Основным конструктивным типом силового трансформатора на пряжением до 10 кВ включительно является трехфазный трансформа тор с естественным масляным охлаждением. Устройство такого трансформатора показано на рис. 9.2.
Во всяком силовом трансформаторе имеются: стальной сердечник, собранный из тонких стальных листов, являющийся магнитопроводом, и обмотки — первичная и вторичная. Для присоединения проводов к концам обмоток служат специальные проходные изоляторы, называемые выводами высшего и низшего напряжения, которые пропускают через крышку трансформатора и при помощи фланцев укрепляют на ней болтами. Сердечник вместе с насаженными на него катушками обмоток и крышкой с выводами составляет выемную (активную) часть трансформатора.
Рис. 9 2 Устройство трехфазного силового трансформатора:
1 — рукоятка переключателя; 2 — выводы высшего напряжения; 3 — выводы низшего напряжения; 4 — маслоуказатели; 5 — расширитель; 6— трубы; 7 — бак трансформатора; 8 — сердечник; 9 — обмотка высшего напряжения; 10 — обмотка низшего напряжения
Рис. 9.3. Трехфазный трансформатор для электропрогрева бетона типа ТМОА-50:
а — общий вид; б — вид сверху; 1 — переключатель; 2 — соединительные планки на выводах вторичной обмотки
Во всех трансформаторах предусматривается возможность изменения коэффициента трансформации в пределах ± 5% напряжения, указанного в паспорте. Это необходимо, чтобы поддерживать номинальное (нормальное) напряжение (400 или 230 В) на выводах низшей стороны трансформатора при колебаниях напряжения в высоковольтной сети, от которой подводится питание к первичной его обмотке (например, вместо 6 кВ подается напряжение 6,3 или 5,7 кВ). Обмотка высшего напряжения для этой цели имеет два ответвления: одно из них — отключающее некоторое количество витков (на случай понижения подводимого к трансформатору напряжения), второе — добавляющее соответствующее количество витков (на случай повышения подводимого напряжения). Переключение с одной ступени на другую производится поворотом рукоятки переключателя, к контактным стержням которого присоединяют ответвления от обмотки. Рукоятка переключателя помещена на крышке трансформатора. Переключать можно только после полного двустороннего отсоединения трансформатора от сети.
Для усиления изоляции обмоток, а также улучшения условий отвода тепла от обмоток и стали магнитопровода выемную часть силовых трансформаторов устанавливают в герметически закрывающемся стальном баке или кожухе, доверху заполненном сухим, очищенным от механических примесей трансформаторным маслом. В целях лучшей отдачи тепла окружающему воздуху в бак трансформатора для увеличения поверхности охлаждения вваривают изогнутые трубы, по которым циркулирует масло. Внешний вид трансформатора с трубчатым баком представлен на рис. 9.3.
Кожух трансформатора должен быть постоянно заполнен трансформаторным маслом. Масло, как и всякое физическое тело, при нагревании расширяется. Поэтому трансформаторы, кроме самых малых (до 50 кВА), снабжают так называемыми расширителями, т. е. дополнительными бачками, соединенными трубкой с баком трансформатора. Их устанавливают или на крышке трансформатора, или (у крупных трансформаторов) на специальных кронштейнах. Такой расширитель виден на рис. 9.2 и 9.3. Масло заливают в трансформатор до определенного уровня в расширителе. Расширитель снабжен маслоуказателем, на котором имеются три черты, показывающие нормальный уровень масла при температуре окружающего воздуха +35°С, + 15 и —35°С.
Одновременно расширитель имеет еще и другое назначение. Изоляционные качества трансформаторного масла резко ухудшаются при увлажнении, что чаще всего происходит от соприкосновения масла с влажным воздухом. При наличии расширителя масло соприкасается с воздухом лишь на небольшой площади своего уровня в расширителе, в нижней части которого для спуска постепенно накапливающейся влаги есть кран (пробка).
Для измерения температуры масла трансформаторы снабжены ртутными термометрами со шкалой, отградуированной от —20° до +100° С, в металлической оправе, ввертываемой в специальное отверстие крышки кожуха. Трансформаторы мощностью 1000 кВА и выше снабжаются термометрами с сигнальными контактами, которые при температуре 95° С, замыкая электрическую цепь, дают сигнал о максимально допустимом пределе температуры масла.
Промышленностью выпускают также силовые трансформаторы, заполненные вместо трансформаторного масла синтетической жидкостью — совтолом. Совтол — охлаждающая и изолирующая жидкость, негорючая (трансформаторное масло может гореть) и взрывобезопасная. Трансформаторы с заполнением совтолом изготовляются только в герметическом исполнении (пары совтола ядовиты).
Отрицательным свойством совтола является его высокая температура застывания — минус 7° С (температура застывания трансформаторного масла — минус 45° С).
Выпускают также сухие силовые трансформаторы (т. е. с воздушным охлаждением). Сухие трансформаторы безопасны в отношении пожара и потому ими комплектуются трансформаторные подстанции в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности (зрелищные предприятия и др.). Для работы в условиях повышенной влажности сухие трансформаторы непригодны. Поэтому в условиях строительных площадок их не применяют.
