1.2 Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов

Согласно ГОСТ 11677—75 начала и концы первичных и вторичных обмоток трансформаторов обозначают в определенном порядке. Начала обмоток однофазных трансформаторов обозначают буквами А, а, концы — X, х. Большие буквы относятся к обмоткам высшего, а малые — к обмоткам низшего напряжений. Если в трансформаторе помимо первичной и вторичной есть еще и третья обмотка с промежуточным напряжением, то ее начало обозначают А_m, а конец Х_m.

В трехфазных трансформаторах начала и концы обмоток обозначают: А, В, С; X, Y, Z — высшее напряжение; А_m, В_m, С_m; Х_m, Y_m, Z_m — среднее напряжение; а, b, с; х, у, z — низшее напряжение. В трехфазных трансформаторах с соединением фаз в звезду кроме начала обмоток иногда выводят и нейтраль, т. е. общую точку соединения концов всех обмоток. Ее обозначают О, О_m и о. На рисунке 1, а, б показаны схемы соединения обмоток в звезду и треугольник так, как их изображают для трехфазных трансформаторов.

Рисунок 1 .12 Схемы соединения обмоток трансформатора:

а — в звезду; б — в треугольник

За единицу группы принят угол смещения вектора линейного напряжения обмотки НН относительно соответствующего вектора линейного напряжения обмотки ВН, равный 30°. Смещение отсчитывают от вектора линейного напряжения ВН по часовой стрелке. Группа 0 обозначает совпадение векторов линейных напряжений обмоток НН и ВН, а группа 11 —смещение их на 330° (11X30°). В однофазных трансформаторах группу определяет смещение векторов фазных напряжений. Получение той или иной группы зависит от направления намотки и схемы соединения обмоток, последовательности соединения фазных обмоток и чередования фаз при сборке схем. При этом большое значение придается направлению намотки обмоток, так как от этого зависит направление эдс, индуцированной в обмотке.

Рис 1.13 Схемы соединения обмоток, векторные диаграммы напряжений и условные обозначения трехфазных двухобмоточных силовых трансформаторов общего назначения (ГОСТ 11677-85)

Комбинирование направления намотки обмоток, чередования фаз, последовательности соединения начала и концов обмоток при сборке схем позволяет получить двенадцать групп соединения. Чтобы исключить ошибки, соединению обмоток для получения требуемых схем и групп уделяют особое внимание. Группы соединения обмоток параллельно работающих трансформаторов должны быть одинаковыми. Включение на параллельную работу трансформаторов с разными группами недопустимо, так как это приводит к большим уравнительным токам.

1.3 Элементы конструкции трансформаторов

Магнитопровод

Магнитопровод, один из самых важнейших узлов трансформатора, является его магнитной системой, а также служит конструктивным основанием для установки и крепления обмоток, отводов и других деталей. Магнитопровод должен обладать жесткостью конструкции, достаточной для восприятия механических усилий, возникающих в процессе производства, транспортировки и эксплуатации трансформатора. Активную часть магнитопровода выполняют из электротехнической стали.

Обмотки

Обмотка трансформатора представляет собой часть электрической цепи (первичной и вторичной), в связи с чем она состоит из:  проводникового материла (обмоточный провод, медный или алюминиевый) изоляционных деталей

В комплект обмотки входят также вводные концы, ответвления для регулирования напряжения, емкостные кольца и электростатические экраны емкостной зашиты от перенапряжений. Непрерывная обмотка применяется главным образом для крупных трансформаторов. Непрерывная обмотка состоит из катушек, соединенных между собой последовательно. Катушки наматываются прямоугольным проводом.

Бак

В трансформаторах с масляным охлаждением магнитопровод с обмотками помещен в бак, наполненный трансформаторным маслом.

В трансформаторах мощностью до 20—30 кВ*А применяют баки с гладкими стенками. У более мощных трансформаторов для увеличения охлаждаемой поверхности стенки бака делают ребристыми или же применяют трубчатые баки. Масло, нагреваясь, поднимается сверх и, охлаждаясь, опускается вниз. При этом масло циркулирует в трубах, что способствует более быстрому его охлаждению.

У трансформаторов классов напряжения 110 кВ и выше для охлаждения применяют радиаторы. 

Вводы

Вводы предназначены для присоединения обмоток к сборным шинам подстанции. Ввод состоит из трех основных элементов:  токоведущей части (в виде стержня или кабеля); к ее нижнему концу, находящемуся в масле в баке трансформатора, присоединяют соответствующий отвод, соединенный с обмоткой, к ее верхнему концу, находящемуся в воздухе, присоединяют ошиновку металлического фланца, служащего для крепления к крышке бака фарфорового изолятора, представляющего собой основу изоляционной конструкции ввода. В такой конструкции присоединение ввода к отводу обмотки производится через люки в баке трансформатора, что не вполне удобно. В этом отношении более удобны так называемые "съемные вводы", так как их установку, так же как и снятие с бака трансформатора, можно производить, не имея люков в баке. Масло, заполняющее внутреннюю полость вводов напряжением до 35 кВ включительно, сообщается с маслом трансформатора.

Расширитель

Конструктивно расширитель представляет собой стальной цилиндрический бак, расположенный горизонтально над баком и соединенный с ним трубой. Расширитель должен иметь съемное дно или люк для возможности его окраски внутри и очистки от осадков, выделяющихся из масла.

Расширители снабжаются воздухоосушителями с масляным затвором. Назначение воздухоосушителя заключается в извлечении влаги из воздуха, поступающего в расширитель при понижении в нем уровня масла. Воздух при этом проходит через адсорбент (силикагель) и уже осушенный поступает в расширитель. Масляный затвор служит для очистки воздуха и пыли и предохранения адсорбента от увлажнения окружающим воздухом.