Производство обмоток трансформаторов

Общие замечания

Изготовление обмоток является одним из наиболее ответственных видов работ при производстве трансформаторов. Обмотки состоят из изолированных медных или алюминиевых проводов и изоляционных деталей. Конструкция обмотки зависит от ее назначения, мощности трансформатора, его типа и напряжения. После намотки обмоток их подвергают технологической обработке — прессовке, сушке, пропитке и запеканию.

Прессовка обмоток служит, во-первых, для доведения ее осевого размера до расчетной величины после сушки ('вследствие усадки электрокартона) и, во-вторых, для создания необходимой плотности сжатия обмотки с целью обеспечения ее механической прочности. При нормальной стяжке обмотки удельное давление на изо­лирующие прокладки должно быть примерно 40 кГ/см2.

Сушка обмоток необходима для удаления влаги, что обеспечивает требуемую электрическую прочность изоляции.

Пропитка обмоток изоляционным лаком с последующим его запеканием повышает их механическую прочность и уменьшает износ изоляции. Однако пропитка имеет некоторые отрицательные стороны: вызывает преждевременное старение масла, препятствует пропитке изоляции маслом и выходу из нее остатков воздуха (в многослойных обмотках). Поэтому в последнее время ряд зарубежных фирм и Запорожский трансформаторный завод отказались от пропитки обмоток лаком. Механическая прочность обмоток в этом случае обеспечивается соответствующим усилением конструкции.

Запекание обмотки защищает ее от воздействия окружающей среды.

В концентрических обмотках трансформаторов возникают механические усилия в результате взаимодействия тока, протекающего по проводам обмотки, с магнитным полем рассеяния. Магнитное поле рассеяния, возбуждаемое намагничивающими силами первичной I1W1 и вторичной I2W2 обмоток, может быть представлено в виде двух составляющих — продольной Bd и поперечной Bq

Магнитные линии продольного поля рассеяния направлены параллельно оси обмотки, а магнитные линии поперечного поля рассеяния— перпендикулярно ее оси, т. е. радиально. На рисунке показано распределение продольного поля по радиальному размеру обмоток и поперечного поля по высоте обмотки.

В концентрических обмотках взаимодействие продольного поля рассеяния с токами в проводах обмоток создает радиальные усилия Fр, стремящиеся растянуть в радиальном направлении наружную обмотку ВН и сжать внутреннюю НН В результате взаимодействия поперечного поля рассеяния с токами в обмотках создаются осевые усилия, стремящиеся сжать обмотки по высоте. При симметричных обмотках сжимающие усилия малы и заметано не проявляются даже при коротких замыканиях трансформатора. При несимметричных обмотках, имеющих неодинаковую высоту и различное распределение намагничивающих сил по высоте, осевые силы могут оказаться опасными, так как они стремятся увеличить ту не симметрию, вследствие которой они возникли. Под действием этих усилий при больших токах обмотки деформируются, в результате чего трансформатор может выйти из строя. Поэтому на динамическую устойчивость трансформатора оказывает большое влияние плотность намотки, прессовки и стяжки обмоток.

Способность трансформатора выдерживать короткие замыкания в значительной мере зависит от плотности сжатия обмоток в осевом направлении. Неплотная намотка, «разгоны», слабая прессовка обмотки снижают динамическую устойчивость трансформатора.

Для обеспечения высокой механической прочности обмотки трансформатора должны быть надежно закреплены в осевом и радиальном направлениях. Внутреннюю обмотку расклинивают относительно магнитопровода деревянными круглыми стержнями и фасонными планками, образующими вертикальный охлаждающий канал. Такие охлаждающие каналы делают также между обмотками и между отдельными слоями одной обмотки. Для образования вертикальных охлаждающих каналов применяют электрокартонные рейки. Число реек и прокладок по окружности обмотки, образующих горизонтальные охлаждающие каналы, определяется расчетом ее на механическую прочность при коротких замыканиях Детали изоляции обмоток должны иметь достаточную механическую прочность, в противном случае возможно разрушение изоляции, вследствие чего охлаждающие каналы могут оказаться закрытыми. В этом случае нарушается нормальная циркуляция масла и сильно снижается интенсивность отвода тепла от нагретых частей обмотки, что приводит к резкому повышению температуры обмотки и выходу из строя трансформатора.

НОВОСТИ КОМПАНИИ