Силовой трансформатор: устройство и основные виды. Конструкция силового трансформатораИзучение конструкции силовых трансформаторов.
В представленной работе рассматриваются вопросы конструкции силовых трансформаторов, автотрансформаторов и реакторов (далее - трансформаторов).
Силовой трансформатор - это электрический аппарат, который предназначен для преобразования электрической энергии одного значения напряжения в электрическую энергию другого значения напряжения. Трансформаторы бывают:
Кроме того, силовые трансформаторы различают по группам соединения обмоток, по способу охлаждения. Также при установке трансформаторов учитывают климатические условия. Принцип работы любого силового трансформатора основан на законе электромагнитной индукции. Если к обмотке данного устройства подключить источник переменного тока, то по виткам этой обмотки будет протекать переменный ток, который создаст в магнитопроводе трансформатора переменный магнитный поток. Замкнувшись в магнитопроводе, переменный магнитный поток будет индуктировать электродвижущую силу (ЭДС) в другой обмотке трансформатора. Это объясняется тем, что все обмотки трансформатора намотаны на один магнитопровод, то есть они связаны между собой электромагнитной связью. Значение индуктируемой ЭДС будет пропорционально количеству витков данной обмотки.
ГОСТ Р 52719-2007 Трансформаторы силовые. ГОСТ 12965-85 Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 110 и 150 кВ. Технические условия. ГОСТ 17544-93 Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 220, 330, 500 и 750 кВ. Технические условия. ГОСТ 16110-82Трансформаторы силовые. Термины и определения. ГОСТ 24126-80 Устройства регулирования напряжения силовых трансформаторов под нагрузкой. Общие технические условия. ГОСТ 30830-2002 (МЭК 60076-1-93) Трансформаторы силовые. Часть 1. Общие положения. Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.180.01.116-2012. Классификация силовых трансформаторов по габаритам представлена в приложении 1, в приложении 2 представлены схемы и группы соединения обмоток трансформаторов. Структура условного обозначения типов отечественных трансформаторов:
Буквенная часть условного обозначения должна содержать обозначения в следующем порядке:
_______________________________ * Для двухобмоточных трансформаторов не указывают. В стандартах или технических условиях на силовые трансформаторы конкретных групп или типов могут предусматриваться дополнительные буквенные обозначения после букв, перечисленных выше. Условное обозначение видов охлаждения: исполнение трансформатора с естественным масляным охлаждением или с охлаждением негорючим жидким диэлектриком с защитой при помощи азотной подушки без расширителя. Для трансформаторов с разными классами напряжения обмоток ВН допускается применять одинаковые условные обозначения, если эти трансформаторы различаются лишь номинальными напряжениями. В этом случае указывают наибольший из классов напряжения обмотки ВН. Примеры условных обозначений:
Необходимо контролировать правильность установки трансформаторов оборудованных устройствами газовой защиты. Крышка должна иметь подъем по направлению к газовому реле не менее 1 %, а маслопровод к расширителю - не менее 2 %. Полость выхлопной трубы должна быть соединена с полостью расширителя. При необходимости мембрана (диафрагма) на выхлопной трубе должна быть заменена аналогичной, поставленной заводом-изготовителем. studfiles.net Конструкция основных частей силового трансформатора
Силовой трехфазный масляный трансформатор:1 — корпус бака, 2 — циркуляционные трубы, 3 — крышка, 4 — термометр, 5 — подъемное кольцо, 6 — переключатель регулирования напряжения, 7 — ввод обмоток НН, 8 — ввод обмоток ВН, 9 — пробка отверстия для заливки масла, 10 — маслоуказатель, 11 — пробка расширителя, 12 — расширитель, 13 — патрубок, соединяющий расширитель с баком, 14 — горизонтальная прессующая шпилька, 15 — вертикальная подъемная шпилька, 16 — магнитопровод, 17 — обмотка НН, 18 — обмотка ВН, 19 — маслоспускная пробка, 20 — ярмовая балка, 21 — вертикальная стяжная шпилька, 22 — катки. Магнитопровод Магнитопровод представляет собой прямоугольную конструкцию, состоящую из трех вертикальных стержней, связанных верхним и нижним ярмами. Магнитопроводы собирают из штампованных пластин толщиной 0,35 или 0,5 мм электротехнической стали: горячекатаной, холоднокатаной текстурованной или холоднокатаной малотекстурованной. Горячекатаной называется сталь, прокатанная в нагретом состоянии на горячих валках прокатного стана, а холоднокатаной... Обмотки Наиболее ответственной и часто повреждающейся частью трансформатора являются его обмотки. В масляных трансформаторах малой и средней мощности применяют обмотки, выполненные из медных проводов ПБ и ПББО или алюминиевых проводов ПБА и ПББОА. Обмотки трансформаторов отличаются разнообразием конструкций, однако наибольшее распространение в трансформаторах 1 — 3-го габаритов получили цилиндрические непрерывные обмотки, выполненные... Обмотки высшего напряжения В качестве обмоток высшего напряжения (обмоток ВН) в трансформаторах мощностью до 560 ква при классах напряжения 6 — 35 кв применяют многослойные цилиндрические обмотки. Эту обмотку выполняют круглым проводом, который наматывают на бумажно-бакелитовый цилиндр. Между соседними слоями проводов прокладывают по несколько листов кабельной бумаги. При большом числе слоев обмотку для лучшего отвода тепла выполняют в виде двух катушек, между... Переключатели (ТПСУ-9-120) Переключатели представляют собой контактные устройства, при помощи которых осуществляют переключение ответвлений обмоток и изменение, таким образом, коэффициента трансформации посредством изменения числа витков обмотки ВН. Такие переключения осуществляют в целях регулирования напряжения трансформатора. Трансформаторы мощностью до 1000 ква имеют три ступени регулирования напряжения: + 5%, номинал и — 5%, а от 1600 до 5600 ква — пять... Переключатели (3-50/35) Переключатель 3-50/35 аналогично переключателям других типов состоит из привода и контактной системы, представляющей собой девять неподвижных латунных стержней с резьбой, к которым присоединяют регулировочные отводы, и три подвижных контакта. Неподвижные контакты укреплены в пластмассовом диске, подвижные вставлены в алюминиевый держатель и перемещаются вместе с ним. Подвижные контакты соединены медной лентой и прижаты к неподвижным... Бак Магнитопровод с обмотками помещен в металлический бак, который служит резервуаром для охлаждающего масла, предохраняет находящиеся внутри него детали от повреждений, а также образует поверхность охлаждения, необходимую для лучшего отвода тепла от трансформатора. Баки трансформаторов отличаются многообразием конструкций, которые определяются главным образом мощностью и условиями работы трансформатора. Чем больше мощность трансформатора,... Крышка бака Крышку бака изготовляют из листовой стали, толщина которой на 2 — 4 мм больше толщины стенки бака. На крышке обычно размещают термометр, термометрический сигнализатор, пробивной предохранитель, вводы, расширитель, газовое реле, предохранительную трубу. Термометр и термометрический сигнализатор служат для наблюдения за температурой верхних слоев масла, находящегося в баке трансформатора. В трансформаторах мощностью до 1000 ква применяют... Пробивной предохранитель крышки бака Пробивной предохранитель служит для защиты персонала и низковольтных аппаратов от высокого напряжения при переходе потенциала с обмоток ВН на обмотки НН вследствие пробоя изоляции между обмотками или отводами. Контактные части 2 фарфоровой головки 1 предохранителя отделены одна от другой дистанционной слюдяной прокладкой 3 толщиной 0,25 мм с четырьмя отверстиями диаметром 6 мм. Пробивной предохранитель Пробивной предохранитель... Вводы силовых трансформаторов Вводы силовых трансформаторов служат для изоляции выводимых из бака концов обмотки и присоединения их к различным элементам электроустановки. Вводы отличаются большим разнообразием форм и размеров, зависящих от напряжения, мощности, места установки трансформатора, а также от предъявляемых к нему требовании. Ввод обычной конструкций трансформатора Ввод обычной конструкций трансформатора на 6 и 10 кв для внутренней установки: 1 —... Расширитель, газовое реле и предохранительная труба Расширитель, газовое реле и предохранительная труба расположены на крышке трансформатора в непосредственной близости друг от друга. Расширитель служит для обеспечения постоянного заполнения бака трансформатора маслом, а также для уменьшения поверхности соприкосновения масла с воздухом и защиты таким образом масла от увлажнения и окисления. Кроме того, расширитель компенсирует изменяющийся объем масла в баке при колебаниях температуры.... Сообщение расширителя с окружающей атмосферой Сообщение расширителя с окружающей атмосферой осуществляется при помощи трубки, проходящей через отстойник. Нижний коней трубки закрыт пробкой с отверстием, снабженным мелкой металлической сеткой, предохраняющей расширитель от попадания в него твердых частиц, содержащихся в окружающем воздухе. У расширителей без отстойника воздух проходит через узкий канал, просверленный в пробке, закрывающей отверстие, служащее для наполнения... Газовое реле Газовое реле устанавливают на трансформаторах мощностью 560 ква и выше в разрыве трубы, соединяющей расширитель с баком. Оно служит для сигнализации и отключения силового трансформатора при возникновении в нем внутренних повреждений, вызывающих местные нагревы, а вследствие этого разложение масла, дерева или изоляции и образование газов. К таким повреждениям относят витковые замыкания, междуфазные короткие замыкания, «пожар стали» 3.2
Для автотрансформаторов при классах напряжения стороны СН или НН 110 кВ и выше после класса напряжения стороны ВН через черту дроби указывают класс напряжения стороны СН или НН. Примечание. Для трансформаторов, разработанных до 01.07.87, допускается указывать последние две цифры года выпуска рабочих чертежей. 2. Буквенная часть условного обозначения должна содержать обозначения в следующем порядке: А - автотрансформатор; О или Т - однофазный или трехфазный трансформатор; Р - расщепленная обмотка НН; условное обозначение видов охлаждения - по табл. 1 настоящего стандарта; З - исполнение трансформатора с естественным масляным охлаждением или с охлаждением негорючим жидким диэлектриком с защитой при помощи азотной подушки без расширителя; Л - исполнение трансформатора с литой изоляцией; Т* - трехобмоточный трансформатор; Н - трансформатор РПН; С - исполнение транс СЗ - естественное воздушное при защищенном исполнении; СГ - естественное воздушное при герметичном исполнении; СД - воздушное с дутьем; б) Масляные трансформаторы М - естественное масляное; МЗ - с естественным масляным охлаждением с защитой при помощи; азотной подушки без расширителя; Д - масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла; ДЦ - масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла; Ц – масляно - водяное с принудительной циркуляцией масла; форматора собственных нужд электростанций.
4. НЕИСПРАВНОСТИ
С целью максимального увеличения срока службы и эффективности трансформатора, важно быть в курсе возможных неисправностей, которые могут возникнуть, и знать, как их обнаружить заблаговременно. Регулярный мониторинг и техническое обслуживание дают возможность обнаруживать возникающие неисправности, прежде чем будет нанесен большой ущерб. Четыре основных типа неисправности силовых трансформаторов: Дугообразование, или большие разрушающие токи Легкое искрение, или небольшие разряды. Местный перегрев, или горячие точки Общий перегрев из-за недостаточного охлаждения или постоянной перегрузки Эти неисправности могут привести к термическому разрушению масла и бумажной изоляции в трансформаторе. Один из способов их обнаружения является оценка количества газов углеводородов, водорода и окиси углерода, присутствующих в трансформаторе. Различные газы могут служить признаками различных неисправностей. Например, Большие количества водорода и ацетилена (C2h3) могут указывать на дуговой пробой с большим током. Оксиды углерода также могут быть найдены, если искрение вовлекает бумажную изоляцию. Присутствие водорода и низших углеводородов могут быть признаком небольших разрядов. Значительные объемы метана и этана, могут означать местные перегревы, или горячие точки. При перегреве бумажной изоляции, могут выделяться СО и СО2, что является следствием длительной перегрузки или нарушения теплообмена. Методы поиска неисправностей: газовое реле, анализ растворенного газа, тесты, определяющие качество масла и его загрязнение.
studopedya.ru Силовые трансформаторы. Устройство трансформатора силового сухого/масляного
Силовой трансформатор – это электротехническое оборудование. Он изменяет напряжение переменного электрического тока. Если на входе в трансформатор ток имеет более высокое напряжение, чем на выходе – то перед вами силовой понижающий трансформатор. Если из устройства выходит ток с более высоким напряжением, чем на входе – то трансформатор повышающий. Частота тока на входе и на выходе не меняется. Работа трансформатора основана на электромагнитной индукции. Суть явления индукции: если через замкнутый контур пропускать магнитный поток, то в контуре возникнет электрический ток. Электромагнитную индукцию в 1831 году открыл знаменитый английский ученый Майкл Фарадей.
Устройство силового трансформатора сухого и масляногоЛюбой трансформатор состоит их магнитопровода, обмоток, системы охлаждения, регулирующих и контролирующих устройств. Обмотки намотаны на сердечник из специальной электротехнической стали. Сердечники бывают стержневые, броневые и тороидальные. В трансформаторах стержневого типа обмотка наматывается на весь сердечник. Поэтому вы видите только верхнюю и нижнюю части электромагнитного стержня. Если сердечник броневой – то обмотка почти полностью скрыта внутри сердечника. Тороидальный сердечник – это тот же стержень, но замкнутый в кольцо. Отец трансформатора Фарадей именно с помощью тороидальной катушки открыл электромагнитную индукцию. Без системы охлаждения силовой трансформатор работать не может. Потому что под нагрузкой нагревается рабочая часть устройства – сердечник и обмотка на нем. Охлаждается трансформатор воздухом или маслом. Соответственно по способу охлаждения выделяют типы силовых трансформаторов: сухие и масляные. Регулирует работу устройства специалист. Для этого на силовом трансформаторе производитель устанавливает реле и различные переключатели. Некоторые модели трансформаторов можно регулировать под нагрузкой, другие – только в выключенном состоянии. Контролирует работу трансформатора инженер-электрик. Он следит за показателями датчиков температуры и давления внутри трансформатора. Конструкция сухого силового трансформатораМагнитопровод и обмотки есть во всех трансформаторах. Главное отличие между сухими и масляными трансформаторами в системе охлаждения.
В сухих трансформаторах нет жидкостей. Поэтому обслуживать оборудование не так хлопотно. Кроме того, отсутствие масла в системе охлаждения позволяет устанавливать трансформатор рядом с потребителями электрической энергии. Устройство трансформатора силового масляного
Рабочая часть масляного силового трансформатора состоит из сердечника и обмоток. А охлаждается трансформатор маслом. Его заливают в специальный бак с крышкой. Сверху на крышке расположены датчики давления и температуры масла, входы и выходы обмоток ВН и НН, регуляторы и переключатели. Трансформаторы отличаются по конструкции масляного бака. Есть герметичные масляные силовые трансформаторы ТМГ. В них устанавливают бак с гофрированными стенками. Масло заливается в бак в вакууме. Оно не соприкасается с окружающей средой. Масляный силовой трансформатор обычной конструкции имеет на крышке расширитель и газовое реле. При сильном нагреве дополнительный объем масла поступает в расширитель. Масляная система в состоянии охладить мощный трансформатор. Но масло – это горючая жидкость. Поэтому «начинка» масляного трансформатора спрятана в прочный корпус. Силовые трансформаторы – это габаритные устройства. Для удобного ремонта и установки их комплектуют дополнительными устройствами. Например, колесиками или дополнительными датчиками.
tdmetz.ru Силовые трансформаторы - применение, устройство, виды
Назначением силовых трансформаторов является преобразование электроэнергии одного уровня напряжения в электроэнергию, имеющую другое напряжение. В связи с этим приборы этого типа есть важнейшее оборудование подстанций электроснабжения. Изготавливаются эти приборы в однофазном и трехфазном исполнении, имеющие две и три обмотки. Поскольку показатель экономичности трансформаторов трехфазного исполнения значительно выше, чем у групп, составленных из однофазных аппаратов, то трансформаторы трехфазного исполнения получили большее распространение. Силовые трансформаторы, составного типа используются только там, где присутствуют значительные мощности и напряжения (выше 500 кВ). Делается это для снижения веса с целью упрощения транспортировки от завода-изготовителя к месту монтажа. Трансформаторы же однофазного исполнения используются, кроме всего прочего, для тяговых подстанций железных дорог. Все подобные приборы выпускаются с мощностями, десятично кратными значениям 1; 1.6; 2.5; 4; 6.3 кВ*А. В основе конструкции таких агрегатов лежит их активная часть, которая состоит из магнитопровода, на котором находятся обмотки высокого и низкого напряжения. Магнитопровод набирается из тонких листов специальной стали, имеющих жаропрочное изоляционное покрытие. Сердечник стягивается болтами и шпильками. Кроме того, практически все силовые трансформаторы снабжаются переключающим устройством, служащим для изменения пределов напряжения с целью повышения экономичности работы потребителя. Такие переключатели выполняются двух типов:
Напряжение питания и нагрузка подключаются к трансформатору посредством выводов. В трансформаторах сухого типа выводы собраны в клеммной колодке и имеют вид болтовых соединений, либо выполняются, как плоские контакты, располагающиеся либо внутри, либо снаружи корпуса, который выполняется съемным. Масляные же агрегаты имеют только внешние выводы, находящиеся сверху или по бокам бака трансформатора. Выводы, помимо всего, подразделяются по конструкции на следующие типы:
Все трансформаторы, так же, подразделяются по способу соединения обмоток на высокой и низкой стороне:
Поскольку во время работы трансформаторов (имеющих масляное охлаждение) появляются вода и шлам, то практически все приборы мощностью от 160 кВА оснащаются устройством, способным непрерывно регенерировать масло. Эти устройства бываю термосифонными и адсорбционными. Первые устанавливаются прямо на баке агрегата. Устройства адсорбционного типа монтируют на отдельном фундаменте. Регенерация в устройствах обоих видов происходит благодаря используемому в них сорбенту, которым, как правило, является силикагель в виде гранул. Как обозначаются трансформаторыСистема обозначения этих агрегатов состоит из следующих групп: 1. Назначение прибора (этой группы может не быть) А — означает, что это автотрансформатор Э – электропечной. 2. Фазность О – однофазный прибор Т – прибор трехфазного типа. 3. Расщепленность обмоток (иногда отсутствует) Р – обмотка низкого напряжения расщеплена. 4. Тип охлаждения. 4.1. приборы сухого типа С – естественного типа воздушное открытого исполнения СЗ – воздушное естественного типа в защищенном исполнении СГ – естественное воздушное в защищенном исполнении СД – воздушное охлаждение с дутьем. 4.2. масляные агрегаты М – масляное естественного типа МЗ – масляное естественного типа с защитой в виде азотной подушки (без расширителя) Д – масляного охлаждения с дутьем естественной циркуляцией ДЦ – охлаждение масляного типа с дутьем и принудительной циркуляцией Ц – охлаждение масляно-водяного типа с принудительной циркуляцией. 5. особенности конструкции (8 типов, может не указываться в обозначении). 6. Назначение прибора (7 типов, может не указываться в обозначении). Трансформаторы малой мощностиКроме мощных силовых трансформаторов, применяемых для электроснабжения крупных объектов, существуют и приборы, имеющие малую мощность, используемые для питания бытовых и радиоприборов. Агрегаты малой мощности, в большинстве своем, однофазного исполнения (хотя есть и трехфазные варианты). Охлаждение таких приборов, как правило, воздушного типа. Делятся эти приборы следующим образом:
Большая часть трансформаторов малой мощности, как правило, выполняется в броневом исполнении. Однако, приборы стержневого и тороидального типа, так же, находят немалое применение. Приборы трехфазного исполнения малой мощности, обычно, выполняются в стержневом исполнении, либо из пластин Ш-образного или прямоугольного типа. Катушки таких приборов имеют обмотки, выполненные из провода небольшого диаметра, что позволяет в качестве основы для них использовать каркас, изготовленный из штампованного пластика, либо склеенный из электрокартона. На такой каркас и наматываются катушки маломощных трансформаторов. Каркасы таких приборов, так же, выполняются из текстолита или гетинакса. Кроме того, катушки маломощных приборов пропитываются специальным изолирующим лаком. Это поднимает прочность изоляции, электрическую прочность и является влагозащитным средством. Перед тем, как пропитывать обмотку, ее предварительно просушивают несколько часов температурой порядка 110 градусов. После пропитки обмотка снова подвергается сушке при такой же температуре в течение до восьми часов. Сердечники таких трансформаторов выполняются из листовой стали электротехнического типа. Выбирается материал для сердечника исходя из предназначения прибора, частоты тока в сети и тех.условий задания. Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго. podvi.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
