Методические указания к выполнению курсового проекта

Основные элементы конструкции объекта проектирования и применяемые материалы

В данном случае рассматриваются трехфазные силовые масляные трансформаторы серии ТМ. Исполнение ТМ до 1,6 МВА включительно соответствует общим конструктивным требованиям ГОСТ 11677-85, выпускается в баках с охладительными трубами или с прямоугольными радиаторами, приваренными к баку. В масляных трансформаторах в систему охлаждения входит бак, заливаемый трансформаторным маслом. Бак состоит из двух частей: нижней высотой 300 – 500 мм, на которой устанавливается активная часть, и верхней, которая может быть снята при осмотре или ремонте активной части без подъема активной части трансформатора. Гофрированные баки обеспечивают необходимую поверхность охлаждения без применения съемных охладителей, что значительно увеличивает надежность трансформаторов. Внутренний объем трансформаторов ТМ имеет сообщение с окружающей средой, температурные изменения объема масла, происходящие во время эксплуатации, компенсируются за счет объема расширителя. Для очистки от влаги и промышленных загрязнений воздуха, поступающего в трансформатор при температурных колебаниях уровня масла, расширитель снабжается воздухоосушителем.

Трансформаторы ТМ имеют повышенную электрическую прочность изоляции вследствие применения при их заливке маслом глубокого вакуума, который полностью обеспечивает удаление воздуха из обмоток и изоляционных деталей активной части.

Фиксация положений переключателя ответвлений обмоток ВН, позволяющего регулировать напряжение ступенями по 2,5 % в диапазоне ±5 %, осуществляется специальным фиксирующим устройством, расположенным в приводе внутри бака трансформатора, а также дополнительным фиксатором, расположенным в металлической рукоятке привода.

Ко дну бака привариваются пластины либо швеллеры, имеющие отверстия для крепления трансформатора на фундаменте. На швеллерах, в трансформаторах мощностью 160 кВА и выше по заказу потребителя могут устанавливаться переставные транспортные ролики, позволяющие производить продольное или поперечное перемещение трансформатора. В нижней части бака имеются узел заземления и сливная пробка.

Для масляных силовых трансформаторов общего назначения номинальными условиями места установки и охлаждающей среды согласно ГОСТ 11677-85 являются: высота над уровнем моря не более 1000 м; температура охлаждающей среды: для воды – не более +25 ^оС у входа в охладитель, для воздуха – естественно изменяющаяся температура охлаждающего воздуха не более +40 ^оС при среднесуточной температуре воздуха не более +30 ^оС и среднегодовой его температуре не более +20 ^оС; температура окружающего воздуха не ниже – 45 ^оС.

Основными частями трансформатора являются магнитная система (магнитопровод), обмотки и система охлаждения.

Магнитопровод трансформатора представляет собой комплект пластин холоднокатаной электротехнической стали марки 3404, 3405 толщиной 0,3 - 0,35 мм. Эти стали обладают низкими удельными потерями при высокой магнитной индукции. Магнитная система имеет определенную геометрическую форму, предназначенную для локализации в ней основного магнитного поля трансформатора. Ее обычно разделяют на стержни и ярма.

На стержнях располагаются обмотки, представляющие собой совокупности витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведенные в витках с целью получения высшего или низшего напряжения трансформатора.

Из всех возможных групп соединений трехфазных двухобмоточных трансформаторов согласно ГОСТ 11677-85 стандартизованы только две группы: 0 и 11 - с выводом в случае необходимости нулевой точки звезды или зигзага (Y/Y–0; Y/Δ–11; Y/Zн–11).

Обмотки, как правило, выполняют из медного или алюминиевого изолированного провода. Электротехническая медь отличается высокой чистотой и качеством. Из всех проводниковых материалов, за исключением серебра, она имеет самое низкое удельное электрическое сопротивление. Проволоку из мягкой (отожженной) меди ПММ применяют для изготовления обмоточных проводов, из твердой ПМТ – токопроводящих стержней, шин, прутков и проводов с большой механической прочностью.

Алюминий уступает меди в прочности и электропроводности, но его дешевизна, легкость и сравнительно низкое удельное электрическое сопротивление позволяет широко внедрять его в производство. За счет уменьшения массы и стоимости провода из алюминия удается компенсировать увеличение других затрат, и общая стоимость трансформатора с алюминиевыми обмотками практически не отличается от стоимости эквивалентного трансформатора с медными обмотками.

Для обмоток применяют круглые и прямоугольные провода различных марок (ПБ, АПБ, АПБУ,АПБД, ПЭЛ, ПСД) [8].

В двух обмоточном трансформаторе различают обмотку высшего напряжения ВН и обмотку низшего напряжения НН.

Для изготовления отводов применяют гибкие медные изолированные провода круглого сечения марки ПБОТ с бумажной изоляцией, медные и алюминиевые шины и прутки. По нагревостойкости изоляции провода, применяемые в трансформаторах, относятся к классу А.

Для изоляции обмоточных проводов и отводов применяют электроизоляционную бумагу и электроизоляционный картон, изготовленные из химически обработанной древесной целлюлозы на специальных бумагоделательных машинах. Они обладают высокой электрической и механической прочностью, высокой маслостойкостью при работе в горячем трансформаторном масле, относятся по нагревостойкости к классу А. Применяют следующие марки бумаги и электрокартона: ЭКТМ, КТ, АМ, СВН [7].

Главным изоляционным материалом является трансформаторное масло. Трансформаторное масло является продуктом перегонки нефти. В масляных трансформаторах применяют масло, выпускаемое с добавкой антиокислительной присадки – дибутилпаракрезола ДБК (от 0,1 до 0,5 %), которое изготовляют по специальным заказам.

К конструкционным относят материалы, применяемые для изготовления сборочных единиц и деталей, несущих механические нагрузки и скрепляющие отдельные части трансформаторов. Это черные металлы (сталь, чугун) и цветные металлы (латунь, бронза), пластмассы, бук, стеклянная бандажная лента ЛСБ-Т, пропитанная клеящим кремнийорганическим лаком, масло-тепломорозостойкая резина МТМ, листовая рулонная резина и др.

К вспомогательным материалам относят припои (МФЗ, ПОС, ПСр), канифоль, магнезитовую замазку (используют для вмазки фарфорового изолятора), силикагель (обладает большой пористостью и способностью задерживать влагу), цеолиты (широко применяют для очистки трансформаторного масла от воды), асбестовую набивку, краски, клей и др.

По заказу потребителей трансформаторы ТМ комплектуются газовым реле и электроконтактным термометром.