Отводы
Провода, соединяющие выводные концы и регулировочные ответвления обмоток с вводами и переключателями и составляющие электрическую схему трансформатора, называются отводами.
Отводы выполняют неизолированными или изолированными медными или алюминиевыми проводами круглого или прямоугольного сечения. Их обычно крепят при помощи деревянных планок, привернутых к пластинам или угольникам, приваренным к верхним ярмовым балкам остова. Пример выполнения отводов ВН трансформатора III габарита на 35 кВ показан на рис. 16.
Рис. 16. Отводы ВН трансформатора III габарита на 35 кВ:
1 — встроенный переключатель, 2 — брусок, 3 — деревянная стойка; 4 — междуфазное соединение, 5 — деревянная шпилька, 6 — изоляционная трубка, 7 — стальной болт, 8 — прижимные планки, 9 и 11 — компенсаторы (демпферы), 10 — провод, 12 — линия стенки бака, 13 — линия крышки, 14 — ось ввода ВН
Рис. 17. Съемный ввод на 35 кВ 600 А:
1 — медная шпилька, 2 — латунная гайка, 3 — медная шайба, 4 — латунная втулка, 5 — резиновое кольцо, 6 — латунный колпак, 7 — винт для выпуска воздуха, 8 — резиновая шайба, 9 — фарфоровый изолятор, 10 — стальной болт, 11 — стальной штампованный фланец, 12 — алюминиевый прижимной кулачок, 13 — установочный фланец, приваренный к крышке, 14 — крышка бака, 15 — бумажно-бакелитовая трубка
Конструкция отводов и их крепление не должны допускать перемещения отводов и чрезмерного их изгиба от тряски и толчков при транспортировке трансформатора.
Соединение медных отводов производят электропайкой меднофосфористым припоем, алюминиевых — электросваркой в среде аргона.
Присоединение отводов к нижним концам шпилек вводов выполняют при помощи гаек. К отводу предварительно припаивается гибкий компенсатор (демпфер), собранный из тонких медных полос толщиной 0,3 мм. Он необходим для компенсации допуска на длину отвода при установке активной части в бак и не допускает смещения или поломки отвода при транспортировке трансформатора.
Вводы
Вводы служат для вывода концов обмоток наружу и присоединения масляных трансформаторов к внешней электрической сети. Вводы выполняют на различные классы напряжения. Они различаются по роду установки трансформатора — для внутренней (до 35 кВ) и наружной (свыше 35 кВ).
Ввод состоит из токоведущей части в виде металлического стержня, шины или кабеля, к которым присоединяются отводы, и фарфорового проходного изолятора цилиндрической формы, устанавливаемого в отверстие крышки или стенки бака и изолирующего токоведущую часть.
Фарфоровый изолятор для внутренней установки имеет гладкую поверхность, а для наружной — верхнюю (наружную) часть ребристую с целью увеличения пути поверхностного разряда в случае дождя.
Для силовых трансформаторов ранее применялись армированные фарфоровые вводы, у которых изолятор при помощи специальной замазки (магнезиальной массы) армировался в чугунный или (при больших токах) латунный фланец. Однако для удобства замены поврежденного фарфора стали применять составные и съемные вводы. В качестве примера на рис. 17 изображен съемный ввод на 35 кВ.
При больших токах (1000 А и более) создаваемое ими сильное магнитное поле может вызвать чрезмерный нагрев от вихревых токов вблизи отверстия в крышке для проходного изолятора. Во избежание этого диаметр отверстия делают возможно большим или все вводы от одной из обмоток (обычно НН) размещают в общей обойме, изготовленной из немагнитного материала (латунь, бронза и т. п.).
Таблица 3. Обозначения вводов
В трансформаторах, у которых ток обмотки НН достигает нескольких десятков тысяч ампер (например, для питания электропечей), применяют шинные вводы. Они состоят из медных шин, укрепленных в гетинаксовой доске, которая устанавливается в прямоугольном вырезе крышки. Так как шинные вводы расположены плоскими сторонами друг к другу, токи в них наилучшим образом компенсируются, не увеличивая намного реактивное падение напряжения в отводах. Вводы имеют обозначения, указанные на крышке бака (табл. 3).
§ 19. Бак. Охлаждающие устройства. Расширитель
Рис. 18. Трубчатый бак трансформатора II габарита:
1 — тележка для передвижения трансформатора, 2 — кран для спуска масла, 3 — стальные трубы, 4 — подъемный крюк, 5 — верхняя рама, 6— пластина для крепления заводской таблички, 7 — пробка для взятия пробы масла
Бак трансформатора с масляным охлаждением представляет собой резервуар с маслом, в котором находится активная часть трансформатора. Нагретое при работе трансформатора масло охлаждается через стенки бака и охлаждающие устройства.
Форма баков чаще всего выбирается овальной (рис. 18), так как эта форма ближе к форме активной части и при этом является наиболее простой и механически более прочной.
Баки изготовляют из листовой стали при помощи электросварки. В нижней части стенка бака приварена встык к дну. Сверху приварена рама из полосовой стали. В раме имеются отверстия для болтов крепления крышки в верхней части бака, ПОД рамой приварены четыре крюка 4 для подъема бака, и всего трансформатора. Трансформаторы мощностью 160 кВ-А и более установлены на тележку 1 для возможности их передвижения. В нижней части бака приварены кран 2 для спуска масла и пробка 7 для взятия пробы масла. Внизу бака к его стенке приварена гайка для привертывания болта заземления, обозначенного стандартным знаком заземления красной или белой краской. К баку со стороны вводов НН приварена пластина 6 для крепления заводской таблички с техническими данными трансформатора.
Вместо труб, вваренных в стенку, применяют также трубчатые или пластинчатые охладители, присоединяемые к патрубкам на стенках бака. У трансформаторов мощностью 10 000 кВ-А и выше, как было сказано в § 10, применяют разного вида искусственное (форсированное) охлаждение.
Масляные трансформаторы имеют расширители, устанавливаемые над крышкой бака. Назначение расширителя двоякое, во-первых, необходимо компенсировать колебание уровня масла от изменения его температуры и, во-вторых, уменьшить поверхность соприкосновения нагретого масла с воздухом.
Общее изменение объема масла, учитывая колебания температуры окружающего воздуха и нагрев масла при полной нагрузке, составляет 8,7%. Исходя из этого, объем расширителя должен быть равен 11—12% объема масла в баке.
Конструктивно расширитель изготовляют в виде бака цилиндрической формы, установленного горизонтально над баком трансформатора и соединенного с ним трубой. Расширитель имеет указатель уровня масла с тремя отметками уровня, соответствующими температуре масла —45, +15 и +40° С в неработающем трансформаторе.
20. Вспомогательные устройства
Силовой масляный трансформатор должен быть снабжен рядом вспомогательных устройств, обеспечивающих его нормальную эксплуатацию, предупреждающих возможные аварии и облегчающие его обслуживание.
Трансформаторы мощностью 1000 кВ-А и более, а также мощностью 400 и 630 кВ-А, устанавливаемые внутри помещений, должны иметь газовые реле. Эти реле встраивают в соединительную трубу между баком и расширителем. Они срабатывают при внутренних повреждениях в трансформаторе, сопровождающихся выделением газов, при утечке масла и при попадании воздуха в бак.
При резком повышении давления внутри бака во избежание его разрыва вблизи расширителя устанавливают выхлопную трубу с мембраной, которая разрывается при повышенном давлении, и через трубу выбрасываются избыточные массы газов и масла. Выхлопные трубы должны иметь трансформаторы мощностью 1000 кВ-А и более.
Трансформаторы с напряжением обмотки НН 690 В и ниже должны снабжаться пробивными предохранителями. Этот предохранитель представляет собой искровой промежуток, включенный между вводом НН и заземленным баком.
Для контроля температуры верхних слоев масла на трансформаторах мощностью до 630 кВ-А включительно устанавливают ртутные термометры, а на трансформаторах большей мощности — термометрические сигнализаторы, позволяющие видеть их показания сбоку трансформатора, а также работающие на сигнал и отключение.
На трансформаторах мощностью 160 кВ-А и выше устанавливают термосифонные фильтры, предназначенные для непрерывной автоматической регенерации и очистки масла. Это необходимо для удлинения срока службы масла, так как маслорасширитель не полностью защищает масло от старения вследствие его окисления. Фильтр состоит из стального цилиндра, заполненного адсорбентом (силикагелем) и присоединенного к стенке бака при помощи двух патрубков. Масло, совершая естественную циркуляцию, проходит через фильтр сверху вниз, продукты старения при этом поглощаются силикагелем.
21. Особенности конструкции сухих трансформаторов
Сухие трансформаторы, т. е. трансформаторы с воздушным охлаждением, по конструкции менее сложны, чем масляные. Они изготовляются либо открытыми, либо имеют лишь защитные кожуха вместо баков. Однако их применение ограничивается, с одной стороны, худшими условиями охлаждения и, с другой стороны, меньшей прочностью изоляции. Поэтому до недавнего времени сухие трансформаторы строились на низкое (до 690 В) напряжение обмотки ВН и при мощности, не превышающей 320 кВ-А.
В последнее время, в связи с внедрением различных видов теплостойкой изоляции, допускающей повышение температуры обмоток до 180° С, расширился предел применения воздушного (без- масляного) охлаждения. Стало возможным выполнение сухих трансформаторов мощностью до 2500 кВ-А и при напряжении до 15 кВ.
Конструктивное отличие активной части сухих трансформаторов от масляных заключается в обеспечении лучшего доступа воздуха для охлаждения магнитопровода и обмоток, для чего в магнитопроводе устанавливают дополнительные каналы, а у обмоток каналы делаются более широкими.
Изоляционные детали для лучшей влагостойкости подвергаются специальной обработке, применяются гетинакс и текстолит влагостойких марок, стеклотекстолит, а также фарфоровые подкладки.
Выводные концы обмоток ВН обычно закрепляют на опорных изоляторах. Регулировочные ответвления выводят на доски зажимов. Отводы обмотки НН, выполняемые медными или алюминиевыми шинами, одновременно являются и вводами для присоединения к линии.
Сухие трансформаторы находят все большее применение, так как они почти не требуют ухода в эксплуатации и более доступны для осмотра. Они составляют основную часть комплектной трансформаторной подстанции (КТП)У их возможно устанавливать внутри цехов, жилых зданий и в других местах, где установка масляных трансформаторов недопустима по условиям пожарной безопасности (рис. 19).
Рис. 19. Общий вид трехфазного сухого трансформатора II габарита со снятым кожухом
Контрольные вопросы
1. Из чего состоит обозначение типа трансформатора?
2. Каковы основные элементы трансформатора?
3. Как располагаются обмотки ВН и НН на магнитопроводе?
4. Как определяется направление намотки обмоток?
5. Каково назначение вводов и из чего они состоят?
6. Каковы преимущества съемных вводов?
7. Как выбирается форма баков?
8. Для чего нужен расширитель?
9. Какие вспомогательные устройства устанавливаются на баке и крышке трансформатора и каковы их назначения?
