Вводы трансформаторов

В масляных трансформаторах концы обмоток должны быть выведены из бака наружу и присоединены к электрической сети. Для этого используют проходные фарфоровые изоляторы, размещаемые на крышке или стенке бака. Проходной, т. е. проходящий через стенку или крышку бака, изолятор вместе с токопроводящим стержнем и другими деталями называют вводом.

Простейший трансформаторный ввод состоит из цилиндрического фарфорового изолятора, являющегося основой изоляционной конструкции ввода, металлического фланца для крепления ввода к стенке или крышке бака и токоведущей части. К токоведущей части ввода относят не только стержень, по которому непосредственно проходит ток, но и другие детали, не несущие тока, но электрически с ним связанные.

Фарфоровый изолятор ввода одним концом выступает внутрь бака, а другим — наружу, над крышкой. Пространство внутри изолятора заполнено у ввода на 6—10 кВ воздухом, а на 35 кВ и выше — трансформаторным маслом. Дальнейшее усиление внутренней изоляции ввода достигается изолированием (например, бумажно-бакелитовой трубкой) токопроводящего стержня. Воздушную (внешнюю) изоляцию ввода составляет промежуток между токоведущими деталями на верхнем торце изолятора и металлическим фланцем, прикрепляющим ввод к крышке или стенке бака. Прочность воздушной изоляции зависит от расстояния между этими деталями и снижается при его уменьшении.

Как известно, вокруг проводника с током создается магнитное поле, силовые линии которого можно представить в виде концентрических окружностей, замыкающихся вокруг проводника. Такое поле возникает и вокруг токоведущего стержня ввода в крышке трансформатора, когда через ввод проходит электрический ток. Вследствие этого в крышке возникают потери от вихревых токов и перемагиичивания стали, в результате чего она нагревается.

Существует несколько способов уменьшения потерь в крышках (или стенках) баков.

Во-первых, можно увеличить диаметр отверстия для ввода. Это удалит токопроводящий стержень от крышки и увеличит сопротивление магнитному потоку. Магнитное поле в крышке будет слабее, а ее нагрев меньше. Для данного тока можно всегда подобрать соответствующий диаметр отверстия.

Во-вторых, можно поместить в одно отверстие не один, а несколько вводов. Если в общее отверстие поместить вводы от начала и конца одной обмотки, то силовых линий в крышке, охватывающих оба ввода, не будет, так как токи во вводах будут равны, противоположны по направлению и их результирующий магнитный поток будет практически равен нулю. Если в общее отверстие поместить три линейных ввода (А, В, С) трехфазного трансформатора, то благодаря тому, что сумма мгновенных значений токов равна нулю, магнитного потока вокруг этих вводов также не будет. Чтобы закрыть отверстие, общее для двух или трех вводов, применяют специальные отливки из латуни — обоймы, представляющие собой плиту с кольцевыми выступами и отверстиями по числу вводов (рисунок 1).

латунная обойма для вводов

Рисунок 1 - Трехместная латунная обойма для вводов

На рисунке 2 показан ввод на напряжение 35 кВ для наружной установки в собранном виде. Фарфоровый изолятор 1 вмазан при помощи магнезиального цемента 4 в чугунный фланец 5. Токоведущая медная шпилька 3 припаяна к металлическому колпаку 18, который скреплен с изолятором также посредством магнезиального цемента. В верхней части шпилька имеет гайки 16 и шайбы 15 для подсоединения к сети; в нижней части па нее надеты электрокартонная шайба 14 с вырезом и гетинаксовая шайба 11, затянутая гайками 13 и шайбами 12 для присоединения отвода от обмотки.

ввод трансформатора на напряжение 35 кВ

1 — изолятор, 2 — ребро изолятора, 3 — токопроводящая шпилька, 4 — цемент, 5 — фланец, 6 — болт, 7 — крышка трансформатора, 8 — резиновая прокладка, 9 — бумажно-бакелитовая трубка, 10 — масло. 11 — гетинаксовая шайба, 12, 15 — металлические шайбы, 13, 16 — гайки, 14 — электрокартонная шайба, 17 — винт, 18 — колпак
Рисунок 2 - Ввод на напряжение 35 кВ

Внутренняя изоляция ввода состоит из бумажно-бакелитовой трубки 9, надетой на токоведущую шпильку, масла 10, заполняющего внутреннюю полость ввода, и изолятора. Внешняя изоляция ввода усилена зонтообразными ребрами 2. В колпаке имеется отверстие с резьбой, закрытое винтом 17 с шайбой с асбестовым уплотнителем. При заливке трансформатора маслом этот винт частично отвертывают, чтобы выпустить воздух, вытесняемый из внутренней полости ввода маслом, поступающим через вырез в шайбе 14.

Недостатком конструкции этого ввода является то, что на крышке приходится делать люки для присоединения к вводу отводов обмотки. Кроме того, при замене поврежденного ввода из трансформатора приходится сливать значительную часть масла, что в эксплуатации часто затруднительно. Более удобны съемные вводы, для монтажа которых на заводе и замены (в случае повреждения) в эксплуатации не требуется люков и значительного слива масла.

На рисунке 3 показана одна из конструкций съемных вводов на напряжение 35 кВ. Шпилька 1 ввода спаяна с отводом 17 и проходит через верхнее отверстие в фарфоровом изоляторе 10. Сверху на шпильку надеты колпак 6 и втулка 4. Завинчиванием гайки 3 уплотняют резиновые кольцо 5 и шайбу 8. Для выхода воздуха из ввода при заливке трансформатора маслом служит отверстие, закрываемое болтом 7. Ввод крепится к крышке фланцем 14 с кулачками 15. Для замены изолятора достаточно освободить и снять гайки 3, втулку и колпак, отвинтить гайки 12. Съемные вводы на 6—35 кВ широко применяют в конструкциях трансформаторов.

Съемный ввод на напряжение 35 кВ

1 — токопроводящая шпилька, 2, 13 — металлические шайбы. 3, 12 — гайки, 4 — втулка, 5 — кольцо, 6 — колпак, 7 — болт, закрывающий отверстие для выхода воздуха, 8 — резиновая шайба, 9 — уплотнение, 10 — изолятор, 11 — шпилька, 14 — стальной фланец, 15 — кулачок, 16 — крышка бака, 17 — отвод
Рисунок 3 - Съемный ввод на напряжение 35 кВ

Для трансформаторов с низшим напряжением 1—3 кВ широко применяют съемные вводы на ток до 3000 А. Токопроводящая шпилька таких вводов обычно заканчивается специальным наконечником («башмаком») с развитой контактной поверхностью, который навинчивают на верхний конец шпильки. Наконечник выполняют с отверстиями и комплектуют болтами для присоединения к сети, питающей токоприемник.

 
« Вакуумная сушка силовых трансформаторов 150—500 кВ в собственном баке индукционным методом нагрева   Вводы, присоединения кабелей и вторичных цепей к трансформаторам »
электрические сети