Стартовая >> Оборудование >> Трансформаторы >> Практика >> Трансформаторы для промышленных электропечей

Конструктивные особенности основных узлов ЭПТ - Трансформаторы для промышленных электропечей

Оглавление
Трансформаторы для промышленных электропечей
Трансформаторы для дуговых сталеплавильных печей
Трансформаторы для руднотермических печей
Трансформаторы для установок электрошлакового переплава
Трансформаторы для индукционных печей
Схемы регулирования вторичного напряжения
Конструктивные особенности основных узлов ЭПТ
Отводы
Вводы
Переключающие устройства ЭПТ
Сварные конструкции и охлаждающие устройства ЭПТ
 

Основные элементы конструкции ЭПТ по назначению аналогичны силовым трансформаторам общего назначения. Однако специфические режимы работы ЭПТ требуют специальных схемных и конструктивных решений, затрагивающих практически все основные узлы ЭПТ: обмотки, отводы, переключающие устройства (ПУ), выводы и др.

Обмотки

Классификация обмоток

Эксплуатационные требования, предъявляемые к электрической и механической прочности обмоток, выделяют этот узел ЭПТ в один из важнейших.
По своему назначению обмотки силовых трансформаторов разделяют на первичные, к которым подводится энергия переменного тока, и вторичные, от которых она отводится. У ЭПТ первичные — это всегда обмотки высшего напряжения (ВН), вторичные — обмотки низшего напряжения (НН). Обмотки ВН и НН ЭПТ могут быть нерегулируемыми, не имеющими ответвлений, и регулируемыми, т. е. с ответвлениями для использования напряжения части обмотки. В последнем случае эта часть обмотки может выполняться в виде отдельной конструктивной единицы со своими регулировочными ответвлениями. Такую обмотку называют регулировочной (РО). В ЭПТ РО применяют почти всегда как часть обмотки ВН. Иногда в ЭПТ встречаются схемы с двумя РО — грубого и тонкого регулирования (РОфубая и РОтопкая).
По конструктивному исполнению обмотки ЭПТ разделяют на цилиндрические, непрерывные катушечные и винтовые. Цилиндрические обмотки могут быть одно- и многослойными, винтовые — одно- и многоходовыми; применяются также дисковые и переплетенные обмотки.
Особое место среди обмоток ЭПТ занимают листовые и шинные (из меди и алюминия) обмотки НН.

Цилиндрические обмотки

Область применения цилиндрических обмоток — обмотки ВН (иногда — НН) сухих ЭПТ с ВН класса 0,5 кВ мощностью до 630 кВ-А. В более мощных ЭПТ их применяют в качестве РО, особенно — тонкого регулирования.
В цилиндрических обмотках ЭПТ намотка провода (из меди или алюминия) производится плашмя или на ребро в один или несколько параллельных проводов; внутренний слой таких обмоток наматывается непосредственно на жестком изоляционном цилиндре или через дистанцирующие рейки (клинья). Такие же клинья устанавливаются между другими слоями обмотки. Изоляция проводов — всегда усиленная, толщина — 1,2-2,5 мм на две стороны.

Непрерывные обмотки

Непрерывные обмотки применяют в качестве обмоток ВН и НН, винтовые — как обмотки НН и РО.
В ЭПТ непрерывные обмотки наматываются, как правило, на жестком изоляционном цилиндре с вертикальными клиньями; горизонтальные каналы между катушками образуются с помощью прокладок из электрокартона или стеклотекстолита.
В ЭПТ мощностью до 6300 кВ-А в непрерывной обмотке ВН в качестве регулировочных используют катушки, расположенные симметрично относительно ее середины; в ЭПТ большей мощности регулировочные витки размещают в отдельной РО.
Непрерывные обмотки, используемые как обмотки НН, наматывают с петлями в местах наружных переходов (рис. 9). Петли делают во всех катушках, кроме входных; после намотки петли разрезают, а концы катушек припаивают к сборным шинам (рис. 9). Между каждой парой шин, т. е. в двух катушках обмотки, заключено полное число электрических витков, в которых наводится номинальное НН. При параллельном соединении сборных шин ток увеличивается пропорционально числу пар катушек.

Непрерывная обмотка НН ЭПТ
Рис. 9. Непрерывная обмотка НН ЭПТ: а — после намотки, б — после сборки и пайки схемы.

Распределение тока между параллельно соединенными катушками неодинаково: в крайних катушках он в 1,54-11,8 раза выше, чем в средних. Для снижения нагрева этих катушек применяют специальные схемы соединения или увеличивают сечения проводов и охлаждающие их горизонтальные каналы.
В непрерывных обмотках НН не удается получить менее трех витков в паре катушек из-за конструктивных и технологических трудностей.

Винтовые обмотки

Широкое применение в ЭПТ получили винтовые обмотки. Они используются в качестве обмоток НН с током до 5000 А, а также РО. Сечение витков в винтовых обмотках образуется из сечения нескольких (до 20-^ ^-28) параллельных проводов, расположенных один за другим в радиальном направлении. При необходимости сечение витка может быть увеличено, если применить многоходовые обмотки.
В винтовых обмотках для выравнивания сопротивлений отдельных проводов обязательны специальные транспозиции, а также одинаковые размеры всех параллельных проводников. Встречаются конструкции винтовых обмоток, выполненных из транспонированных проводов в один или два захода без транспозиций или с одной общей в середине обмотки. Существуют многоходовые винтовые обмотки НН, которые служат одновременно и для регулирования напряжения ЭПТ.
В винтовых обмотках РО каждый проводник принадлежит одной регулировочной ветви. Сумма витков, намотанных этим проводником, образует одну ступень РО, в которой наводится напряжение ступени. Для получения заданного напряжения иногда соединяют последовательно несколько проводников РО. Обычно такие соединения выполняются вне РО при сборке и пайке схемы отводов.
В винтовых РО с одним проводником в регулировочной ветви транспозиции не делают, так как все ветви соединяются последовательно в одну общую электрическую цепь. Транспозицию делают только в том случае, если каждая регулировочная ветвь состоит из нескольких параллельных проводов, и ее выполняют только между проводниками в пределах каждой регулировочной ветви.
Дисковые, листовые и шинные обмотки Кроме непрерывных и винтовых, для обмоток НН в ЭПТ применяют дисковые, листовые и шинные обмотки.

Шинная (а) и листовая (б) обмотки НН ЭПТ

Рис. 10. Шинная (а) и листовая (б) обмотки НН ЭПТ: 1 — нижний виток; 2 — верхний виток; 3 — пластина; 4 —дистанцирующее изоляционное кольцо.

Дисковая обмотка состоит из отдельно намотанных катушек («дисков») и применяется в конструкциях ЭПТ с чередующимися обмотками.
Шинные или листовые обмотки применяют при одном или двух электрических витках на стороне НН. Их широко используют в качестве обмоток НН в ЭПТ мощностью от 12,5 до 80000/3 кВ • А. Шинные обмотки из стандартных медных и алюминиевых шин делают чаще всего в сухих ЭПТ мощностью до 400 кВ • А. В масляных ЭПТ большей мощности нередко применяют обмотки из медных полос («шин»), полученных раскроем из стандартных листов меди. Достоинством шинных обмоток является возможность путем пересоединения концов шин (полос) получать различные напряжения и токи НН.
На рис. 10, а показана шинная обмотка ЭПТ, выполненная шестью витками, каждая пара которых соединена последовательно. Отводы от этих витков могут соединяться (вне бака) параллельно, образуя двух-витковую обмотку НН; они же могут быть соединены последовательно или последовательно-параллельно, расширяя возможности применения ЭПТ для различных ЭП.
Одно- и двухвитковые обмотки из листовой меди (рис. 10) широко применяют в ЭПТ мощностью на стержень 4000 кВ • А и более. Внутренний и наружный витки двухвитковой листовой обмотки разделяют каналом, который фиксируется установкой в нем дистанцирующих клиньев из изоляционного материала.

Защита обмоток от разрушения токами КЗ

Обмотки ЭПТ испытывают повышенные механические воздействия при эксплуатационных и аварийных токах КЗ. Для увеличения динамической стойкости принимают различные конструктивные и технологические меры.
Так, внутренние обмотки, а также средние по расположению, которые подвергаются воздействию сжимающих радиальных сил, выполняют на жестких бумажно-бакелитовых цилиндрах толщиной 10—16 мм. В обмотках используют, как правило, малоусадочный электрокартон; сушку производят по особому режиму; жесткость увеличивают пропиткой обмоток глифталевым лаком с последующим запеканием.
Для наружных обмоток, на которые действуют растягивающие силы, применяют стеклобандажи, охватывающие обмотки по наружной поверхности.
В листовых обмотках предусмотрено специальное крепление витков и их отводов, повышающее жесткость обмотки.
Расположение обмоток ЭПТ По расположению на стержне остова обмотки разделяют на концентрические и чередующиеся. Все современные ЭПТ выполняются с концентрическими обмотками. Из-за сложности отвода тока обмотки НН располагаются почти всегда снаружи. Обмотки ВН размещают, как правило, между обмотками НН и РО.



 
« Транспортировка трансформаторов по железной дороге   Трансформаторы с переключением ответвлений без возбуждения (ПБВ) »
электрические сети