полосу рейки при намотке на стане или сборке обмотки на стержне.
Обмотки трансформатора должны быть надёжно изолированы одна от другой и от всех заземлённых частей конструкции трансформатора – магнитной системы и деталей крепления остова, стенок бака, в котором устанавливается трансформатор. Эта изоляция создаётся путём сочетания изоляционных деталей, изготовленных из твёрдых диэлектриков – электроизоляционного картона, бумажно-бакелитовых изделий, дерева с промежутками, заполненными основной изолирующей средой – жидким или газообразным диэлектриком или диэлектрическим компаундом. Во время работы трансформатора в его обмотках, магнитной системе и некоторых других частях происходят потери энергии, выделяющиеся в виде тепла. При продолжительном режиме работы всё выделяющееся тепло должно полностью отводится в окружающую среду. В большинстве современных силовых трансформаторах отвод тепла осуществляется через теплоноситель – жидкий или газообразный диэлектрик, заполняющий бак, в котором установлен трансформатор. Основной изолирующей и охлаждающей средой в них служит свободно проникающий к активной части атмосферный воздух.
Жидкий или газообразный теплоноситель, чаще всего трансформаторное масло, обмывающее обмотки и магнитную систему трансформатора, нагреваясь у их поверхностей, интенсивно отводит путём конвекции всё выделяющееся в них тепло и передаёт его стенкам бака. Внешняя поверхность стенок бака (омывается воздухом) отдаёт тепло путём конвекции и излучения. Масляный бак с гладкими стенками имеет относительно малую омываемую поверхность, которой оказывается недостаточно, и для обеспечения нормального охлаждения приходится искусственно развивать внешнюю поверхность бака путём установки рёбер труб, навесных радиаторов и других элементов, отдающих тепло при естественной конвекции воздуха.
Для заполнения бака трансформатора маслом до самой крышки при всех возможных в эксплуатации колебаниях температуры и объёма масла, над крышкой устанавливается расширитель – стальной бачок, сообщающийся с баком трубопровода. Если внутренний объём расширителя сообщается с окружающим воздухом, то на пути движения воздуха устанавливается фильтр, заполненный сорбентом – веществом, поглощающим влагу из воздуха, поступающего в расширитель. Для более надёжного предохранения масла от окисления, его поверхность в расширителе часто изолируют от окружающего трансформатор воздуха подушкой из инертного газа, и расширитель герметизируют наглухо при помощи гибкой растягивающейся мембраны.
На крышке бака устанавливаются вводы, служащие для присоединения внешней сети к обмоткам трансформатора; на крышке и частично на стенках бака устанавливаются также различного устройства, служащие для защиты трансформатора.
Состав изделия
В конструкцию трансформатора входят следующие основные составные части:
- активная часть (остов, обмотки, изоляция, отводы);
- бак с арматурой;
- расширитель;
- система охлаждения;
- вводы;
- контрольно-измерительная и защитная аппаратура;
- вспомогательная арматура, принадлежности, запасные части.
Заключение
В данном курсовом проекте был рассчитан трансформатор мощностью 8 МВА с приемлемыми потерями короткого замыкания Pк.з. =119 кВт, потерями холостого хода Рхх=18.5 кВт, напряжением короткого замыкания Uкз=10,04%, током холостого хода iхх=1.25 %, намагничивающей мощностью Qхх=33кВАР. Проведение теплового расчёта позволило выяснить среднее превышение температуры масла трансформатора над воздухом Qмс.ср=32º С, а также необходимое число радиаторов nрад=2.
Таким образом, спроектирован трансформатор, который соответствует исходным данным и пригоден для эксплуатации.
Таким образом, цель проекта достигнута, что подтверждается результатами, перечисленными в выводах.
Список используемой литературы
1. Борю Ю.И., Терентьева М.А., Леунова Е.М. Расчет силовых масляных трансформаторов: Метод. указания для курсового проектирования. Тольятти: ТГУ, 2002. 58 с.
2. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие для
вузов.— 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 528 с.
3. Голунов А.М., Мазур А.Л. Вспомогательное оборудование трансформаторов: (Устройства контроля и защиты, вводы, арматура). – М.: Энергия, 1978. – 144 с.