Конструкції обмоток трансформаторів можуть суттєво відрізнятися в залежності від потужності і напруги. Визначальними конструктивне виконання обмотки є число витків, перетин витка і клас напруги.
Класом напруги обмотки трансформатора називають її тривало допустима робоча напруга. Клас збігається з номінальною напругою електричної мережі, в яку обмотка включається. Кожному класу напруги відповідають певні випробувальні змінні напруги при промисловій частоті і імпульсні. Класом напруги трансформатора вважають клас напруги обмотки ВН. p> За розташуванням на стрижні обмотки подразде ляють на концентричні (рис. 3.1 , а) і чергуються (Рис. 3.1, б). При використанні концентричних обмоток в силових трансформаторах обмотка НН розташовується всередині, а ВН - зовні.
Основним елементом кожної обмотки є виток, який складається з одного або декількох паралельних провідників. Сукупність витків, з'єднаних послідовно, утворює котушку. Обмотка може складатися з однієї або декількох котушок. Витки, впритул намотані на циліндричній поверхні, утворюють шар.
Котушки називають В«правимиВ», якщо обхід вздовж витків скоюється за годинниковою стрілкою, та В«лівимиВ», якщо обхід йде проти годинникової стрілки (за аналогією з позначенням різьби гвинта) Від напрямку намотування витків залежить напрямок ЕРС, індукованої в котушці, і напрям магнітних силових ліній. З міркувань зручності виготовлення більшість обмоток трансформаторів виконують з лівої намотуванням.
В
Рис 3.1. Концентричні і чергуються обмотки
Рис. 3.2. Напрями намотування котушок
Силові трансформатори повинні дозволяти регулювати напругу на навантаженні в невеликих межах. Таке регулювання напруги здійснюється зміною коефіцієнта трансформації. З цією метою одна з обмоток (обмотка ВН) повинна мати кілька відпаювань. У силових трансформаторах передбачається два види регулювання напруг силового трансформатора
- регулювання напруги шляхом перемикання відгалужень обмотки без збудження (ПБЗ) після відключення всіх обмоток трансформатора від мережі;
- регулювання напруги під навантаженням (РПН), без відключення обмоток трансформатора від мережі. p> У олійних трансформаторах потужністю від 25 до 200000 кВА з ПБЗ стандартами ГОСТ 12022-66; 11920-73 і 12965-74 передбачено виконання на обмотках ВН чотирьох відгалужень на +5; +2,5; -2,5 і -5% Від номінальної напруги крім основного затиску з номінальною напругою. p> 3.2 Вибір типу обмоток
Проектування обмоток трансформатора здійснюється з урахуванням виробничих і експлуатаційних вимог, пропонованих до них.
Виробничі вимоги зводяться до оптимізації витрат матеріалів і праці на виробництво трансформатора. Це забезпечується вибором раціонального типу обмотки, матеріалу обмоточного дроту, компактним розміщенням та розподілом витків і котушок щоб обмежити витрата обмоточного проводи й забезпечити найкраще заповнення вікна магнітопровода.
До експлуатаційним вимогам відносяться механічна міцність при впливі сил короткого замикання і обмежений нагрів обмоток в номінальному режимі роботи.
Механічна міцність забезпечується раціональним розташуванням витків і котушок так, щоб обмежити виникають електромагнітні зусилля.
Для досягнення необхідної нагревостойкості слід забезпечити ефективну тепловіддачу від обмотки в охолоджуючу середовище шляхом створення розвинутої охолоджуючої поверхні і вибором раціональної щільності струму. Вимога ефективної тепловіддачі обмежує радіальний розмір обмотки між двома охолоджуючими поверхнями. p> Основні параметри для вибору типу обмоток наступні:
1. Потужність трансформатора (S, кВА). p> 2. Струм фази обмотки (I ф , А). p> 3. Номінальна напруга (U ном , кВ). p> 4. Перетин витка обмотки (П, мм 2 ). p> 5. Схема регулювання напруги (Для обмоток ВН). p> Перші чотири параметри визначені технічним завданням, або попереднім етапом проектування (вибір головних розмірів). p> На вибір схеми регулювальних відгалужень впливає ряд факторів:
- схема з'єднання обмоток;
- тип обмотки;
- механічна міцність при коротких замиканнях;
- напруга між частинами обмотки.
На рис. 3.3 показані найбільш споживані схеми виконання регулювальних відгалужень в обмотках ВН трансформаторів і стандартні позначення почав, кінців і відгалужень обмоток ВН
В
Рис. 3.3. Різні схеми виконання відгалужень в обмотці ВН при регулюванні напруги без збудження ПБЗ.
При з'єднанні обмоток в зірку найбільш доцільні схеми рис. 3.3, а, б, в, оскільки допускають застосування найбільш простого і дешевого перемикача - одного на тр...
