Силовой масляный трансформатор состоит из двух основных частей:
внутренней выемной части (магнитопровод с обмотками и относящиеся к нему устройства);
наружной части (стальной бак с крышкой, маслорасширитель, вводы, охлаждающие устройства, защитные, транспортно-такелажные и другие приспособления).
Магнитопровод трансформатора собирают из листов специальной электротехнической стали. Отдельные листы магнитопровода изолируют друг от друга тонкой бумагой или пленкой лака.
Обмотки трансформатора выполняют в виде цилиндрических катушек из изолированного медного или алюминиевого провода круглого или прямоугольного сечения. На стержне магнитопровода обмотки расположены концентрически; обмотка высшего напряжения находится снаружи.
Обмотки высшего напряжения двухобмоточных трансформаторов, а также обмотки 35 кВ трехобмоточных трансформаторов имеют специальные катушки, расположенные в середине обмотки и служащие для регулирования напряжения путем изменения коэффициента трансформации. Ответвление от регулировочных катушек выполнено в виде петель, к которым припаяны отводы, идущие к переключателю. Трансформаторы напряжением до 35 кВ включительно и мощностью до 5600 кВА имеют ответвления для двух дополнительных ступеней напряжения ±5%; трансформаторы напряжения 110 кВ и все трансформаторы мощностью 7500 кВА — для четырех дополнительных ступеней напряжения ±5; ±2,5%.
Регулировочные ответвления используют для обеспечения на вторичной обмотке понижающего трансформатора напряжения, близкого к его номинальному, когда подводимое первичное напряжение несколько отличается от номинального первичного напряжения. Регулировочные ответвления используют для компенсации падения напряжения при нагрузке как понижающего, так и повышающего трансформаторов. Практически регулировка в пределах ±5% является достаточной, так как номинальное вторичное напряжение трансформатора обычно бывает выше номинального напряжения электроприемников на 5—10%.
Рис. 152. Переключатель ответвлений:
а — схема соединений; б — конструкция; в—вид сверху; 1 — ось переключателя; 2— диск; А2 —А7— контактные стержни; Б — контактные кольца
Переключение с одного ответвления на другое для изменения коэффициента трансформации можно производить только при полном отключении трансформатора от сети как со стороны высшего, так и со стороны низшего напряжения.
В ряде случаев мощные трансформаторы имеют устройство для автоматического регулирования напряжения под нагрузкой, что обеспечивает постоянство вторичного напряжения в любой момент времени работы трансформатора. Для ручного изменения коэффициента трансформации и регулирования напряжения трансформатора служит переключатель, приводная ручка которого находится на крышке бака, а сам переключатель — внутри бака (под крышкой).
Рис. 153. Силовой трехфазный трансформатор ТМ-10 с естественным масляным охлаждением:
1 — трубчатый бак; 2 — крышка бака; 3 —выводы обмоток высшего напряжения; 4 — выводы обмоток низшего напряжения; 5 — предохранительная труба; 6 — маслоуказатель; 7 — расширитель
При четырехступенчатой регулировке (±5%; ±2,5%) на каждую фазу устанавливают отдельный переключатель, включаемый по схеме, приведенной на рис. 152. При двухступенчатой регулировке (±5%) применяют один общий переключатель.
Регулирование напряжения под нагрузкой осуществляют либо изменением коэффициента трансформации самого трансформатора при помощи встроенных регуляторов, либо включением в цепь обмоток силового трансформатора так называемых вольтодобавочных трансформаторов.
Встроенные регуляторы напряжения под нагрузкой приводятся в действие электродвигателем, управляемым двумя контакторами по реверсивной схеме. Включение каждого контактора и пуск двигателя осуществляют дистанционно кнопками со щита управления или же автоматически от реле напряжения. Вращаясь в одну сторону, двигатель переключает контакты встроенного регулятора на увеличение числа витков соответствующей обмотки трансформатора; вращаясь же в другую сторону, он переключает контакты регулятора на уменьшение числа витков этой же обмотки трансформатора.
Баки силовых трансформаторов имеют овальную. форму и в зависимости от мощности выполняются гладкими, трубчатыми (рис. 153) и со съемными трубчатыми радиаторами (рис. 154).
При форсированном воздушном охлаждении внутри каждой секции трубчатых радиаторов устанавливают по два вентилятора.
На рис. 155 показан однофазный трансформатор ОДЦГ с принудительной циркуляцией масла и охлаждением его в воздушных охладителях.
Во время транспортировки трансформаторов с радиаторным баком радиаторы снимают без спуска масла из бака. Для этого на патрубках, соединяющих бак с радиаторами, имеются специальные краны. На стенках бака трансформатора предусмотрены патрубки для присоединения фильтров очистки и сушки масла, краны для спуска и взятия проб масла. Бак устанавливают на тележку из стальных балок, снабженную катками для перемещения трансформатора по специальным рельсам и направляющим в пределах РУ.
Рис. 154. Трехфазный трехобмоточный трансформатор ТДТГ на 15 тыс. кВА, 110/38, 5/11 кВ:
1 — ввод ВН: 2 — ввод CH; 3 — изоляционный цилиндр; 4 — ввод НН; 5 —привод переключателя; 6 —предохранительная труба; 7 —расширитель; 8 — магнитопровод; 9 —переключатель ответвлений обмотки ВН; 10 — обмотка ВН; 11 — экранирующие витки обмотки ВН; 12 — термосифонный фильтр; 13 — тележка; 14 — бак трансформатора; 15 — трубчатый радиатор; 16 — электрический вентилятор
Катки в раме тележки могут быть поставлены вдоль или поперек по отношению к баку трансформатора.
В верхней части бака к его стенкам приварены четыре крюка под стропы для подъема трансформатора краном или талями. У мощных трансформаторов к дну бака приварены стальные скобы для подъема трансформатора при помощи домкратов.
На крышке трансформатора размещены вводы, смотровой люк (для мощных трансформаторов), маслорасширители, предохранительная труба и ручки переключателей. Кроме того, в крышке имеются: гнездо для установки термометра, кран для присоединения фильтр-пресса и центрифуги для очистки и сушки масла, патрубок для вакуум-насоса, используемого при сушке трансформатора, и кольца для подъема крышки и выемной часта.
Объем масла с изменением его температуры изменяется.
Рис. 155. Однофазный трансформатор с принудительной циркуляцией масла и дутьем типа ОДЦГ-135 000/500 на 500 кВ:
1 — расширитель; 2 — предохранительный труба; 3 — вывод НН; 4 — трубопровод, соединяющий бак с расширителем; 5 — ввод ВН; 6 — ввод нейтрали; 7 — бак трансформатора; 8 — охладители с вентилятором; 9 — струйное реле; 10 — магистральная труба; 11 —маслонасос с электродвигателем; 12 — тележка
Чтобы при расширении масла не произошел разрыв бака, а при уменьшении объема масла внутри бака не образовалось разрежение, баки трансформаторов мощностью выше 50 кВА снабжают расширителями.
Расширитель (рис. 156) представляет собой цилиндрический бак, соединенный трубой с баком трансформатора. Объем расширителя составляет около 10% объема масла в баке трансформатора; с торцовой части расширитель имеет стеклянную трубку — маслоуказатели, по которому определяют уровень масла в расширителе. На стенке расширителя рядом с маслоуказателем нанесены три белые контрольные черты, показывающие уровень масла при температуре окружающей среды +35, —35 и +15° С.
Расширители трансформаторов средней мощности в верхней части имеют пробку с отверстиями для всасывания и вытеснения воздуха (для дыхания) при изменении объема содержащегося в них масла. Расширители трансформаторов большой мощности для этой цели снабжены дыхательной трубкой. В нижней части расширитель имеет грязевик (грязеотстойник) с пробкой для удаления осадков.
При возникновении дуги в обмотках сильно возрастает внутреннее давление, так как происходит разложение масла и бурное выделение газов.
Рис. 156. Расширитель силового трансформатора:
1 — маслоуказатели; 2 — дыхательная пробка; 3 — дыхательная трубка;
4 — патрубок с фланцем для присоединения трубопровода бака; 5—грязевик
Чтобы предупредить повреждения бака из-за возрастания внутреннего давления, на крышке трансформаторов мощностью 1000 кВА и выше устанавливают предохранительную трубу. Верхний конец трубы имеет фланец, закрываемый стеклом. При повышении давления в баке, выходящем за пределы допустимого, стекло лопается и масло выбрасывается наружу.
Силовые трансформаторы мощностью 1000 кВА и выше оснащены газовыми реле, которые служат для защиты трансформаторов при различных внутренних повреждениях. В зависимости от характера повреждения газовое реле действует либо на аппарат отключения трансформатора, либо на предупреждающий звуковой сигнал.
Трансформаторы комплектуют также контактными термометрами или термометрическими сигнализаторами и другой вспомогательной аппаратурой.
