Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Сборка масляных трансформаторов

Механические усилия в трансформаторе - Сборка масляных трансформаторов

Оглавление
Сборка масляных трансформаторов
Назначение трансформатора
Первичная и вторичная цепи, ЭДС и магнитопровод
Режим холостого хода трансформатора
Режим нагрузки трансформатора
Потери и коэффициент полезного действия трансформатора
Режим короткого замыкания трансформатора
Роль потоков рассеяния в трансформаторе
Напряжение короткого замыкания трансформатора
Механические усилия в трансформаторе
Регулирование напряжения трансформатора
Трехфазный трансформатор
Трехобмоточный трансформатор
Автотрансформатор
Схемы и группы соединений обмоток
Параллельная работа трансформаторов
Нагрев и охлаждение трансформатора
Основные обозначения и характеристика трансформаторов
Общие сведения о конструкции трансформаторов
Магнитопровод
Обмотки и изоляционная конструкция
Переключающие устройства
Отводы
Вводы
Бак, охладительные устройства и расширитель
Защитные устройства и контрольные приборы трансформатора
Материалы, применяемые в производстве трансформаторов
Электроизоляционные материалы
Магнитные материалы
Вспомогательные материалы
Сборка активной части трансформатора
Инструменты для сборки трансформаторов
Распрессовка верхнего ярма магнитопровода
Расшихтовка верхнего ярма магнитопровода
Подготовка магнитопровода
Насадка обмоток трансформаторов 1 и 2-го габаритов
Расклиновка обмоток трансформаторов 1 и 2-го габаритов
Насадка обмоток трансформаторов 3-го габарита 35 кВ
Шихтовка верхнего ярма
Прессовка активной части трансформатора
Сборка активной части автотрансформатора АТМК-100/0,5
Предварительные испытания активной части трансформатора
Пайка схемы оловянистым припоем
Электросварка
Электропайка
Опрессовка отводов
Холодная сварка
Аргоно-дуговая сварка
Заготовка отводов НН
Заготовка отводов из круглого провода
Изготовление компенсаторов
Соединение заготовки отвода с компенсатором
Сборка отводов ВН трансформаторов 1-го габарита до 6 кВ
Сборка отводов ВН трансформаторов 2-го габарита 6-10 кВ
Сборка отводов ВН трансформаторов 3-го габарита 35 кВ
Сборка отводов НН трансформаторов 1-го габарита
Сборка отводов НН трансформаторов 2-го габарита
Сборка отводов НН трансформаторов 3-го габарита
Сборка отводов автотрансформатора АТМК-100/0,5
Изолирование отводов
Сушка активной части трансформатора
Режим сушки
Оборудование для сушки
Армирование вводов
Приготовление магнезиальной массы
Армирование ввода на 6 кВ для внутренней установки
Армирование ввода 35 кВ для наружной установки
Третья сборка
Окраска бака, крышки бака и расширителя
Подготовка бака
Опускание в бак активной части трансформатора 1-го габарита
Опускание в бак активной части трансформаторов 2 и 3 габаритов
Опускание в бак активной части автотрансформатора АТМК-100/0,5
Окончательное испытание трансформатора
Демонтаж трансформатора
Окончательная отделка трансформатора
Охрана труда и техника безопасности
Техника безопасности в сборочном цехе
Первая помощь и литература

§ 9. МЕХАНИЧЕСКИЕ УСИЛИЯ В ТРАНСФОРМАТОРЕ
Мы уже говорили о том, что при аварийных режимах короткого замыкания между обмотками возникают разрушительные усилия, стремящиеся расталкивать обмотки в осевом и радиальном направлениях. Однако оказалось, что такие усилия, только значительно меньшей величины, существуют и при нормальной работе трансформатора. Рассмотрим подробнее причину этих явлений.
Допустим, что у нас есть два параллельных проводника, расположенных недалеко друг от друга (рис. 9). По проводникам протекают токи в одном (рис. 9, а) ив разных (рис. 9, б) направлениях. Вокруг каждого из этих проводников, как мы знаем, создается магнитное поле, силовые линии которого изображены на рисунке.
Когда токи протекают в одном направлении (рис. 9, а), силовые линии, образуемые током /i, направляясь (сверху вниз) в промежуток между проводниками, встречаются на своем пути с силовыми линиями, создаваемыми током h и идущими снизу вверх. Оттесняя друг друга, как те, так и другие несколько сворачивают, продолжая свои пути согласованно и образуя, таким образом, общие линии, сжимающие (сближающие) проводники.
Когда токи протекают в разных направлениях (рис. 9, б), все образуемые ими силовые линии заходят в промежуток между проводниками в одном и том же направлении (сверху вниз). Протискиваясь между ними, силовые линии как бы расталкивают проводники в противоположные стороны.
Механические усилия в трансформаторе
Рис. 9. Механические усилия между проводниками с током:
а — токи протекают в одном направлении, б — токи протекают в разных направлениях
В обоих случаях сила F, с которой проводники притягиваются или отталкиваются, пропорциональна произведению токов I\ и /2, т. е.
где k — коэффициент пропорциональности.
В трансформаторе имеются одновременно оба эти явления. В каждой из обмоток ток во всех витках имеет одно и то же направление. Однако направление тока /2 (как индуктированного) во вторичной обмотке противоположно направлению тока /1 в первичной обмотке.
На рис. 10 показаны силовые линии потоков рассеяния Фр1 и Фр2 и направления токов /1 и /2. Силовые линии потоков рассеяния образуют как бы общую магнитную цепь, сжимающую витки обмоток. В то же время в канале между обмотками силовые линии, имея одинаковое направление, стремятся как бы раздвинуть обмотки, отталкивая их друг от друга. Расталкивание это происходит не только в радиальном, но и в осевом направлении, так как любой виток обмотки испытывает отталкивающее действие всех витков другой обмотки.


Механические усилия в обмотках трансформатора
Рис. 10. Магнитные потоки рассеяния вокруг обмоток трансформатора: 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная обмотка
Рис. 11. Механические усилия в обмотках трансформатора:
а — обмотки одинаковой высоты, б — обмотки разной высоты; 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная обмотка

Возьмем для примера виток М вторичной обмотки 2 (рис. 11, а). На него действует с силой отталкивания Fi, направленной радиально, виток т, лежащий с витком М на одной горизонтали. Одновременно на тот же виток М действуют все витки обмотки 1, расположенные выше и ниже витка т с силами отталкивания F2, FZi F4 и т. д. Складывая все эти силы геометрически, получим результирующую силу Fм, направленную вверх под некоторым углом к горизонтали.
Точно также можно найти, что на виток N действует результирующая отталкивающая сила FN, направленная вниз под некоторым углом к горизонтали. Лишь только один виток А, расположенный посередине обмотки, не будет подвергаться никаким осевым усилиям, так как все действующие на него силы отталкивания витков, лежащих выше и ниже витка А, дадут одну результирующую силу Fл, направленную радиально.
Очевидно, что наибольшие радиальные силы (сжимающие внутреннюю обмотку и растягивающие внешнюю) действуют в середине обмотки, уменьшаясь к краям. В то же время осевые усилия, наоборот, имеют наименьшие значения в середине обмотки, а наибольшие у ее краев.
При нормальной работе трансформатора все эти усилия невелики; при аварийном коротком замыкании, когда первичный и вторичный токи возрастают в 10—20 раз (в зависимости от величины ик), эти усилия возрастают в 100—400 раз. При этом наиболее опасными являются осевые усилия, разрушающие обмотки (особенно у краев), если они недостаточно укреплены. Чтобы противодействовать осевым усилиям, в конструкциях трансформаторов предусматривают различные устройства, обеспечивающие достаточную механическую прочность обмоток.
Особенно большие осевые усилия возникают, если обмотки имеют разные высоты. В этом случае силовые линии потоков рассеяния, вместо прохождения по каналу почти параллельно оси обмоток (рис. 11, б), направляются радиально и, «протискиваясь» между витками, стремятся разрушить обмотку.
Следует отметить, что у трансформаторов неодинаковые высоты обмоток могут оказаться не только из-за небрежного их выполнения. Дело в том, что в трансформаторах предусматривается возможность регулирования напряжения, что связано с отключением части витков одной из обмоток.



 
« Проектирование механической части ВЛ   Системы электроприводов исполнительных механизмов буровых установок »
электрические сети