No Image

Типы обмоток силовых трансформаторов

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
10 марта 2020

Конструкции обмоток трансформатора

Виток представляет собой проводник, который однократно охватывает стержень магнитопровода. В нем наводится ЭДС под воздействием магнитного поля трансформатора.

Виток можно назвать одним из основных элементов обмотки, который состоит из одного или нескольких проводов параллельных.

Обмоткой трансформатора считают совокупность витков, объединенных в электроцепь, в которой суммируются наведенные в отдельных витках ЭДС.

Проводники и изоляционные детали являются составляющими обмотки. Они препятствуют смещению под действием электромагнитных сил, защищают витки от электрического пробоя, создают каналы для охлаждения.

Различия обмоток трансформаторов во взаимном расположении на стержне, направлениях и способах обмоток, числе витков, классе напряжения, схеме соединения концов обмоток между собой.

Обмотки концентрические изготовлены в виде цилиндров, расположенных на стержне магнитопровода одна на другой.

Обмотки винтовые, катушечные и цилиндрические (одно- или многослойные) различаются по конструкции и способу намотки.

Основные эксплуатационные требования: электрическая и механическая нагревостойкость и прочность обмоток и всех частей трансформатора в целом.

Типы обмоток трансформаторов:

  1. Цилиндрическая одно-двух-слойная из прямоугольного провода

Преимущества: хорошее охлаждение, простая технология изготовления.

Недостатки: малая механическая прочность.

Цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода

Преимущества: простая технология изготовления, хорошее заполнение окна магнитной системы.

Недостатки: уменьшение охлаждаемой поверхности по сравнению с обмотками, имеющими радиальные каналы.

Цилиндрическая многослойная из круглого провода

Преимущества: простая технология изготовления.

Недостатки: уменьшение механической прочности с ростом мощности и ухудшение теплоотдачи.

Винтовая одно-двух- и многоходовая из прямоугольного провода

Преимущества: высокая механическая прочность, хорошее охлаждение, надежная изоляция.

Недостатки: более высокая стоимость по сравнению с цилиндрической обмоткой.

5. Непрерывная катушечная из прямоугольного провода

Преимущества: механическая прочность и высокая электрическая, хорошее охлаждение

Недостатки: необходимость перекладки половины катушек при намотке.

Цилиндрическая многослойная и катушечная из алюминиевой фольги

Преимущества: хорошее заполнение окна магнитной системы, высокая механическая прочность.

Недостатки: сложная технология изготовления обмоток высокого напряжения.

Трансформаторы используются в электротехнике для преобразования переменного тока из одного напряжения в другое посредством электромагнитной индукции, с сохранением неизменной частоты при минимальных мощностных потерях.

Существуют различные типы трансформаторов по количеству фаз, числу обмоток, типу изоляции и виду охлаждения. Распространенная классификация устройств основана на том, куда погружается магнитная система (сердечник), то есть, по типу охлаждения. В этом случае выделяют трансформаторы:

  • Масляные – погружение сердечника происходит в трансформаторное масло с диэлектрическими свойствами (оно находится в корпусе прибора)
  • Сухие – в обмотку заливается эпоксидная смола
  • Жидкостные – в качестве охлаждающей среды используются различные органические жидкости, то есть негорючие диэлектрики
Читайте также:  Как очистить окрашенные стены

Охлаждение для всех трех видов трансформаторов имеет свои нюансы. Для вашего удобства мы свели их в таблицу:

Вид трансформатора Тип охлаждения Обозначение
Сухие Естественное воздушное – для открытого исполнения С
Аналогично – для защищенного исполнения СЗ
Аналогично – для герметичного исполнения СГ
Воздушное с дутьем СД
Масляные Естественная циркуляция воздуха и масла М
2 вида циркуляции – принудительная для воздуха и естественная для масла Д
2 вида циркуляции – естественная для воздуха и принудительная для масла МЦ
Принудительная циркуляция воздуха и масла ДЦ
2 вида циркуляции – принудительная для воды и естественная для масла МВ
Принудительная циркуляция воды и масла Ц
Жидкостные Естественное охлаждение – негорючий жидкий диэлектрик Н
Охлаждение негорючим жидким диэлектриком посредством дутья НД

Среди этих трех типов наиболее популярны последние. Почему – об этом вы можете прочесть здесь, в одном из наших материалов. Мы же расскажем об основных критериях классификации трансформаторов по типам и чуть подробнее остановимся на сухих разновидностях.

Основные параметры классификации трансформаторов

  • Тип охлаждения

О нем мы частично упомянули выше. Видов охлаждения несколько:

  • М – масляное
  • Д – охлаждение в масляной среде + воздушное дутье
  • Ц – масляное охлаждение с принудительной циркуляцией
  • С – воздушное охлаждение (то есть, «сухие» трансформаторы)

Маркировка типов трансформаторов расшифровывается следующим образом:

  • Буквенное обозначение – кол-во фаз, тип охлаждения, число обмоток и вид переключения ответвлений. Также могут быть дополнительные буквенные маркировки, говорящие о специальных особенностях конкретного трансформатора
  • Номинальная мощность + класс напряжения
  • Последние 2 цифры года выпуска рабочих чертежей конкретного трансформатора
  • Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69

Далее мы перечислим другие основные параметры классификации:

Прибор бывает наружный или внутренний

  • Конструктивное исполнение и характер работы

На этом параметре стоит остановиться более подробно:

  1. Автотрансформаторы – одна обмотка с несколькими отводами, переключение между которыми позволяет получить разные показатели напряжения.
  2. Импульсные – преобразовывают импульсный сигнал незначительной продолжительности (около десятка микросекунд) с минимальным искажением.
  3. Разделительные – между первичной и вторичной обмоткой электрической связи нет, присутствует гальваническая развязка между входными и выходными цепями.
  4. Пик—трансформатор – применяется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров
  • Количество фаз
Читайте также:  Как разблокировать экран айпада

Трехфазные (наиболее распространенные) и однофазные.

2-х и 3-х обмоточные с расщепленной обмоткой или без неё

По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н).

Понижающие (для низкого напряжения из высоковольтных линий) и повышающие (соответственно, наоборот)

Высоковольтный, низковольтный, высокопотенциальный

Стержневой, тороидальный, броневой

Всего выделяют 6 групп трансформаторов:

  • 1-я группа (изделия с мощностью до 100 кВА)
  • 2-я группа (диапазон мощности от 160 до 630 кВА)
  • 3-я группа (от 1000 до 6300 кВА)
  • 4-я группа (показатель мощности выше 10000 кВА)
  • 5-я группа (все трансформаторы с мощностью выше 40000 кВА)
  • 6-я группа (мощность от 100000 кВА)

Среди дополнительных критериев классификации стоит отметить наличие/отсутствие:

  • Наличие/отсутствие регулятора выходного напряжения.
  • Без расширителей, с азотной подушкой для защиты

Сухие трансформаторы

Несмотря на то, что масляные трансформаторы пользуются большой популярностью, широко востребованы силовые трансформаторы и сухого типа, в частности:

  • Силовые трехфазные с литой изоляцией ТСЛ (ТСГЛ) и ТСЗЛ (ТСЗГЛ)
  • Силовые трехфазный ТС и ТСЗ
  • Сухие ТС и ТСЗ
  • Трансформаторы собственных нужд (сухого типа) ТСКС

Назначение трехфазных сухих трансформаторов с воздушным охлаждением – преобразование электроэнергии в электросетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Предельная мощность сухих трансформаторов – 2500 кВА.

Такие трансформаторы монтируются на производстве и в общественных зданиях – на любых объектах, где действуют повышенные требования в области пожарной безопасности, взрывозащищенности и экологичности, то есть, где использование масляного трансформатора является потенциальным риском. Единственное неудобство от сухих приборов – повышенный шум при работе.

Основные типы обмоток

Типы обмоток трансформаторов

Типы Преимущества Недостатки
Цилиндрическая одно-двух-слойная
из прямоуголного провода
Простая технология изготовления,
хорошее охлаждение
Малая механическая прочность
Цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода Хорошее заполнение окна магнитной системы ,простая технология изготовления Уменьшение охлаждаемой поверхности по сравнению с обмотками,имеющими радиальные каналы
Цилиндрическая многослойная из круглого провода Простая технология изготовления Ухудшение теплоотдачи и уменьшение механической прочности с ростом мощности
Винтовая одно-двух- и многоходовая из прямоугольного провода Высокая механическая прочность,надежная изоляция,хорошее охлаждение Более высокая стоимость по сравнению с цилиндрической обмоткой
Непрерывная катушечная из прямоугольного провода Высокая электрическая и механическая прочность,хорошее охлаждение Необходимость перекладки половины катушек при намотке
Цилиндрическая многослойная и катушечная из алюминиевой фольги Высокая механическая прочность,хорошее заполнение окна магнитной системы Сложная технология изготовления обмоток высокого напряжения
Читайте также:  Ремонт для квартиры под сдачу

Конструкции цилиндрических обмоток:

  • простой,
  • многослойной,
  • многослойной из фольги

Ряд витков, намотанных на цилиндрической поверхности,называют слоем обмотки. В одном слое может быть от одного до нескольких десятков витков, а в витке до шести-восьми и более параллельных проводов.Обмотку, состоящую из расположенного на цилиндрической поверхности слоя витков без интервалов, т. е. вплотную друг к другу, называют цилиндрической (рис.3), а состоящую из двух (или более концентрически расположенных слоев — двухслойной (многослойной) цилиндрической (рис.4).


рис.3 1-виток;2,4-выравнивающие кольца, 3-изолирующие прокладки.
рис.4 /. 4 — виитки, 2, 5 -дистанционные рейки; 3-выравнивавшее кольцо; 6-бумажно-бакелитовый цилиндр; 7-междуслойная изоляция; 8-канал. 9 — рейка. 10-изоляционное кольцо; 11- бакелитовый цилиндр; X1, Х2,Х3- регулировочные ответвления
прямоугольного провода плашмя, но можно и на ребро. Для выравнивания винтовой поверхности к крайним виткам прикрепляют разрезные бумажно-бакелитовые кольца (в виде «клина»), которые придают обмотке форму цилиндра. Кольца предохраняют витки от механических повреждений и создают опорную поверхность обмотки. Между слоями двухслойной обмотки устанавливают изоляцию из бумаги (электрокартона) или размещают равномерно по окружности несколько реек (прокладок), образующих вертикальный охлаждающий канал (рис.4,а).

Винтовая обмотка обладает значительной торцовой поверхностью, обеспечивающей ее устойчивость к осевым усилиям при КЗ, хорошей механической прочностью и достаточной поверхностью охлаждения. Ее

широко применяют для обмоток низкого напряжения с относительно небольшим числом витков и значительными вторичными токами в трансформаторах мощностью 1000 кВА и более.

Винтовая обмотка с любым числом ходов может быть намотана, также из транспонированного провода. При этом отпадает необходимость в дополнительной транспозиции параллельных проводников, помимо той, которая сделана в самом проводе.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector