Файл: Маринов, И. А. Устройство и эксплуатация преобразовательных подстанций городского электротранспорта учеб. пособие.pdf

Г Л А В А V

ТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

§ 25. УСТРО ЙСТВО Т Р А Н С Ф О Р М А Т О Р О В

Трансформаторы, питающие преобразователи, преобразуют на­ пряжение и количество фаз поступающего от энергосистемы трех­ фазного переменного тока соответственно необходимой величине выпрямленного напряжения и принятой схеме выпрямления.

Трансформатор состоит из сердечника (магнитопровода) с об­ мотками высокого и низкого напряжения, заключенного в стальной бак с трансформаторным маслом.

Магнитопровод трансформатора во избежание больших потерь на вихревые токи собирают из тонких листов специальной транс­ форматорной стали, обладающей большой магнитной проницае­ мостью. Стальные листы изолируют друг от друга бумагой толщи­ ной около 0,04 мм или теплостойким лаком, собирают в «переплет» в пакеты в количестве, необходимом для обеспечения требуемого> сечения магнитопровода. Вертикальные части магнитопровода, на которые насаживается обмотка, называются стержнями, а горизон­ тальные — ярмами.

Во избежание замыкания между изолированными листами стержни и ярма скрепляют (стягивают) шпильками, изолирован­ ными трубками из бакелизированной бумаги.

Сечения стержней обычно имеют ступенчатую форму. На стерж­ ни надеваются обмотки, имеющие круглую форму. В пустотах, воз­ никающих между обмоткой и стержнем, циркулирует масло, улуч­ шая условия охлаждения трансформатора.

Обмотки в трансформаторах располагаются концентрично. В отличие от обычных промышленных трансформаторов у транс­ форматоров для питания выпрямителей обмотки высшего напряже­ ния (первичные) располагают непосредственно на стержнях, а об­ мотки низшего напряжения (вторичные) — снаружи. Это объяс­ няется тем, что трансформаторы выпускались ранее для питания ртутных выпрямителей и вторичные обмотки их чаще подвергались деформации от воздействия токов обратных зажиганий (т. е. токов коротких замыканий вторичных обмоток), поэтому они должны были быть более доступными для ремонтов. В настоящее время, несмотря на замену ртутных выпрямителей полупроводниковыми, конструкция трансформаторов не изменилась. Обмотки состоят из ряда секций с непрерывными переходами между ними. Секции рас­

187

полагаются таким образом, что между ними имеются зазоры, кото­ рые одновременно являются изолирующими и охлаждающими. По этим зазорам циркулирует охлаждающее масло или воздух (у су­ хого трансформатора).

Первичная обмотка трансформатора имеет ответвления для ре­ гулирования коэффициента трансформации в пределах ±5% . Под­ водимое напряжение не должно превышать более чем на 5% на­ пряжение данного ответвления, указанное

впаспорте трансформатора.

Утрансформаторов старых конструк­ ций каждое ответвление имеет свой вы­ вод через трехклеммовый проходной изо­ лятор на крышку трансформатора; пере­ ключения с одного ответвления на другие производятся пересоединением подводя­ щей шины или провода с вывода на вы­ вод. У современных трансформаторов пе­ реключение ответвлений производится при помощи специального переключателя, рукоятка которого выведена на крышку трансформатора. Переключатели могут быть однофазными и трехфазными. Пере­

ключение ответвлений производится на отключенном трансформаторе. Сущест­ вуют различные схемы выполнения от­

\2,з-Д2,з zi,2.3~ ответвле-

ветвлений: в начале обмоток, в конце об­ моток и др. На рис. 137 приведена одна из схем выполнения ответвлений с трехфазным переключателем.

Магнитопровод с обмотками (выемная часть трансформатора) помещается в бак, который заполнен изолирующим трансформа­ торным маслом. Поверхность бака, с которой тепло отводился в воздух, должна иметь достаточную величину. Для этого бак транс­ форматора делается волнистым, трубчатым, или с присоединенны­ ми трубчатыми радиаторами. В нижней части бака находится кран для спуска масла и присоединения фильтр-пресса и болт для при­ соединения заземления, а в днище бака — пробка для спуска осад­ ка и грязного масла. Бак трансформатора устанавливают на раметележке с катками.

На крышке трансформатора расположены проходные изоляторы для выводов первичной и вторичной обмоток, фланцы для присое­ динения трубопровода к расширителю предохранительной (выхлоп­ ной) трубы, фильтр-пресса и патрона термосигнализатора, привод­ ные рукоятки переключателей напряжения. Крышка трансформато­ ра связана с выемной частью четырьмя металлическими стержнями, на верхних концах которых имеются кольца (рымы) для подъе­ ма выемной части. Крышку трансформатора крепят к верхней раме бака болтами, расположенными по всему периметру. Между крыш­

кой и рамой прокладывают уплотнение из маслоупорной резины или пробки.

188

Для обеспечения постоянного заполнения бака маслом при раз­ личной температуре над крышкой трансформатора устанавливают расширитель, имеющий цилиндрическую форму. Объем его обычно равен 10% объема масла в баке трансформатора. Наверху у рас­ ширителя имеется отверстие для доливки масла, которое закрыто специальной пробкой, обеспечивающей вход и выход воздуха при температурном изменении объема масла.

На боковой стенке расширителя устанавливают маслоуказатель, снабженный специальным винтом, позволяющим производить чист­ ку или смену стекла маслоуказателя без спуска масла из расшири­ теля. На стенке расширителя около маслоуказателя наносят три черты, соответствующие уровню масла при температуре •—35, +15

и +35° С.

Чтобы загрязненное масло не могло попасть из расширителя в бак трансформатора, конец трубы, соединяющей расширитель с баком, выступает внутри расширителя несколько выше его дна. В нижней части расширителя находится отстойник-грязевик, куда попадает грязь и сконденсированная влага. Для спуска воды и грязного масла на дне грязевика имеется пробка.

Врассечке трубопровода, соединяющего расширитель с баком,

утрансформаторов мощностью 630 ква и более устанавливается газовое реле.

У трансформаторов мощностью 1000 ква и выше на крышке

имеется предохранительная (выхлопная) труба, которая служит для предупреждения повреждения бака трансформатора от чрез­ мерного внутреннего давления, возникающего вследствие интенсив­ ного разложения масла при серьезных внутренних повреждениях. Труба находится на крышке трансформатора со стороны расшири­ теля. Для того чтобы газы, направляющиеся через газовое реле в расширитель, не попали в выхлопную трубу, к нижней поверхности крышки со стороны масла в месте присоединения трубы привари­ вается кольцо, служащее барьером для газа. Верхнее выхлопное отверстие трубы закрывают стеклянной мембраной. В верхней час­ ти трубы имеется пробка для выхода воздуха.

На рис. 138 показан общий вид трансформатора ТМРУ-1200/10 на номинальную мощность 685 ква.

Термометрический сигнализатор 5 состоит из патрона, соединен­ ного капиллярной трубкой с манометром. Патрон, трубка и прибор заполнены жидкостью, которая с повышением температуры увели­ чивается в объеме и.увеличивает давление. Манометр показывает изменение давления. Шкала прибора отградуирована в градусах Цельсия. Патрон термометрического сигнализатора устанавливает­ ся в специальном стакане, опущенном в масло сквозь крышку транс­ форматора. Стакан также заполнен маслом.

§ 26. ТЕХНИЧЕСКИЕ Д АН Н Ы Е Т Р А Н С Ф О Р М А Т О Р О В

Первичная обмотка трансформатора может быть соединена в звезду или треугольник. При изготовлении трансформатора на одну

189

величину подводимого напряжения (на 6 или 10 кв) первичная обмотка обычно соединяется в звезду, причем соединение осуществ­ ляется внутри трансформатора, а на крышку его выводятся только три фазных вывода. Если же предусмотрена возможность включе­ ния трансформатора на две величины подводимого напряжения (как в сеть 6 кв, так и в сеть 10 кв), то на крышку выводятся все шесг.ь выводов трехфазной первичной обмотки. В этом случае при включении трансформатора в сеть 10 кв обмотки соединяются в звезду, а при включении в сеть 6 кв — в треугольник.

Схема соединения вторичных обмоток трансформаторов зависит от принятой схемы выпрямления трехфазного переменного тока

(см. гл. IV).

У трансформаторов для питания выпрямителей различают две мощности: типовую и номинальную.

Типовой мощностью трансформатора называется мощность экви­ валентного ему по внешним размерам трехфазного трансформатора обычного исполнения. Число, обозначающее величину этой мощно­ сти, входит в обозначение типа трансформатора. Типовая мощ­ ность намного больше его номинальной мощности. Это объясняется тем, что трансформаторы конструировались для ртутных выпрями­ телей с более тяжелыми условиями работы из-за относительно час­ тых обратных зажиганий, вызывающих протекание больших токов и значительные механические воздействия. Кроме того, если у обыч­ ных трансформаторов обмотки всех фаз работают в течение всего времени, то у трансформатора для питания выпрямителя каждая фаза работает только часть периода. Эти причины вызывают необ­ ходимость увеличения сечений обмоток, усиления их крепления и увеличения размеров трансформатора.

За номинальную мощность трансформатора принимается пол­ ная мощность (в ква), потребляемая его первичной обмоткой при номинальной нагрузке подключенного к трансформатору соответ­ ствующего выпрямителя.

Трансформатор характеризуется также величиной напряжения короткого замыкания, которое указывается в процентах от номи­ нального напряжения (ек%). Напряжением короткого замыкания

называется напряжение, которое нужно приложить к одной из об­ моток при замкнутой накоротко другой обмотке, чтобы в этих об­ мотках протекали токи, равные номинальной нагрузке.

Напряжение короткого замыкания характеризует величину со­ противления трансформатора и определяет наклон внешней харак­ теристики выпрямительного агрегата. Чем больше ек, тем больше сопротивление трансформатора, больше падение напряжения в нем и круче характеристика. Напряжение короткого замыкания опре­ деляет также величину тока короткого замыкания после трансфор­ матора.

Правилами технической эксплуатации допускается параллель­ ная работа трансформаторов при условии, если:

191