Элементы конструкции

К элементам конструкции трансформаторов и автотрансформаторов относятся магнитопровод (сердечник) с обмотками, отводами, переключающими устройствами и вводами, бак с расширителем, радиаторами и арматурой, защитные устройства, оборудование системы охлаждения с вспомогательной аппаратурой и контрольно-измерительными приборами.
Магнитопроводы служат основой конструкции трансформатора, на которую устанавливаются обмотки, крепления отводов, переключателей и других элементов. Активная часть магнитопроводов набирается из изолированных друг от друга лаком или бумагой листов электротехн11ческой стали толщиной 0,35—0,5 мм и представляет собой магнитную цепь трансформатора.
Для изготовления магнитопроводов применяют либо горячекатаную сталь Э-41, Э-42 и Э-43 (для трансформаторов небольших мощностей), либо электротехническую текстурованную сталь холодной прокатки Э-310, 3-320 и Э-ЗЬО (зля мощных трансформаторов), имеющую по сравнению с [горячекатаной сталью сниженные удельные потери (0,75—0,85 вт./кг вместо 1,6 вт./кг), повышенную магнитную проницаемость вдоль прокатки и меньшую волнистость. Для холоднокатаной стали величина максимальной индукции допускается до 17000% а для горячекатаной стали — до 15 000 гс. Указанные значения магнитной индукции близки к режиму насыщения сталей. Применение холоднокатаной стали для магнитопроводов мощных трансформаторов позволило уменьшить потери холостого хода примерно в 2 раза.
Все силовые отечественные трансформаторы имеют стержневую шихтованную конструкцию магнитопроводов, у которой вертикальные стержни перекрываются «в переплет» сверху и снизу поперечными ярмами, образующими замкнутый контур.
С целью уменьшения ширины пластин и улучшения охлаждения магнитопроводы мощных трансформаторов как однофазных, так и трехфазных выполняются многорамными.
Охлаждение магнитопроводов производится маслом, циркулирующим по внутренним продольным, лежащим в плоскости листов стали, охлаждающим каналам, образованным стальными прутками, приваренными к одной из пластин между двумя пакетами стали. У много рамных магнитопроводов, кроме продольных каналов, имеется поперечный охлаждающий канал (или каналы в зависимости от количества рам), расположенный перпендикулярно плоскости пластин и образованный зазором между рамами.
Для создания достаточной жесткости конструкции магнитопровода ярма равномерно и плотно прессуются мощными ярмовыми балками (или консолями), стержни мощных трансформаторов прессуются штампованными или литыми стальными плитами, стянутыми изолированными стяжными шпильками. Ярмовые балки и стяжные шпильки надежно изолируются от пакетов стали нажимных плит и ярмовых балок во избежание появления замыкания отдельных листов и замкнутого контура для циркуляции паразитных токов, что может привести к местным перегревам и увеличению потерь.
У много рамных магнитопроводов связь между рамами осуществляется также стальными плитами с помощью изолированных стяжных шпилек. Верхние и нижние ярмовые балки (консоли) стянуты в середине несколькими стальными шпильками, а по краям — специальными стальными брусьями, изолированными от активной стали магнитопровода. Заземление магнитопроводов и всех стальных
элементов необходимо для отвода статических зарядов, возникающих на них в процессе работы трансформатора. Выполнение заземления должно быть надежным и исключать образование замкнутого контура вокруг сердечника.
Заземление магнитопровода осуществляется замыканием на бак трансформатора. Во избежание создания паразитных коротко замкнутых контуров замыкание производится только в одной точке. В мощных трансформаторах в один из пакетов верхнего и нижнего ярма при шихтовке закладываются полосы медной фольги, свободные концы полос поджимаются под болты на ярмовых балках. Соединение ярма с ярмовыми балками осуществляется с одной стороны, полосы фольги в верхнем и нижнем ярмах закладываются на равных расстояниях (по числу позиций) от ярмовых балок. Нижняя ярмовая балка соединяется перемычкой с баком.
Поскольку обмотки трансформаторов имеют форму окружности, сечение стержней магнитопроводов выполняется многоступенчатым. Положение магнитопровода мощных трансформаторов в баке фиксируется специальными шипами, входящими в план, имеющиеся в нижних консолях, а для уменьшения передачи вибрации баку под магнитопроводы устанавливаются резиновые прокладки.