Конструкция обмоток трансформаторов должна обеспечить заданное число фаз схемы преобразования, заданные аварийные токи, надежную работу при нагрузочных и аварийных режимах, характерных для преобразовательной установки. В связи со значительными усилиями, возникающими при пробоях вентилей, перекрытиях в преобразовательных секциях и КЗ в отдельных частях ВО, конструкция обмоток трансформаторов должна иметь высокую механическую прочность. Конструкцию обмоток и их крепление выбирают на основании расчетов и результатов электродинамических испытаний, при этом необходимо обеспечивать высокую электрическую прочность главной и продольной изоляций обмоток в соответствии со значениями испытательных напряжений, приведенными в гл. 1.
При выборе формы сечения провода руководствуются необходимостью обеспечить максимальную устойчивость проводника при приемлемой технологичности намотки.
Рис. 2.6. Остов трансформатора
Отношение высоты проводника к его ширине рекомендуется принимать в пределах 2,5—4, в редких случаях оно может достигать 5—6. Механическая прочность обеспечивается применением жестких опор в виде бумажно-бакелитовых, стеклоэпоксидных и других цилиндров, а также размещением определенного числа реек и бандажей. В непрерывных дисковых и винтовых обмотках число реек для крепления прокладок, образующих горизонтальные каналы, выбирают максимально допустимым по условиям нагрева, но так, чтобы расстояние между прокладками было не меньше указанного в табл. 2.4. При меньших расстояниях между прокладками усложняется технология выполнения внутренних переходов между катушками и возможны повреждения изоляции переходов при опрессовке обмоток. Нужного расстояния между прокладками добиваются выбором не только числа реек, но и ширины прокладок, которая унифицирована и равна 40 и 50 мм. Для уменьшения радиальных усилий, сжимающих обмотку, применяют «холостые» промежуточные рейки, на которые прокладки, образующие каналы, не устанавливаются (рис. 2.7). На всех обмотках прокладки дополнительно крепят с помощью наружных реек или полос из картона. Это повышает жесткость и устойчивость всего столба прокладок, ограничивает их горизонтальное смещение, благодаря чему повышается механическая прочность обмотки.
Рис. 2.7. Крепление обмоток рейками и бандажами:
1 — обмотка внутренняя; 2- обмотка средняя; 3— обмотка наружная; 4 — промежуточные рейки; 5 бандажи; 6 — основные изоляционные прокладки; 7 — «холостые» рейки; 8— дополнительные изоляционные прокладки
Механическую прочность обмоток увеличивают также путем бандажировки с помощью 8— 10 слоев стеклоленты шириной 20 мм. Эти бандажи накладывают по высоте обмотки равномерно с расстоянием между бандажами примерно 80— 300 мм либо устанавливают в местах повышенных усилий: на стыке частей обмоток, на катушках с большим неравномерным токораспределением при аварийных режимах, в местах вывода концов обмоток. Особенно эффективны бандажи, накладываемые на изоляционные стержни (рейки), которые устанавливают в промежутках между прокладками и образуют каналы в непрерывных и винтовых обмотках [2.4]. Эти изоляционные стержни примыкают непосредственно к наружным виткам обмотки и закрепляются между соседними проводниками одной из катушек (рис. 2.8) с помощью гибкой ленты либо с помощью прокладок, надеваемых на изоляционные стержни и свободно перемещающихся в каналах обмотки (рис. 2.7). Для обмоток внутренних концентров бандажи целесообразно размещать в пазах изоляционных стержней, что позволяет улучшить фиксацию обмоток, повысить технологичность сборочных работ при насадке обмоток (рис. 2.7).
Осевой размер провода без изоляции, мм | Минимальное расстояние между прокладками, мм | Осевой размер провода без изоляции, мм | Минимальное расстояние между прокладками, мм | ||
Один переход между прокладками | Два перехода между прокладками | Один переход между прокладками | Два перехода между прокладками | ||
15 | 80 | 115 | 7,5 | 59 | 83 |
14 | 78 | 110 | 7,1 | 57 | 81 |
13,2 | 76 | 106 | 6,7 | 56 | 79 |
12,5 | 74 | 103 | 6,3 | 53 | 76 |
11,8 | 73 | 101 | 6 | 52 | 75 |
11,2 | 71 | 99 | 5,6 | 51 | 73 |
10,6 | 68 | 96 | 5,3 | 49 | 72 |
10 | 67 | 94 | 5 | 48 | 69 |
9,5 | 66 | 92 | 4,75 | 47 | 68 |
9 | 64 | 90 | 4,5 | 46 | 67 |
8,5 | 62 | 87 | 4,25 | 45 | 64 |
8 | 60 | 85 | 4 | 43 | 62 |
Для уменьшения осевой усадки обмоток прокладки изготовляют из малоусадочного, предварительно специально обработанного электро технического картона путем обжима на специальных вальцах или прессования при давлении (2,5— 4)·107 Па и температуре 100 С. Перед применением прокладки сушат, пропитывают меламиноглифталевым лаком и запекают.
После намотки обмотки стягивают в специальных приспособлениях, сушат в вакуум-сушильных шкафах, а затем дополнительно прессуют гидравлическими прессами при давлении на рабочую площадь (4—5)х106Па. В запрессованном виде обмотки пропитывают меламиноглифталевым лаком и запекают. Пропитка лаком обеспечивает монолитность обмотки и повышает ее механическую прочность.
Рис. 2.8. Крепление обмоток бандажами в местах повышенных усилий:
1 — обмотка; 2 — гибкая лента; 3— изоляционный стержень; 4 — бандаж
Рис. 2.9. Двухходовая непрерывная обмотка
Рис. 2.10. Непрерывная обмотка с большим числом параллельных проводов
Однако пропитка несколько снижает изоляционные характеристики и усложняет технологию производства. Поэтому разработана технология изготовления обмоток без пропитки лаками. Обмотки сушат под давлением, которое к концу процесса сушки не должно быть больше (2—2,5)·106 Па. После сушки крепления дополнительно затягивают и до насадки на магнитопровод обмотки хранят ограниченное время.
