Стартовая >> Оборудование >> Трансформаторы >> Справка >> Непрерывная обмотка трансформатора

Непрерывная обмотка трансформатора

Непрерывной называется обмотка, состоящая из ряда катушек, расположенных в осевом направлении и соединенных между собой последовательно без пайки. Каждая катушка состоит из нескольких витков, намотанных проводом прямоугольного сечения и расположенных в радиальном направлении. Схема соединений витков и катушек обмотки показана на рис. Свое название обмотка получила от способа ее намотки. Способ отличается тем, что катушки, началом которых является наружный виток, сначала наматываются начиная с этого витка, так что он оказывается внутренним, а затем витки катушки меняются местами (производится перекладка). Это позволяет намотать всю обмотку  трансформатора непрерывным проводом. Между катушками располагаются охлаждающие каналы. Преимуществом непрерывной обмотки является ее большая торцевая опорная поверхность и поэтому большая устойчивость по отношению к осевым усилиям при коротком замыкании, а также большая поверхность охлаждения. Благодаря указанным преимуществам непрерывные обмотки применяются в трансформаторах в широком диапазоне мощностей, обычно в качестве обмоток на напряжения от 35 до 220 кВ.

Внутренний переход непрерывной и переплетенной обмотки

Внутренний переход непрерывной и переплетенной обмотки: 1 — прокладка специальная.


Число катушек непрерывной обмотки обычно четное, при этом начало и конец обмотки расположены либо оба снаружи, либо оба внутри обмотки. Нечетное число катушек применяют лишь в тех специальных случаях, когда необходимо вывести один конец снаружи, а другой — внутри обмотки. Если начало обмотки расположено снаружи, то все нечетные катушки будут перекладными, если же внутри, то перекладными будут все четные.
Непрерывные обмотки могут выполняться как одним, так и несколькими параллельными проводами. Обеспечение плотной намотки перекладных катушек с ростом числа параллельных проводов усложняется, поэтому рекомендуется применять не более четырех параллельных проводов.
Число витков в катушке может быть как целым, так и дробным. При целом числе витков внутренние и наружные переходы располагаются в одном поле. Из-за этого в местах переходов происходит увеличение радиального размера катушки на величину провода и толщину прокладок под переходами, возникают «ножницы», которые при прессовке обмотки могут повредить изоляцию перехода и соседнего провода. Поэтому следует применять дробное число витков в катушке. Числитель дроби указывает, какое число полей занимает последний виток, знаменатель - полное число полей окружности. Наименьшее число нолей, не занятых последним витком, равно числу полей, занятых переходами начала и конца катушки. Внутренние и наружные переходы при этом сдвинуты друг относительно друга, и увеличение радиального размера не происходит.
При радиальном размере провода без изоляции более 2,5 мм на рейке, предшествующей внутреннему переходу, необходимо устанавливать специальные прокладки, которые имеют толщину 0,7—1,0 радиального размера провода (рис. 2), для избежания возникновения «ножниц» на внутреннем переходе.

При нескольких параллельных проводах переход каждого провода выполняется отдельно, при этом в местах переходов производится перестановка проводов для выравнивания их активного и индуктивного сопротивлений (общая транспозиция). Эта транспозиция совершенна только при двух параллельных проводах. При числе проводов не более трех выполняют обычно только перестановку проводов на каждом переходе, при четырех проводах выполняют по высоте обмотки еще дополнительно две групповые транспозиции.

Катушка непрерывной обмотки

Рис. 2. Катушка непрерывной обмотки:
7— прокладка специальная; 2— полоса разгона.

При намотке непрерывной обмотки подразделенным проводом необходимо, кроме транспозиции параллельных проводов, производить и транспозицию элементарных проводников каждого подразделенного провода. С этой целью с подразделенного провода снимается общая изоляция, каждый элементарный проводник разрезается и затем изолируется, чтобы восстановить нормальную толщину изоляции провода в месте перехода, затем выполняются переходы, выполняется пайка (в стороне от перехода), и восстанавливается изоляция в месте пайки.
Катушки непрерывной обмотки не должны отличаться по радиальному размеру. Поэтому катушки с уменьшенным или неполным числом витков «разгоняют» до требуемого радиального размера, закладывая при намотке между проводами полосы из электрокартона. Полосы устанавливают не в одном месте, а распределяют между несколькими проводами, симметрично относительно среднего провода. Разгон необходимо устанавливать при числе недомотанных долей витка более двух, поэтому катушки следует стремиться делать более полными, избегать катушек с числом витков с небольшим переходом за целое число, т. к. в этом случае придется делать разгон на большей части окружности. Обеспечить плотную намотку перекладных катушек с разгоном очень трудно. Если все-таки нельзя избежать катушек с большой недомоткой витков, то следует это делать только в неперекладных катушках. Пример выполнения катушки с разгоном.
В трансформаторах большой мощности остро стоит вопрос перегрева крайних катушек обмотки. Это связано с тем, что ближе к торцу обмотки увеличивается радиальная составляющая поля рассеяния, и сильно возрастают потери от этой составляющей в крайних катушках. Для уменьшения этих потерь рекомендуется уменьшить количество витков в крайних катушках на 1—2 витка, применив для их намотки провод с высотой меньшей, а радиальным размером большим, чем основного провода. Если этих мер недостаточно, можно образовать один — два осевых охлаждающих канала полосами.

Для обеспечения электрической прочности непрерывных обмоток трансформаторов класса напряжения 110 кВ и выше при грозовых импульсах применяется защита емкостными кольцами. Обычно емкостные кольца устанавливаются у линейного конца обмотки, но могут применяться и на нейтральном конце. Емкостное кольцо (см. рис. 3) состоит из основы (склеенного бакелитовым лаком электрокартона) с намотанной медной лентой толщиной 0,1 мм и шириной 20 мм, изолированной кабельной бумагой. Изоляция емкостного кольца — 2-4 мм лакированной кабельной бумаги. Для присоединения емкостного кольца к обмотке к виткам медной ленты припаивают гибкий кабель. Кабель отвода изолируют бумажной лентой на конус и сопрягают с изоляцией емкостного кольца. Радиальный размер кольца должен быть равен размеру обмотки.

 

Кольцо емкостное
Рис. 3. Кольцо емкостное: 1 — основа из клееного картона: 2 — отвод: 3 — бакелизированная кабельная бумага; 4 — лента Л ММ 0,1 х 20,0: 5 — кабельная бумага; б — крепированная бумага.

Выход конца непрерывной и переплетенной обмотки в осевом направлении

Рис. 4. Выход конца непрерывной и переплетенной обмотки в осевом направлении: 1 — сектор; 2 — полоса;    - крепированная бумага; 4 — бандаж.

Выход конца непрерывной и переплетенной обмотки в радиальном направлении
Рис. 5. Выход конца непрерывной и переплетенной обмотки в радиальном направлении: 1 — сектор; 2 -- полоса; 3 — коробочка; 4— крепированная бумага; 5 — бандаж.

Емкостные кольца, расположенные у краев обмотки, должны в сечении иметь тарельчатую форму, а кольца внутри обмотки — прямоугольную. Тарельчатая форма обеспечивает снижение напряженности электрического поля у угла обмотки. Края кольца должны быть закруглены. Рекомендуемые значения радиусов для колец тарельчатой формы — от 10 до 40 мм, а для стороны, обращенной к обмотке, и для колец прямоугольной формы — 2 мм.
Выполнение выхода концов обмотки в осевом и радиальном направлении показано на рис. 4  и рис. 5.
Рекомендации по повышению электродинамической стойкости неперывных обмоток те же, что и для винтовых обмоток.

 
« Назначение трансформаторов   Непрерывно меняющаяся окружающая температура трансформатора »
электрические сети