Условное обозначение, элементы конструкции и номинальные величины трансформаторов

Трансформатор имеет буквенно-цифровое обозначение следующей структуры [3]:

________ _______ / ________ _________

1 2 3 4

1 – буквенная часть обозначения, содержащая элементы в следующем порядке:

А – автотрансформатор;

О или Т – однофазный или трёхфазный трансформатор;

Р – расщеплённая обмотка НН;

условное обозначение вида охлаждения (одна-три буквы – см. ниже);

З – с естественным масляным охлаждением;

Л – с литой изоляцией;

Т– трёхобмоточный трансформатор (у двухобмоточных трансформаторов не указывают);

Н – трансформатор с РПН;

С – для собственных нужд электростанций.

2 – номинальная мощность трансформатора, кВА.

3 – класс напряжения обмотки ВН, кВ.

4 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150.

Условное буквенное обозначение вида охлаждения:

С – естественное воздушное при открытом исполнении;

СЗ – естественное воздушное при защищённом исполнении;

СГ – естественное воздушное при герметичном исполнении;

СД – воздушное с принудительной циркуляцией воздуха;

М – естественная циркуляция воздуха и масла;

Д – принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла;

МЦ – естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с ненаправленным потоком масла;

НМЦ – естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с направленным потоком масла;

ДЦ – принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла;

НДЦ – принудительная циркуляция воздуха и масла с направленным потоком масла;

Ц – принудительная циркуляция воды и масла с ненаправленным потоком масла;

НЦ – принудительная циркуляция воздуха и масла с направленным потоком масла.

Пример: ТМН-2500/110-У1 – трансформатор трёхфазный масляный с охлаждением при естественной циркуляции воздуха и масла, двухобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой, мощностью 2500 кВА, класса напряжения 110 кВ, исполнения У (для работы в умеренном климате), категории размещения 1 (для эксплуатации на открытом воздухе) по ГОСТ 15150.

Среди конструкций сердечников трансформаторов наибольшее распространение имеет плоская стержневая шихтованная несимметричная магнитная система со ступенчатым поперечным сечением стержней и усиленными ярмами прямоугольного или ступенчатого сечения (рис. 1). С другими типами сердечников магнитопроводов и обмоток следует ознакомиться по литературным источникам [ 1, 2, 4, 5] и кратко описать их.

Рис.1. Эскиз трёхстержневого трёхфазного двухобмоточного трансформатора

с концентрическими обмотками

Схема соединения фазных обмоток (звезда, треугольник) и группа (нулевая или одиннадцатая) указаны в варианте данных трансформатора. Фазные обмотки изображают в виде трёх завитков. Начала фазных обмоток высшего напряжения (ВН) обозначают буквами A, B, C, концы – буквами Х, Y, Z; начала фазных обмоток низшего напряжения (НН) обозначают буквами а, b, c, концы – буквами x, y, z; нулевые выводы – буквами О и о соответственно. Одноимённые фазные обмотки ВН и НН при изображении схемы располагают наодной линии. Расположение маркировки выводов и необходимые перемычки зависят от группы трансформатора. Группа определяется углом сдвига фаз одноимённых линейных ЭДС обмоток ВН и НН. Угол отсчитывается от вектора ВН к вектору НН по часовой стрелке. Одной группе соответствует угол 30^о. Следовательно, нулевой группе соответствует угол 0^о, а одиннадцатой – угол 330^о. При построении векторной диаграммы ЭДС обмоток обычно считают, что вектор фазной ЭДС направлен от конца фазы к началу. Вектора фазных ЭДС обмоток ВН и НН, расположенных на одном общем стержне магнитопровода, могут быть направлены на векторной диаграмме в одну и ту же сторону (при одинаковом расположении начал и концов фазных обмоток) или в противоположные стороны (при разном расположении начал и концов фазных обмоток).

Изображения схем обмоток трансформаторов и векторные диаграммы ЭДС для различных групп приведены в нескольких источниках [1-5].

Номинальный линейный ток в симметричной трёхфазной системе, А: (1)

где: S_Н – номинальная мощность, кВА,

U_ЛН – линейное номинальное напряжение обмотки, В.

В качестве номинального напряжения для обмоток трансформатора, позволяющих регулирование, принимается напряжение на основном ответвлении.

Номинальные значения фазных напряжений и токов обмоток рассчитываются с учётом схем их соединения:

при соединении в звезду:

; (2)

при соединении в треугольник:

(3) Коэффициентом трансформации трансформатора называется отношение электродвижущих сил фазных обмоток высшего и низшего напряжения, равное (за исключением схемы соединения зигзаг) отношению чисел их витков.

Для трёхфазных трансформаторов различают два коэффициента трансформации – фазных напряжений и линейных напряжений, физический смысл и величина которых следует из формул:

(4)

где w₁, w₂ – числа витков обмоток,

^. (5)

В формулах (4) и (5) и в дальнейшем будем для краткости цифрой 1 обозначать относящееся к обмотке высшего напряжения, цифрой 2 – к обмотке низшего напряжения.

Коэффициенты трансформации фазных и линейных напряжений равны при одинаковых схемах обмоток ВН и НН и различаются в Ö3 раз – при разных схемах.