ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ОБМОТКАМ ТРАНСФОРМАТОРА
Общие требования, предъявляемые к обмоткам трансформатора, можно подразделить на эксплуатационные и производственные.
Основными эксплуатационными требованиями являются надежность, электрическая и механическая прочность и нагревостойкость как обмоток, так и других частей и всего трансформатора в целом. Изоляция обмоток и других частей трансформатора должна выдерживать без повреждений коммутационные и атмосферные перенапряжения, которые могут возникнуть в сети, где трансформатор будет работать. Механическая прочность обмоток должна допускать упругие деформации, но гарантировать их от остаточных деформаций и повреждений при токах короткого замыкания, многократно превышающих номинальный рабочий ток трансформатора.
Нагрев обмоток и других частей от потерь, возникающих в трансформаторе при номинальном режиме работы, допустимых перегрузках и коротких замыканиях ограниченной длительности, не должен приводить изоляцию обмоток и других частей, а также масло трансформатора к тепловому износу или разрушению в сроки более короткие, чем обычный срок службы трансформатора — 25 лет.
Общие эксплуатационные требования, предъявляемые к трансформаторам и их обмоткам, регламентированы соответствующими общесоюзными стандартами на силовые трансформаторы общего назначения, различные трансформаторы специального назначения, электрические испытания изоляции трансформаторов и т. д. Практически электрическая прочность изоляции обмоток достигается рациональной ее конструкцией, правильным выбором изоляционных промежутков и изоляционных материалов и прогрессивной технологией обработки изоляции при высокой общей культуре производства. Требование механической прочности обмотки удовлетворяется путем рациональной организации поля рассеяния, а также правильного выбора типа конструкции обмотки и расположения ее витков и катушек с таким расчетом, чтобы возникающие в этой обмотке механические силы были по возможности меньшими, а механическая стойкость возможно большей.
Для достижения необходимой нагревостойкости следует обеспечить свободную теплоотдачу в окружающую среду всего тепла, выделяющегося в обмотках при допустимых для данного класса нагревостойкости изоляции превышениях температуры обмоток над температурой окружающей среды, т. е. обеспечить достаточно большую поверхность соприкосновения обмотки с охлаждающей средой — маслом или воздухом.
Основные производственные требования к трансформатору заключаются прежде всего в технологичности его конструкции, позволяющей изготовить трансформатор с минимальными затратами труда и материалов.
Требования, предъявляемые к трансформатору в целом, в полной мере относятся к обмоткам. Задачей проектировщика является разумное сочетание интересов эксплуатации и производства. Эта задача решается в значительной мере при выборе того или иного типа обмотки. Поэтому на выбор типа обмотки, наиболее полно отвечающей требованиям эксплуатации и в то же время простой и дешевой в производстве, следует обращать особое внимание. Практические указания по этому вопросу даются в характеристиках различных типов обмоток.
В процессе расчета обмотки после выбора ее типа следует добиваться наибольшей компактности в ее размещении, распределении витков и катушек, для того чтобы получить наилучшее заполнение окна трансформатора.
Одновременно следует стремиться к получению достаточно развитой поверхности охлаждения обмотки и достаточного числа и размеров масляных (воздушных у сухого трансформатора) охлаждающих каналов в обмотках при обеспечении наименьшего гидро- и аэродинамического сопротивления для движения в них охлаждающей среды, что дает возможность уменьшить внутренний перепад температуры в обмотках и как следствие этого несколько уменьшить охлаждаемую поверхность бака трансформатора.
Потери энергии, выделяющейся в обмотках в виде тепла, должны быть полностью отведены в среду, охлаждающую трансформатор. На пути движения тепла в масляном трансформаторе существенное значение имеют два перепада температуры — между поверхностью обмотки и охлаждающим ее маслом вп.м и между поверхностью стенки бака и охлаждающим ее воздухом вб.в. Перепад во.м прямо зависит от плотности теплового потока на поверхности, т. е. от потерь в обмотке Р, отнесенных к единице ее поверхности
ПОХЛ <= Р/ПОХЛ, Вт/м2.
Перепад температуры δо.м обычно ограничивают значением 23—25 °С путем ограничения плотности теплового потока φ, что при верхнем пределе превышения средней температуры обмотки над воздухом, ограниченном по ГОСТ значением ±65°С, позволяет получить среднее превышение температуры стенки бака над воздухом не менее вб,в~35-38°С. Увеличение перепада δО,М сверх 25 °С приведет к необходимости рассчитывать охлаждаемую поверхность бака на меньший перепад температуры δб,в, т. е. к существенному увеличению размеров и массы материалов системы охлаждения трансформатора.
В сухих трансформаторах с естественным воздушным охлаждением имеются два перепада температуры — внутри обмотки В0 и на ее поверхности, охлаждаемой воздухом Вов. В сумме эти два перепада не должны быть больше значения, установленного ГОСТ 11677-85 для каждого класса нагревостойкости изоляции обмоток от 60 °С при классе А до 125 °С при классе Н.
Дата добавления: 2015-01-02; просмотров: 1587;