Общий вид и расположение внутренних деталей трехфазных двухобмоточных масляных трансформаторов мощностью 50 и 320 ква. Эти трансформаторы одинаковы по устройству и принципу действия и несколько различаются только по размерам и расположению отдельных деталей.

Трансформатор состоит из следующих частей: стального бака, крышки и магнитопровода с обмотками.

Баки современных трансформаторов имеют чаще всего овальную форму.

В стенки бака вварены циркуляционные трубы, улучшающие охлаждение масла.

Внутри бака находится выемная часть, состоящая из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод представляет собой конструкцию прямоугольной формы, собранную из листов электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Листы стали магнито провода покрыты изолирующей лаковой пленкой, а у трансформаторов старых конструкций — тонкой папиросной бумагой для уменьшения вихревых токов. Магнитопровод имеет три стержня, соединенных верхним и нижним ярмами. По обеим сторонам ярем расположены ярмовые балки, которые с помощью нескольких горизонтальных прессующих шпилек (изолированных от стали ярма картонными гильзами и шайбами) стягивают (прессуют) ярма с двух сторон. Ярма магнитопровода служат для образования замкнутого магнитного контура и в то же время обеспечивают жесткость конструкций; на стержнях размещают обмотки.

Обмотки трансформаторов выполняют из медных (ПБ и ПББО) и алюминиевых (ПБА и ПББОА) проводов в виде цилиндрических катушек (рис. 2). На стержнях магнитопровода обмотки располагают концентрически: непосредственно на стержень надевают катушку низшего напряжения (НН), а на нее — катушку высшего напряжения (ВН). Катушки изолированы друг от друга и от магнитопровода с помощью изолирующих цилиндров, изготовленных из листов электротехнического картона (прессшпана). Связь между катушками ВН и НН электромагнитная.

Из катушек выведены провода, которые называются выводами и служат для соединения катушек обмотки одного напряжения друг с другом согласно принятой схеме. Эти выводы называют основными или линейными.

Обмотки соединяют в звезду (Y) или треугольник (Л). Схемы соединения обмоток трехфазного силового трансформатора обозначают дробью: в числителе указывают соедигение обмотки ВН, а в знаменателе — обмотки НН. Если обмотки силового трансформатора соединены в звезду с выведенной нейтральной точкой (нейтралью), к значку звезды добавляют, индекс «О», например Y0.

Трехфазные трансформаторы различают по группе соединений. Группа соединений — это обозначение углового смещения вектора ВН относительно вектора НН, сопоставленного условно с положением стрелок на циферблате часов. Так, например, трансформатор, обмотки ВН и НН которого соединены в звезду с выведенной нейтралью на стороне НН, будет иметь обозначение Y/Y0- 12 (векторы ВН и НН совпадают по фазе).

Катушки обмотки ВН имеют отводы, при помощи которых можно в небольших пределах изменять коэффициент трансформации. Эти отводы присоединены к контактным стержням переключателя и называются регулировочными.

Переключатель позволяет регулировать напряжение трансформатора в пределах ±5%. В трансформаторах мощностью до 100 ква применяют переключатели ТПСУ-9-120/6, ТПСУ-9-120/10, ТПСУ-9-120/11 и др., которые позволяют регулировать напряжение вручную после снятия с трансформатора нагрузки. Переключатель ТПСУ устанавливают на магнито-проводе или под крышкой трансформатора, а рукоятку управления им размещают на крышке. В настоящее время Ереванским трансформаторным заводом выпускаются силовые трансформаторы с переключателями дистанционного управления, позволяющими регулировать напряжение трансформаторов мощностью 60 и 100 ква под нагрузкой.

На крышке трансформатора имеется термометр для контроля температуры масла. У трансформ-аторов мощностью от 30 ква и выше при напряжении на стороне высшего напряжения 10 кв на крышке установлен расширитель, соединенный с баком при помощи патрубка и служащий для компенсации изменяющегося объема масла в баке: при нагреве масло частично переходит из бака в расширитель, а при охлаждении возвращается из расширителя в бак.

Уровень масла в трансформаторе контролируют по масло-указателю, который устанавливают на расширителе, а при отсутствии расширителя — на стенке бака.

Крышка соединяется с баком при помощи болтов. Между крышкой и баком в целях герметизации бака устанавливают прокладку из пробки или маслостойкой резины.

В работающем трансформаторе при резком возрастании напряжения в питающей линии и ухудшении изоляции между обмотками ВН и НН может произойти пробой изоляции и вследствие этого переход высшего напряжения в обмотку низшего напряжения, а значит, и в присоединенную к ней сеть.

Если нулевая точка стороны НН трансформатора не заземлена, то защита обслуживающего персонала и низковольтных приборов от высокого потенциала при переходе напряжения осуществляется с помощью пробивного предохранителя.

Пробивной предохранитель представляет собой два контакта, между которыми установлена дистанционная пластинка из слюды. Один из контактов укреплен в фарфоровом корпусе и соединяется с обмоткой НН, а другой — в фарфоровой головке, ввертываемой в корпус, и соединяется с заземленным баком трансформатора.

Пластинка из слюды толщиной 0,25 мм имеет четыре круглых отверстия, расположенных, на одинаковом расстоянии друг от друга, благодаря которым создается необходимый воздушный зазор (разрыв) между заземленным контактом и контактом, соединенным с обмоткой НН. При появлении в обмотке НН высокого потенциала воздушные промежутки, созданные отверстиями в слюдяной пластинке, пробиваются и обмотка НН заземляется, в результате чего устраняется опасность поражения персонала и повреждения приборов высоким напряжением. После каждого пробоя контактные части предохранителя зачищают, а слюдяную пластинку заменяют новой.

В практике эксплуатации передвижных станций нередко возникает необходимость в параллельной работе двух и более силовых трансформаторов.

Для включения на параллельную работу нескольких силовых трансформаторов необходимо соблюдать следующие условия:
1. Равенство номинальных напряжений трансформаторов. Различие в коэффициентах трансформации параллельно включаемых трансформаторов не должно быть более 0,5% их среднего значения.
2. Равенство напряжений короткого замыкания* трансформаторов, предназначенных для параллельной работы. Это требование объясняется тем, что при параллельной работе трансформаторов нагрузка между ними будет делиться пропорционально их номинальным мощностям. При неравенстве напряжений короткого замыкания двух трансформаторов один из них будет перегружаться, а другой недогружаться. Различие в напряжениях короткого замыкания допускается не более ±10% их среднего значения.
3. Одинаковые группы соединений трансформаторов. Несоблюдение этого требования делает невозможным параллельную работу трансформаторов. Например, если один трансформатор имеет группу соединения 12, а другой — 11, то они не могут быть включены на параллельную работу, так как при совпадении по фазе первичных напряжений вторичные напряжения не совпадут.

—

Силовые трехфазные трансформаторы состоят из магнитопровода, обмоток, размещенных на магнитопроводе и составляющих вместе с ним так называемую выемную часть, переключателя числа витков обмотки высшего напряжения, бака, трансформаторного масла, в которое погружена выемная часть, крышки, закрывающей кожух бака, вводов (проходных изоляторов) и расширителя, устанавливаемого над крышкой трансформатора.

Магнитопровод трансформатора состоит из стержней, верхнего и нижнего ярма. Их набирают из тонких покрытых лаком листов электротехнической стали и стягивают изолированными стальными шпильками. Такая конструкция магнитопровода уменьшает потери на нагрев от перемагничивания (гистерезиса) и от вихревых токов. Для безопасности обслуживания магнитопровод соединяют стальной полосой с заземленным баком трансформатора.

Рис. 1. Силовой трансформатор ТМ-250/6:
1 — болт заземления, 2 — бак, 3 — воздухоочиститель, 4 — расширитель, 5 и 6 — проходные изоляторы вводов 6 и 0,4 кВ, 7— термосифонный фильтр, 8 — выемная часть, 9 — радиатор

Поверх стержней магнитопровода накладывают обмотки. Обмотка, включаемая в сеть источника электроэнергии, называется первичной; обмотка, к которой присоединены электроприемники,— вторичной. В трехобмо-точных трансформаторах к ним добавляется третья обмотка—среднего напряжения (СН). Непосредственно на стержнях располагают обмотку низшего напряжения (НН). Обмотку высшего напряжения (ВН) наматывают на бакелитовые цилиндры, которые надевают поверх обмоток низшего напряжения. Обмотки изготовляют из медных или алюминиевых обмоточных проводов. Начала и концы обмоток располагают у верхнего ярма.

Для поддержания номинального напряжения на зажимах вторичной обмотки (при колебаниях напряжения в сети источника электроэнергии) на первичной обмотке устраивают регулировочные ответвления (отводы). Отводы обычно изготовляют из голых (иногда изолированных) медных проводов. Присоединяют их к переключающему устройству, которое устанавливают на выемной части трансформатора. Управляют переключающим устройством приводом, расположенным на крышке бака.

С помощью регулировочных ответвлений изменяют число витков обмотки ВН и соответственно коэффициент трансформации (отношение числа витков обмоток НН и ВН) и тем самым увеличивают или уменьшают вторичное напряжение. Регулировка может производиться как при снятом напряжении, т. е. переключением без возбуждения (ПБВ), так и под нагрузкой (РПН) без снятия напряжения. Применение того или иного вида регулирования зависит от конструкции силового трансформатора и его мощности.

Бак трансформатора обычно имеет овальную форму. Его изготовляют из листовой стали и заполняют трансформаторным маслом. Для увеличения поверхности охлаждения баки снабжают ребрами или радиаторами 9. На мощных трансформаторах применяют принудительную циркуляцию масла с водяным охлаждением или искусственный обдув радиаторов воздухом с помощью вентиляторов. В верхней части бака приваривают крюки для подъема трансформатора. В нижней части бака располагают болт заземления и сливную пробку. В днище бака трансформаторов мощностью свыше 100 кВ-А имеется также пробка для удаления остатков масла.

Масло, заполняющее бак трансформатора, служит для повышения изоляции между токоведущими частями и баком трансформатора, а также для охлаждения обмоток и магнитопровода.

Крышку трансформатора делают из листовой стали и закрепляют на баке с помощью болтов и прокладок из маслостойкой резины или других уплотнителей.

Для обеспечения полного заполнения бака трансформаторным маслом независимо от колебаний температуры трансформатора на крышке бака устанавливают дополнительный бачок — расширитель, соединенный трубопроводом с баком. Температурные колебания уровня масла происходят только в расширителе, не затрагивая масла в баке. Кроме того, расширитель уменьшает поверхность соприкосновения масла с воздухом, а установленный на нем воздухоочиститель очищает воздух от пыли и влаги.

Для очистки масла от продуктов окисления на трансформаторе устанавливают также термосифонный фильтр 7. Он представляет собой емкость, наполненную силикагелем и соединенную с верхней и нижней частями бака трансформатора. При циркуляции масло проходит через фильтр и непрерывно очищается. Фильтр устанавливают на трансформаторах мощностью от 160 кВ-А и выше.

Вводы представляют собой фарфоровые проходные изоляторы, через которые выводы обмоток трансформатора присоединяются к электрическим сетям.

Силовые трансформаторы мощностью 160—630 кВ-А снабжены катками, служащими для передвижения трансформатора на небольшие расстояния (в пределах подстанций или камеры трансформатора).

Трансформаторы мощностью 1000 кВ-А и выше снабжают выхлопными трубами и газовыми реле, предназначенными для защиты трансформаторов от внутренних повреждений, сопровождающихся выделением газов.

Во взрыво- и пожароопасных помещениях применяют сухие трансформаторы (ТС) или трансформаторы с негорючим заполнителем (совтол, пиранол и др.). Обмотки таких трансформаторов выполнены из медного провода и покрыты стеклопряжей, пропитанной глифталевыми лаками, и противосыростной эмалью.

Обозначают трансформаторы буквами в зависимости от конструкции. Первая буква обозначает число фаз: О — однофазный, Т— трехфазный; вторая (одна или две) —вид охлаждения: М — естественное масляное, С — сухое без масла, Д — дутьевое, Ц — принудительное циркуляционное, ДЦ — принудительное циркуляционное с дутьем; третья —число обмоток: Т — трехобмоточный (двухобмоточный — обозначения не имеет). Последующая буква Н указывает на наличие устройства для регулирования напряжения под нагрузкой. Буква Н, помещенная между первой и второй буквами, показывает, что трансформатор заполнен негорючим жидким диэлектриком. Буква А, расположенная вначале, обозначает автотрансформатор, который в отличие от трансформатора имеет только одну обмотку. Кроме того, трансформаторы напряжением 110 кВ и выше имеют дополнительные обозначения: Г — грозоупорное исполнение, В — со встроенными трансформаторами тока на вводах обмотки ВН.

Цифры после буквенного обозначения указывают на мощность трансформатора (кВ-А) и номинальное напряжение обмотки ВН (кВ).