Трансформатор (рис. 13.5) состоит из бака 1, заполненного изоляционным маслом, магнитопровода с обмотками, находящимися внутри бака, вводов и выводов 3, навесных охладителей системы воздушного охлаждения 4, вентиляторов для обеспечения форсированного воздушного охлаждения 6. Для поддержания в баке 1 постоянного, давления трансформаторы оборудуются расширителем 5, имеющим уровнемер 7.
Выводы высокого и низкого напряжения (по числу фаз) служат для присоединения трансформатора к внешним линиям.
В зависимости от мощности трансформатора применяются различные способы его охлаждения. Теряемая в трансформаторах энергия (потери на намагничивание и др.) выделяется в виде теплоты, нагревающей обмотки, что может привести к разрушению их изоляции. Масло, окружающее обмотки, нагреваясь за счет естественной циркуляции, отдает теплоту через стенки корпуса трансформатора в окружающую воздушную среду. Навесные охладители 4, значительно увеличивают поверхность теплообмена и обеспечивают более интенсивный отвод теплоты. Они устанавливаются на трансформаторах мощностью от 10 до 50 МВ-А и более. При мощности трансформаторов более 50 МВ-А для отвода теплоты могут устанавливаться вентиляторы 6, увеличивающие скорость движения воздуха у внешних поверхностей охладителей, а также специальные масляные насосы, усиливающие циркуляцию масла внутри трансформатора.
Охладители вместе с обдувающими их вентиляторами устанавливаются отдельно на специальной опорной конструкции, а масляный насос осуществляет циркуляцию масла в них.
Иногда, например при установке трансформаторов в закрытых или подземных помещениях, для отвода теплоты применяются водяные охладители.
Все типы трансформаторов оборудуются специальными опорными катками 2 для их перемещения по рельсам, число опорных катков зависит от массы трансформатора. Трансформаторы малой мощности менее 50 МВ-А опираются на четыре катка, средние и большие— на специальные многоколесные тележки, каждая из которых имеет четыре катка. Для перемещения трансформаторов по продольным и поперечным рельсовым путям катки и их тележки делаются поворотными. Для поворота опорных катков трансформатор предварительно поднимается гидравлическими домкратами. Ширина рельсовой колеи для продольного перемещения трансформаторов равна 1524 мм, поперечной колеи (в зависимости от размеров трансформатора) — 1524, 2000, 2500 и 3000 мм. Сверхмощные трансформаторы имеют для перемещения две колеи по 1524 мм.
Рис. 13.5. Трехфазный трансформатор:
а — боковой вид трансформатора; б — план; в — вид трансформатора с торца; г — выемная часть трансформатора; h — полная высота трансформатора; I — габаритная длина; В —ширина трансформатора; Г — высота охладителей; Д — высота внешней части входных и выходных изоляторов; Я — общая высота выемкой части; Р — высота катушек с сердечником; 1 — корпус трансформатора; 2 — ходовая часть; 3 — проходные изоляторы высокого и низкого напряжений; 4 — охладители; 5 — бак расширителя; 6 — вентилятор; 7 — уровнемер масла в расширителе
По числу обмоток и их соединениям трансформаторы различаются на двух- и трехобмоточные, а по числу фаз — на одно- и трехфазные. Двухобмоточные трансформаторы предназначаются для повышения напряжения с генераторного (6 — 20 кВ) до 110 — 500 кВ в зависимости от напряжения ВЛ, а трехобмоточные трансформаторы предназначены для повышения генераторного напряжения до двух различных значений высокого напряжения, например 220 и 500 кВ. В связи с этим трехобмоточные трансформаторы целесообразно применять в случаях, когда от станции отходят линии электропередачи различного напряжения. Применение трехобмоточных трансформаторов позволяет уменьшить число разнотипных трансформаторов. Маркировка трансформаторов позволяет определить способ его охлаждения, число фаз, возможность установки на открытых площадках, мощность и напряжение.
Для связи линий между собой, имеющих близкие значения напряжений, применяются автотрансформаторы.
В зависимости от числа фаз, вида охлаждения и т. д. типы трансформаторов имеют различное обозначение:ТМ, ТМА, ТС, ТДТГ, ТЦГ, ОДГ и др. Принят следующий порядок буквенных обозначений: первая буква обозначает число фаз — однофазный О или трехфазный Т; последующие одна или две буквы указывают на вид охлаждения: М — естественное масляное, Д — масляное с дутьем, Ц—принудительная циркуляция масла через охладитель, ДЦ — принудительная циркуляция масла через охладитель с дутьем, Ф — с обдувом вентиляторами (форсированные); последующие буквы характеризуют некоторые особенности трансформаторов: С — сухой, Г — грозоупорный, А — автотрансформатор.
Цифры, следующие за буквенными, обозначениями, указывают: числитель — мощность кВ-А; знаменатель—напряжение на выводах, кВ.
Пример маркировки трансформатора ТДЦГ 200000/220: трехфазный трансформатор с принудительной циркуляцией масла через охладитель с обдувом их вентиляторами, грозоупорный, мощностью 200000 кВ-А при вторичном напряжении 220 кВ.
Для трансформаторов, предназначенных для эксплуатации в тропических районах, после цифр, обозначающих мощность и напряжение, ставится буква Т.
Мощность трехфазного трансформатора или группы однофазных трансформаторов
Рис. 13.6. Основные габаритные размеры трансформаторов и автотрансформаторов
определяется по мощности присоединенных генераторов.
При выборе мощности трансформаторов учитывается, что они допускают временную перегрузку, которая зависит от ее длительности, конструкции трансформатора, способа его охлаждения, условий, в которых он будет работать. Перегрузка в 5 — 10 % при некотором усилении охлаждения трансформатора может восприниматься трансформатором даже длительное время (несколько часов). Аварийная перегрузка может достигать 30 — 40 % его номинальной мощности.
Для предварительного определения размеров и массы трансформаторов можно пользоваться графиками на рис. 13.6: сплошная линия соответствует полной -массе, пунктирная— массе выемной части. Ориентировочно масса трансформатора может быть определена исходя из соотношения 1000 кг на каждые 1000 кВ-А его мощности.
