Трансформаторное масло в процессе эксплуатации загрязняется, увлажняется и ухудшает свои диэлектрические свойства, поэтому необходима его периодическая очистка, сушка и замена. Еще оно является горючим материалом, требующим установки в масляных трансформаторах специальных мер пожарной безопасности. Когда по соображениям пожарной опасности применение масляных трансформаторов недопустимо, используют трансформаторы сухие или с негорючими наполнителями (совол, совтол, пиранол, кварцевый кристаллический песок). Сухие трансформаторы имеют защитные кожухи с отверстиями, закрытыми сетками. Применение в качестве изоляции обмоток стекловолокна или асбеста дает возможность значительно повысить рабочую температуру обмоток и получить практически пожаробезопасную установку. Это свойство сухих трансформаторов позволяет устанавливать их внутри сухих помещений в тех случаях, когда обеспечение пожарной безопасности установки является решающим фактором. Так как в сухих трансформаторах охлаждающая среда — воздух, который возобновляется непрерывно, то исключаются старение масла и необходимость его периодической чистки и замены. Однако воздух — менее совершенная изолирующая и охлаждающая среда, чем транс­форматорное масло. Поэтому в сухих трансформаторах все изоляционные промежутки и вентиляционные каналы делают большими, чем в масляных. Электромагнитные нагрузки активных материалов в сухих трансформаторах приходится уменьшать по сравнению с электромагнитными нагрузками масляных трансформаторов, это увеличивает сечения проводов обмоток и магнитопровода, а следовательно, массу и стоимость активных материалов у сухих трансформаторов больше, чем у масляных.

Так как обмотки сухих трансформаторов непосредственно сопри­касаются с воздухом и увлажняются, сухие трансформаторы устанавливают только в сухих закрытых помещениях. Для уменьшения гидроскопичности обмотки пропитывают специальными лаками. Применение новых нагревостойких и негорючих изоляционных материалов, обладающих высокой теплопроводностью, дает возможность увеличить электромагнитные нагрузки и уменьшить стоимость активных материалов. В тепловом отношении трансформатор представляет собой неоднородное тело. Стальные листы магнитопровода обладают высокой теплопроводностью

---

, а изоляционные прослойки между листами стали — малой. Обмотки также состоят из меди или алюминия с высокой теплопроводностью и изоляционного материала, плохо проводящего тепло. При работе трансформатора нагретые внутренние части магнитопровода и обмоток отдают тепло наружным поверхностям, от которых тепло отводится маслом или воздухом. Между нагретыми частями трансформатора и маслом (воздухом) устанавливается определенная разность температур, неодинаковая для различных точек по высоте.

При небольших мощностях (до 25 кВ А) не требуется особых охлаждающих устройств, поэтому трансформаторы помещают в гладкие баки, через стенки которых происходит теплоотдача. В более мощных масляных трансформаторах для увеличения охлаждающей поверхности широко применяют трубчатые баки (рис. 12.18,а). Стальные трубы диаметром 30>60 мм располагают вертикально, параллельно стенке бака. Концы труб изгибают и вваривают в верхнюю и нижнюю части стенки. Для увеличения поверхности охлаждения трубы на стенках бака располагают в два ряда. Применяют трубчатые баки, у которых трубы расположены в три и четыре ряда, а также баки с трубами овального сечения. В трансформаторах большой мощности (>1800 кВ А) трубы объединяют группами в отдельные охладители — радиаторы (рис. 3.7,б).



Рис 3.7 Трансформатор с трубчатым (а) и радиальным (б) баком

На гидроэлектростанциях, где имеется достаточное количество проточной воды, устанавливают трансформаторы с искусственным водомасляным охлаждением, в которых нагретое масло при помощи насоса пропускают через водяной маслоохладитель. В трансформаторах большой мощности для усиления процесса теплопередачи применяют обдувание каждого радиатора отдельными вентиляторами, а иногда — искусственное воздушно-масляное охлаждение, при котором нагретое масло при помощи насоса пропускается через вынесенный охладитель, обдуваемый воздухом.

В процессе работы трансформатора изменяется его температура, что приводит к изменению уровня масла. У трансформаторов мощностью до 75 кВ А допускаются колебания уровня масла внутри бака, у трансформаторов больших мощностей и высоких напряжений баки снабжают расширителями — цилиндрический сосуд из листовой стали, устанавливаемый под крышкой бака и соединяющийся с баком патрубком. Колебания уровня масла вследствие изменения температуры происходят лишь в расширителе. Применение расширителя уменьшает поверхность соприкосновения масла с воздухом, который вредно действует на масло, увлажняя и окисляя его. Влага и грязь, попадающие в расширитель из воздуха, собираются в нижней его части (в отстойнике) и удаляются через пробку.

---

4. Трехфазные трансформаторы

4. 1. Магнитопроводы трехфазных трансформаторов

Трехфазный трансформатор может быть составлен из трех одинаковых однофазных, тогда его называют групповым. Первичные обмотки трех однофазных трансформаторов соединяют между собой по одной из трехфазных схем, так же как и вторичные обмотки. Групповые трехфазные трансформаторы находят применение при очень больших мощностях (>3X630 кВ А). Это объясняется тем. что каждый однофазный трансформатор группы меньше по габаритам и весу, чем один трехфазный трансформатор на полную мощность группы. Кроме того, при групповом трансформаторе в качестве резерва достаточно иметь один однофазный трансформатор (треть мощности группы), в то время, как при одном трехфазном трансформаторе в резерве приходится устанавливать другой трансформатор на полную мощность.

Групповой трансформатор имеет известные преимущества при больших мощностях, когда условия транспорта и надежность при эксплуатации имеют особенно важное значение. Однако групповой трансформатор несколько дороже трехфазного на ту же мощность, занимает больше места и имеет меньший к. п. д.

На рис. 4.1, а изображено устройство выемной (активной) части трехфазного стержневого трансформатора с масляным охлаждением.

Над крышкой бака помещен расширитель 1. На крышке бака расположены выводы обмоток низшего 2 и высшего 3 напряжения, переключатель 4 для регулировки напряжения и газовое реле 5 для защиты трансформатора от перегрузок и коротких замыканий. Схема трехфазного трансформатора со связанной магнитной системой изображена на рис. 4.1, б





Рис. 4.1 Устройство выемной части стержневого трехфазного трансформатора (а) и схема устройства (б)

Получение такого магнитопровода можно представить себе следующим образом. Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне сердечника

---

, а другой стержень магнитопровода каждого трансформатора не имеет обмотки. Если эти три трансформатора расположить так, чтобы стержни, не имеющие обмоток, находились рядом, то эти три стержня можно объединить в один — 0. Через объединенный стержень 0 будут замыкаться магнитные потоки трех однофазных трансформаторов, которые равны по величине и сдвинуты по фазе на одну треть периода. Так как сумма трех равных по амплитуде и сдвинутых по фазе на 1/3 периода магнитных потоков равна нулю в любой момент времени (Ф_А + Ф₀ + Фс = 0), то в объединенном стержне магнитного потока нет и надобность в этом стержне отпадает. Таким образом для магнитопровода достаточно иметь три стержня, которые по конструктивным соображениям располагаются в одной плоскости. На каждом стержне трехфазного транс­форматора размещаются обмотки высшего и низшего напряжения одной фазы. Стержни соединяются между собой ярмом сверху и снизу. Длина магнитных линий потока среднего стержня меньше, чем крайних стержней. Поэтому магнитный поток среднего стержня встречает на своем пути меньшее магнитное сопротивление, чем магнитные потоки крайних стержней. Следовательно, в фазе, обмотка которой помещена на среднем стержне, протекает меньший намагничивающий ток, чем в фазах, обмотки которых помещены на крайних стержнях.

В трехфазных трансформаторах так же, как и в однофазных, поперечное сечение ярма делают больше, чем стержня, для уменьшения намагничивающих токов.

4.2. Соединение обмоток трехфазных трансформаторов

Конструктивно обмотки трехфазных трансформаторов выполняются так же, как и однофазных. Начала фаз обмоток ВН обозначены прописными латинскими буквами А, В и С; концы фаз этих обмоток — X, YиZ. Если обмотка ВН имеет выведенную нулевую точку, то этот зажим обозначают 0.

Начала фаз обмоток НН обозначаются строчными латинскими буквами а, b, с, концы фаз — х, у, z, вывод нулевой точки — 0.

Обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены в звезду (рис. 4.2, а), когда концы всех трех фаз соединены между собой, образуя общую нейтральную (нулевую) точку, а свободные начала трех фаз подключены к трем проводам сети источника или приемника электрической энергии переменного тока. При соединении обмоток в треугольник (рис. 4.2, б) начало первой фазы соединяется с концом второй, начало второй фазы — с концом третьей, начало третьей фазы — с концом первой. Точки соединения начала одной фазы с концом другой подключены к проводам трехфазной сети переменного тока.

---

Рис. 4.2. Схемы соединения обмоток трехфазного трансформатора

Помимо двух основных схем (звезда и треугольник) иногда применяют схему соединения в зигзаг (рис. 4.2, в). В этой схеме фаза состоит из двух катушек с одинаковым числом витков, находящихся на различных стержнях и соединенных встречно. Э. д. с. фазы обмотки, соединенной в зигзаг, равна геометрической разности э. д. с. двух катушек. Эти э. д. с. сдвинуты на 1/3 периода по фазе так же, как и магнитные потоки двух различных стержней, поэтому , где — э.д.с. фазы при соединении обмоток в зигзаг; Е_кат — э. д. с. одной катушки.

При соединении обмоток в треугольник или в звезду две катушки, входящие в одну фазу, будут соединены последовательно, так что э. д. с. фазы при схеме треугольник и звезда будут равны арифметической сумме э. д. с. катушек.

Следовательно, при одинаковых размерах и расходе обмоточного провода э. д. с. фазы при схеме зигзаг меньше, чем при схемах звезда и треугольник. Таким образом, схема соединения обмоток трехфазного трансформатора в зигзаг неэкономична и не нашла широкого практического применения. Эта схема используется в ртутных выпрямителях (отсутствует вынужденное намагничивание сердечника); в сложномостовых схемах выпрямления для преобразования симметричной трехфазной системы в 6-, 9-, 12- и т. д. фазную.

Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов в звезду, треугольник и зигзаг соответственно обозначаются знаками .

Если обмотка имеет выведенную нулевую точку, то в соответствующем знаке обозначается нулевая точка и показывается вывод от нее, например: или .

4.3. Группы трехфазных трансформаторов

---

Смотрите также файлы

• Консультация для родителей Движение это жизнь.docx

• 2 Верно Баллов 1,00 из 1,00 Отметить вопрос Текст вопроса Поставьте предложенные существительные во множественном числе. Обратите внимание, среди них есть словаисключения.docx

• .docx

• Протокол 2022 г. 2022 г. Приказ от 2022 г.doc

• Протокол 2021 г. 2021 г. Приказ от 2021 г. Рабочая программа на 20212022 учебный год по однкнр.doc