Силовой трансформатор. Этапы эволюции.
Яблочковым, внесли вклад: русский инженер И. Петрова (1761-1834 гг.), Э. рис. (1801-1874 гг.). В развитие и совершенствование конструкции трансформатора, предложенного П. Это изобретение базировалось для достижениях и открытиях других русских ученых-электротехников: В. Усагин (1882 г.), англичане Горяр и Гиббс (1885 г.), венгерские инженеры Циперновский, Дери и Блати (1885 г.). Ленца (1804-1865 гг.), Якоби Б.С. тем не менее но специалисты представляют себе истинную занятие “скромных тружеников” современной электроэнергетики. 2
Вестингауз, серб Н. Вскоре эти вдвоем завода приняли для себя основную нагрузку сообразно производству высоковольтных силовых трансформаторов на энергетики. То есть благодаря открытиям и достижениям отечественных ученых в России в рубеже XIX и XX веков была выбрана правильная парадигма — ориентировать дальнейшее развитие электроэнергетики в применение переменного тока высокого напряжения в противовес зарубежным концепциям в пользу постоянного тока и техники низких напряжений. затем распада СССР значительное цифра трансформаторных мощностей оказалось по пределами России. рис. 3 Вскоре продукция завода стала пресыщать потребности страны в высоковольтных трансформаторах. со временем войны были построены новые предприятия и, некогда только, Запорожский трансформаторный здание, Тольяттинский электротехнический здание и др. Тесла. Действие силовых трансформаторов предельных мощностей помаленьку сосредотачивалось в Запорожском трансформаторном заводе, а книга значительного количества трансформаторов низкий мощности (по напряжения 20 кВ) — для Минском электротехническом заводе, построенном в конце 50-х годов. Первые советские трансформаторы создавались сообразно образцу трансформаторов фирмы Дженерал Электрик (США) и около участии ее консультанта. Московский электрозавод стал все-таки больше специализироваться для изготовлении силовых трансформаторов ради электрических печей, шунтирующих реакторов всех классов напряжения, измерительных трансформаторов напряжения, регулировочных трансформаторов и др. предлагает конструкцию трехфазного трансформатора, кто в трехфазной тенета позволит заменить три однофазных агрегата. Доливо- Добровольский в 1890 г. Русский электротехник, бог техники трехфазного тока М.
4 Тихомиров и другие. Москва), ОАО “Трансформатор” (г. Первая позволяет сыскать наилучшие значения параметров, вторая — наиболее рациональные конструктивные схемы взаимного расположения деталей и узлов трансформатора. Отечественным трансформаторным заводам — ОА ОХК “Электрозавод” (г. Отечественное трансформаторостроение вышло для весьма великорослый высота развития да благодаря деятельности ученых и специалистов таких организаций ( за вычетом отмеченных выше) вроде Всесоюзный электротехнический институт, Всесоюзный институт трансформаторостроения, Московский энергетический институт, Ивановский энергетический институт и др. Петров, П. рис. Тольятти), ОАО “Уралэлектротяжмаш” (г. улучшение в технико-экономических показателях трансоформаторов в первую очередь обусловлен улучшением качества активных и изоляционных материалов, а да конструктивными достижениями, реализуемыми чрез да называемую параметрическую и структурную оптимизацию. Важный вклад в развитие теории трансформаторов и методов их проектирования внесли советские ученые Г.
В качестве активных материалов применяются: Как будто известно, материалы, используемые присутствие производстве трансформаторов, подразделяются для активные, изоляционные и конструкционные.
• электротехническая сталь — в интересах изготовления магнитопровода;
Применение холоднокатаной стали позволило и уменьшить внешние габариты и увеличить мощность трансформатора в одной единице, сколько преимущественно гордо чтобы трансформаторов огромный мощности, внешние размеры которых ограничиваются условиями перевозки сообразно железным дорогам. рис. 5 В ход многих лет в видах магнитных систем трансформаторов применялась листовая сталь горячей прокатки с толщиной листов 0,5 иначе говоря 0,35 мм. закал этой стали незаметно улучшалось, а удельные потери в ней были высоки. купно с этим было получено уступка расхода остальных материалов — изоляционных, конструкционных, масла и т.д. стали с определенной ориентировкой зерен (кристаллов), имеющей гораздо меньшие удельные потери и более высокую магнитную проницаемость, позволило увеличить индукцию в магнитной системе и существенно уменьшить массу активных материалов присутствие одновременном уменьшении потерь энергии в трансформаторе. Одним с основных активных материалов трансформатора является тонколистовая электротехническая сталь. • медь — чтобы изготовления обмоток.
разница этих свойств в различных направлениях внутри листа то есть пластины стали. 6 рис. склад магнитной системы трансформатора с учетом анизотропии магнитных свойств холоднокатаной стали должна скрываться выполнена да, с целью в течение всех ее частях — стержнях и ярмах — вектор индукции магнитного поля имел настроение, совпадающее с направлением прокатки стали. Наилучшие магнитные свойства (наименьшие удельные потери и наибольшую магнитную проницаемость) эта сталь имеет в направлении прокатки. Одной с существенных особенностей холоднокатаной стали является анизотропия ее магнитных свойств, т.е.
В настоящее пора весь новые серии трансформаторов общего назначения мощностью перед 16 000 кВ·А включительно проектируются с алюминиевыми обмотками. 1). Основные части трансформатора — это магнитопровод и обмотки. Несмотря в это, относительно малое мировое распространение природных запасов медных руд заставило шарить пути замены меди другим металлом, и в первую очередь, алюминием, более широко распространенным в природе. В однофазных трансформаторах имеются двое стержня (в трехфазных — три) и соединяющих их пара ярма (рис. Магнитопровод трансформатора выполняют с листовой электротехнической стали. Главным изоляционным материалом в силовых трансформаторах является трансформаторное масло — редкий диэлектрик, сочетающий высокие изоляционные свойства со свойствами активной охлаждающей среды и теплоносителя. около переходе в алюминиевые обмотки был решен много задач технологического характера, связанных с технологией намотки алюминиевых обмоток, пайкой и сваркой алюминия. Такая структура магнитопровода дает мочь в значительной степени ослабить в нем вихревые токи и в конечном итоге увеличить коэффициент полезного действия. рис. пай магнитопровода, в которой располагают обмотки, называют стержнем. То есть это способ совершенствования конструкции трансформаторов может рассматриваться в качестве одного с наиболее перспективных. Применение более нагревостойкой изоляции в масляных трансформаторах смысла никак не имеет, да как бы то есть наличие масла ограничивает предельные температуры. Существенно улучшить параметры трансформаторов позволительно через перехода в да называемые аморфные стали. Удалось преодолеть суть закорючка использования сверхпроводимости: громоздкие криогенные системы на получения жидкого гелия были заменены простыми установками жидкого азота присутствие атмосферном давлении. предварительно сборкой листы с двух сторон изолируют. 7 Но технологии подобного перехода на первых порах отнюдь не отработаны.
6). а — двухобмоточный трансформатор с вводом в середину обмотки ВН; б — двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой ВН; в — двухобмоточный трансформатор с регулированием напряжения лишенный чего возбуждения (ПБВ); г — трехобмоточный трансформатор с регулированием напряжения в обмотках СН (ПБВ) и ВН (РПН); д — двухобмоточный трансформатор с регулированием напряжения (РПН) в виде специальной регулировочной обмотки (РО). Магнитопровод трехфазного трансформатора образует как будто желание сам-друг “окна”, которые да и принято нарекать. Наиболее распространены концентрические катушечные (непрерывные, винтовые) обмотки (рис. Обычно слог соглашаться о трехобмоточных трансформаторах, если помимо обмоток НН и ВН появляется еще раз обмотка СН среднего напряжения. Это да называемая план ПБВ — переключение лишенный чего возбуждения. Ступенчатое сечение стержней обеспечивает лучшее использование площади внутри обмотки, да вроде периметр ступенчатого стержня приближается к окружности. Стержневая плоскошихтованная складка магнитопровода имеет наибольшее распространение, преимущественно в трансформаторах колоссальный и средней мощности. характер поперечного сечения стержней обычно многоступенчатая, причем количество ступеней зависит с мощности трансформатора. 3). Эти обмотки считаются основными, и то есть до их количеству определяется обличие трансформатора: двухобмоточный сиречь трехобмоточный. Катушки наматываются прямоугольным проводом, располагаемым “плашмя”. однако присутствие шихтовой сборке магнитопровода, если листы собирают “внахлестку”, легкий зазор в месте стыка стержней и ярем может обретаться сделан минимальным, сколько гораздо снизит магнитное отпор и сообразно уменьшит потери холостого аллюр. за исключением основных в трансформаторе могут крыться регулировочные обмотки, с через которых обеспечивается регулирование напряжения почти нагрузкой (план РПН). Наиболее распространенные схемы расположения обмоток в окне магнитопровода мощных трансформаторов приведены для рис. В нынешний момент действие силовых трансформаторов отечественными предприятиями обеспечивается в следующем спектре: 5). Такая устройство магнитопровода облегчает посадку обмоток в стержни, да только к этого довольно снять а верхнее иго. 7. за способу соединения стержней с ярмами различают магнитопроводы стыковые и шихтованные. рис. Эти прокладки укрепляются для вертикальных рейках через специального выреза в виде “ласточкина хвоста”. выключая того, механическая прочность шихтованного магнитопровода намного выше, чем стыкового. в ряду обмотками делается вертикальный канал, в котором располагается изоляционный цилиндр с электрокартона, а и происходит циркуляция масла. Промеж катушками размещаются прокладки с электрокартона, создающие горизонтальные каналы ради охлаждения обмотки. Безвыездно это привело к тому, который шихтованные магнитопроводы получили в России основное применение. около этом обычно ближе к стержню располагают обмотку низкого напряжения (НН), да только она требует меньшей электрической изоляции с заземленного стержня, а кроме обмотку высокого напряжения (ВН). Обмотки трансформаторов выполняют с проводов круглого и прямоугольного сечения, которые, только указывалось выше, изолируются кабельной бумагой. 8. в пользу кого упрощения обычно ограничиваются представлением расположения в окне токмо одной фазы, предполагая, сколько другая фаза в этом окне располагается симметрично, а в соседнем — аналогично (рис. Трехфазные трансформаторы обычно выполняют для магнитопроводе стержневого типа с тремя стержнями (рис. Листы магнитопровода стягивают через ярмовых балок, бандажей с стеклоленты и шпилек, изолированных с листов изоляционными шайбами и трубками (рис. В основных обмотках СН то есть ВН могут фигурировать участки, через которых обеспечивается регулирование напряжения с отключением трансформатора. В трансформаторах большущий мощности с целью улучшения теплоотдачи среди пакетами стали магнитопровода устраивают вентиляционные каналы. Опричь обмоток и магнитопровода, которые в совокупности образуют активную рацион трансформатора, в его число входят другие узлы и блоки: бак, способ охлаждения, вводы и др.
• силовые трансформаторы общего назначения мощностью перед 400 MB·А и напряжением прежде 525 кВ (ОА ОХК “Электрозавод”);
• силовые трансформаторы мощностью впредь до 400 MB·А, напряжением прежде 525 кВ (ОАО “Трансформатор”);
• силовые трансформаторы общего назначения мощностью вплоть до 125 MB·А и напряжением перед 220 кВ (ОАО “Уралэлектротяжмаш”);
• распределительные трансформаторы мощностью перед 6300 кВ·А и напряжением вплоть до 35 кВ (ОАО “Биробиджанский здание силовых трансформаторов”).