Конструкция силового масляного трансформатора 6/0,4 кВ

1 – маслорасширитель; 2 – маслоуказатель; 3 - ввод НН; 4 - ввод ВН; 5 - крюк для подъема трансформатора; 6 - щиток заводской; 7 - пробка для взятия пробы; 8 - пробка для спуска осадка; 9 - болт заземления; 10 – воздухоосушитель; 11 - привод переключателя.

Основными элементами конструкций масляных трансформаторов являются: магнитопровод, обмотки с отводами и элементами изоляции, бак с расширителем. Кроме того, трансформаторы снабжаются различными вспомогательными устройствами: охлаждения, переключения ответвлений, защиты масла от воздействий внешней среды, контроля и сигнализации, а также вводами.

1.1. Магнитопровод трансформатора - выполняет функции магнитной системы и одновременно его конструктивной и механической основы. В конструкции магнитопровода различают активную часть, непосредственно проводящую магнитный поток, и неактивную часть, придающую магнитопроводу необходимую жесткость и являющуюся остовом для установки и крепления на нем различных деталей.

Магнитопровод, один из самых важнейших узлов трансформатора, является его магнитной системой, а также служит конструктивным основанием для установки и крепления обмоток, отводов и других деталей. Магнитопровод должен обладать жесткостью конструкции, достаточной для восприятия механических усилий, возникающих в процессе производства, транспортировки и эксплуатации трансформатора.

Указанные функции магнитопровода определяют его конструкцию состоящую из: активной части, непосредственно проводящей магнитный поток, предназначенной для усиления электромагнитной связи между обмотками трансформатора и неактивной части, придающей магнитопроводу механическую жесткость и являющейся основанием для установки крепления деталей узлов трансформатора.

Активную часть магнитопровода выполняют из электротехнической стали.

Отдельные участки активной части магнитопровода в зависимости от их расположения относительно обмоток трансформатора условно названы стержнями и ярмами.

Стержнями называют часть магнитной системы, на которой располагаются обмотки трансформатора. Часть магнитной системы, не несущей обмоток и служащей для замыкания магнитной цепи, называют ярмами.

По взаимному расположению стержней и ярм магнитопроводы могут иметь плоское или пространственное исполнение.

К плоским относятся магнитопроводы, у которых продольные оси расположены в одной плоскости. Эта конструкция получила самое широкое распространение, и долгие годы являлась основной.

Наиболее широко распространен магнитопровод стержневого типа. Стержни такого магнитопровода располагаются в трансформаторе, как правило, вертикально. Обмотки стержневого магнитопровода имеет в основном цилиндрическую форму, в связи с чем поперечное сечение стержней стремятся приблизится к кругу, образуемого внутренними витками обмотки. Из-за больших технологических трудностей набора круглого сечения его выполняют ступенчатой формы, набирая из пакетов различной ширины.

Форма сечения ярма стержневого магнитопровода, как правило, повторяет форму сечения стерня, за исключением нескольких крайних пакетов, ширина которых с целью улучшения условий фиксации ярма увеличения до ширины соседнего внутреннего пакета.

1.2. Обмотка трансформатора - представляет собой часть электрической цепи (первичной и вторичной), и состоит из:

- проводникового материла (обмоточный провод, медный или алюминиевый);

- изоляционных деталей.

В комплект обмотки входят также вводные концы, ответвления для регулирования напряжения, емкостные кольца и электростатические экраны емкостной зашиты от перенапряжений.

Непрерывная обмотка применяется главным образом для крупных трансформаторов. Непрерывная обмотка состоит из катушек, соединенных между собой последовательно. Катушки наматываются прямоугольным проводом. Характерной особенностью непрерывной обмотки является выполнение так называемых перекладных катушек.

Перекладные катушки сначала наматываются как обычно, начиная от цилиндра, а затем витки этих катушек перекладываются в обратном порядке. Для облегчения перекладки натяжку провода несколько ослабляют, а затем, после перекладки, провод, идущий с барабана, опять натягивают. Благодаря такому способу намотки соединение катушек между собой получается без обрыва провода, т.е. без применения паек. Вся обмотка при этом получается более компактной и благодаря хорошей натяжке проводов механически более прочной.

Непрерывная обмотка наматывается на рейки и на бакелитовые цилиндры. Между катушками ставятся прокладки из электрокартона, создающие каналы для охлаждения обмотки. Эти прокладки укрепляются на рейках посредством выреза в виде "ласточкина хвоста ".

1.3. Бак. В трансформаторах с масляным охлаждением магнитопровод с обмотками помещен в бак, наполненный трансформаторным маслом. Омывая обмотки и магнитопровод, трансформаторное масло отбирает от них тепло и, обладая более высокой теплопроводностью, чем воздух, через стенки бака и трубы радиатора отдает ее в окружающую среду. Наличие трансформаторного масла обеспечивает более надежную работу высоковольтных трансформаторов, так как электрическая прочность масла намного выше, чем воздуха. Масляное охлаждение интенсивнее воздушного, поэтому габариты и вес масляных трансформаторов меньше, чем у сухих трансформаторов такой же мощности.

В трансформаторах мощностью до 20—30 кВ*А применяют баки с гладкими стенками. У более мощных трансформаторов для увеличения охлаждаемой поверхности стенки бака делают ребристыми или же применяют трубчатые баки. Масло, нагреваясь, поднимается вверх и, охлаждаясь, опускается вниз. При этом масло циркулирует в трубах, что способствует более быстрому его охлаждению.

У трансформаторов классов напряжения 110 кВ и выше для охлаждения применяют радиаторы.

1.4. Ввода. Ввода предназначены для присоединения обмоток к сборным шинам подстанции. Ввод состоит из трех основных элементов:

а) токоведущей части (в виде стержня или кабеля); к ее нижнему концу, находящемуся в масле в баке трансформатора, присоединяют соответствующий отвод, соединенный с обмоткой, к ее верхнему концу, находящемуся в воздухе, присоединяют ошиновку;

б) металлического фланца, служащего для крепления к крышке бака;

в) фарфорового изолятора, представляющего собой основу изоляционной конструкции ввода. В такой конструкции присоединение ввода к отводу обмотки производится через люки в баке трансформатора, что не вполне удобно. В этом отношении более удобны так называемые "съемные вводы", так как их установку, так же как и снятие с бака трансформатора, можно производить, не имея люков в баке. Масло, заполняющее внутреннюю полость вводов напряжением до 35 кВ включительно, сообщается с маслом трансформатора.

Маслонаполненные вводы 110 кВ и выше (кроме вводов с твердой изоляцией) имеют собственный объем масла, который не сообщается с маслом в баке трансформатора. Такие вводы имеют внутреннюю довольно сложную бумажно-масляную или маслобарьерную в старых конструкциях изоляцию. Верхняя и нижняя фарфоровые покрышки, стянутые втулкой, образуют изолированный объем масла и обеспечивают внешнюю изоляцию. Вводы 110 кВ изготовляют также с твердой изоляцией. Для компенсации температурных изменений у негерметичных вводов применяется расширитель с указателем уровня масла, а у герметичных вводов - компенсирующее сильфонное устройство, помещенное в верхней части ввода или же в отдельном выносном баке, соединенном трубкой с вводом. Давление во внутренней полости герметичных вводов контролируется манометром. Расширители негерметичных вводов имеют воздухоосушители с масляным затвором.

1.5. Расширитель. Конструктивно расширитель представляет собой стальной цилиндрический бак, расположенный горизонтально над баком и соединенный с ним трубой. Расширитель должен иметь съемное дно или люк для возможности его окраски внутри и очистки от осадков, выделяющихся из масла. Расширитель имеет указатель уровня масла в нем с отметками уровня, соответствующими температуре масла -45, +15, +40° С при неработающем трансформаторе.

Расширители с пленочной защитой отличаются большим объемом подготовительных работ. Эластичную емкость перед установкой в расширитель проверяют на маслоплотность путем заполнения емкости воздухом до избыточного давления 3 кПа, при этом внешнюю поверхность покрывают раствором мыльной пены для обнаружения мест утечек. После проверки внешняя поверхность должна быть тщательно промыта. Одновременно проверяют на герметичность расширитель избыточным давлением воздуха 25 кПа. Пленку в расширитель устанавливают на монтажной (ремонтной) площадке до установки расширителя на трансформатор.

Расширители снабжаются воздухоосушителями с масляным затвором. Назначение воздухоосушителя заключается в извлечении влаги из воздуха, поступающего в расширитель при понижении в нем уровня масла. Воздух при этом проходит через адсорбент (силикагель) и уже осушенный поступает в расширитель. Масляный затвор служит для очистки воздуха и пыли и предохранения адсорбента от увлажнения окружающим воздухом.

Техническое обслуживание

При техническом обслуживании трансформаторов в процессе эксплуатации производят осмотры и мелкий ремонт трансформатора, не требующий его остановки и отключения от сети и потребителя, а также текущий ремонт отключенного трансформатора без его вскрытия.

Периодические осмотры трансформаторов производятся в следующем объеме:

- проверка состояния фарфоровых изоляторов и покрышек вводов (наличие или отсутствие трещин, сколов фарфора, загрязнений, течи масла через уплотнения);

- целости и исправности манометров в системе охлаждения, азотной защиты и на герметичных вводах;

- проверка термосигнализаторов, термометров, маслоуказателей, газовых реле, мембраны выхлопной трубы;

- положения автоматических отсечных клапанов на трубе к расширителю, состояния индикаторного силикагеля в воздухоосушителях, состояния фланцевых соединений маслопроводов системы охлаждения, бака и всех других составных частей;

- отсутствия течей масла и механических повреждений на трансформаторе и его составных частях: проверка исправности действия системы охлаждения и нагрева трансформатора по показаниям приборов, уровня масла в расширителе бака и расширителях вводов, давления масла в герметичных вводах, показаний счетчика переключений у трансформаторов, снабженных устройством РПН, отсутствия постороннего шума в трансформаторе;

- у трансформаторов, имеющих охлаждение с принудительной циркуляцией масла (ДЦ или Ц) - периодический контроль по манометрам давления масла и воды в системе охлаждения.

Профилактические испытания трансформаторов проводятся в объеме, установленном в системе ППР электрооборудования. С целью выявления возникающих дефектов в активной части трансформатора на ранней стадии развития рекомендуется применять анализ растворенных газов в масле с помощью хроматографии.