Меню

Внутренняя изоляция трансформаторов напряжения имеет следующую конструкцию

Конструкции внутренней изоляции трансформаторов

На напряжении до 110 кВ обмотки выполняются с линейным вводом на конце. Электрическое поле на конце обмотки существенно неравномерно, поэтому выполнение ввода на конце обмотки создаёт трудности в достижении высокой электрической прочности главной изоляции. По этой причине на напряжение 220 кВ и выше обмотки выполняются с линейным вводом в середину, где поле практически равномерно. Обмотка высшего напряжения при этом оказывается состоящей из двух параллельных ветвей, что удобно для мощных трансформато-ров.

В основе типовой конструкции изоляции обмотки на 110 кВ лежит главная изоляция, состоящая из масляных каналов и барьеров в виде изолирующих ци-линдров. Барьеры затрудняют образовании е проводящих мостиков в масле и тем самым резко повышают электрическую прочность изоляционной конст-рукции. На концах обмотки электрическое поле неоднородно, что создаёт опас-ность поверхностного разряда по барьерам. С целью увеличения разрядного пути изолирующие цилиндры выпускают за край обмоток. Для класса изоляции 110 кВ и выше необходимым дополнением к изолирующим цилиндрам должны быть угловые шайбы, удлиняющие путь поверхностного разряда на концах обмотки. Продольная изоляция обмоток 110 кВ и выше состоит из изоляции, покрывающей провода и катушки, и масляных каналов между катушками. Обмотка снабжена компенсирующим экраном.

Обмотка 500 кВ имеет петлевую конструкцию, так что в установке компенси-рующих экранов нет необходимости. Угловые шайбы установлены не только между обмотками, но и на внешней стороне обмотки 500 кВ.

Уровень изоляции обмоток трансформатора определяется не только конструк-ции изоляции и изоляционными расстояниями, но и качеством изоляционных материалов. Для покрытия проводов и катушек применяется кабельная бумага; изолирующие цилиндры и угловые шайбы выполняются из прессшпана. В луч-ших образцах изолирующие цилиндры выполняются из электрокартона, а угло-вые шайбы штампуются из бумажно-целлюлозной массы. Все элементы волок-нистой изоляции пропитываются маслом. Большое значение имеет технологи-ческая обработка изоляции трансформатора, в частности сушка изоляции.

Масляно-барьерная изоляция современных изоляторов позволяет применять рабочие напряжённости до 1-2 кВ/мм. Существенно большие рабочие напряжён-ности допустимы для бумажно-масляной изоляции. Фирма ВВС выпускает тран-сформаторы с бумажно-масляной главной изоляцией. Главная трудность выпол-нения такой изоляции состоит в необходимости получения плотного прилегания бумаги к катушкам, так как при наличии больших зазоров электрическая проч-ность изоляции резко снижается.

Обычно вводы в трансформаторы осуществляются проходными изоляторами. На крупных гидроэлектростанциях применяются кабельные вводы к обмоткам высшего напряжения. Применяются маслонаполненные кабели или кабели в стальных трубах с маслом под давлением.

Проблема создания электропередач на предельные напряжения решается в зависимости от успехов трансформаторостроения в конструировании изоляции.

Температурный режим работы трансформатора и его влияние на изоляцию

Волокнистая изоляция класса А, применяемая в трансформаторах, под дей-ствием высокой температуры старится, что в первую очередь выражается в по-тере ею механической прочности. В результате под действием механических ударных усилий, возникающих в обмотках при сверхтоках, в изоляции могут появиться трещины, что ведёт уже к снижению её электрической прочности. Старение изоляции сопровождается также её усадкой, что ведёт к ослаблению крепления обмоток и их деформации при сверхтоках.

Высокая температура приводит к старению масла в трансформаторах. Это вы-ражается в окислении и выпадении шлама. Но в отличие от твёрдой изоляции масло можно сменить или восстановить при капитальном ремонте трансформа-тора. Эффективная защита трансформаторного масла от окисления осущест-вляется устройством расширителя, в котором площадь соприкосновения масла с атмосферным воздухом сведена до минимума. Ещё лучшими свойствами обла-дает азотная защита. В этой системе пространство над маслом в расширителе заполняется инертным газом – азотом. Газ в расширителе соединяется с атмо-сферой через масляный затвор.

Читайте также:  Свинцовый аккумулятор напряжение одной банки

Другой метод тзащиты масла заключается в непрерывной регенерации масла в трансформаторе с помощью термосифонного фильтра, заполненного адсорбен-том, очищающим масло. Фильтр присоединяется к баку трансформатора анало-гично радиатору. Масло в фильтре циркулирует (как и в радиаторе) под дейст-вием термосифонного эффекта снизу вверх. В фильтре масло проходит через ад-сорбент, обычно силикагель, непрерывно очищаясь от вредных примесей. Пери-одически (примерно один раз в год) силикагель в фильтре заменяется.

Дата добавления: 2018-04-04 ; просмотров: 383 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник



ИЗОЛЯЦИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ.

date image2015-07-04
views image5059

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Верхнее ярмо Нижнее ярмо Рис.4.6.1 Схема изоляции обмоток автотрансформатора. а — конструктивная схема; б — схема соединения; 1 — барьеры; 2 — угловые шайбы. Изоляция силовых трансформаторов представляет собой сложную систему, состоящую из многих различных как по назначению, так и по конструктивному исполнению участков и элементов. Классификация этих элементов может быть определена по ряду признаков. Прежде всего изоляция разделяются на внешнюю ( наружную) и внутреннюю. Внешняя изоляция трансформаторов состоят из воздушных промежутков (между- выводами и корпусом и между выводами различных обмоток) и из фарфоровых покрышек вводов. Выбор внешний изоляции трансформаторов производится аналогично выбору соответствующей изоляции любого другого силового оборудования. Внутренняя изоляция силовых трансформаторов общего назначения отечественного производства выполняются маслобарьерного типа. Бак трансформатора, в котором находятся активные части (магнитопровод и обмотки), отводы и вспомогательные устройства, заполняется минеральным трансформаторным маслом, которое не только изолирует, но и отводит тепло от активных частей. К внутренней относится изоляция обмоток., отводов и вспомогательных устройств (переключателей и др.).

В свою очередь изоляция обмоток разделяется на главную и продольную. К главной изоляции относится изоляция между обмотками (или между обмотками и экраном) одного стержня магнитопровода в средней части, изоляция края обмотки от других обмоток одного стержня, изоляция края обмотки от ярма магнитопровода (ярмовая), изоляция между наружными обмотками соседних стержней магнитопровода (междуфазовая) и изоляция наружной обмотки от стенки бака. В продольной различают изоляцию витковую и междукатушечную изоляцию.

На рис.15.26 схематически изображена главная изоляция трехобмоточного трансформатора и указаны основные изоляционныепромежутки: междуобмоточная изоляция (промежутки sвн-нн, sсн-нн) ярмовая изоляция Sя, междуфазная изоляция SмФ

ИЗОЛЯЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ 3¸35 кВ.

Трансформаторы с высшим напряжением 6,10 и 35кВ имеют аналогичную по конструкции маслобарьерную изоляцию, отличающуюся только некоторыми размерами. На рис.6.2 приведена конструкция изоляции трансформатора 35кВ.

Конструкция изоляции трансформатора 35кВ.

1 — магнитопровод; 2 — бакелитовые цилиндры; 3 — щитки из электрокартона.

Главная изоляция междуобмотками низшего (НН)и высшего (ВН) напряжения трансформаторов 3¸35кВ состоит из двух масляных каналов, разделнным барьером — бакелитовым цилиндром. Величина главного изоляционного расстояния Sвн-нн,обычно составляет 20-30мм и определяется не столько требованием обеспечения необходимой электрической прочности, сколько конструктивными и технологическими требованиями. То же caìoe можно сказатъ о ярмовой изоляции.

Некоторые трансформаторы напряжением до 35кВ специального назначения (электровозные, шахтные и др.) по соображениям пожаробезопасности выполняются сухими. В этом случае изоляционной и охлаждающей средой является газ, как правило , воздух и иногда элегаз. Весьма перспективно применение легко кипящих жидкостей типа фреона.

Читайте также:  Стабилизатор электрического напряжения для дачи

Обмотки трансформаторов изготовляются из медного и алюминиевого провода прямоугольного сечения. Изоляция самого провода состоит из повивов бумажной ленты толщиной 0.12мм (бумага К-12) и имеет толщину на обе стороны провода около 0.5мм.

ИЗОЛЯЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ 110¸750 кВ.

На рис.4.6.3 приведена конструктивная схема выполнения изоляции двухобмоточного трансформатора 110кВ с вводом на краю обмотки.

Основными элементами главной маслобарьерной изоляции являются цилиндрические барьеры и угловые шайбы из электрокартона, разделяющие изоляционные промежутки между обмотками или между обмоткой и заземленными частями на несколько масляных канатов. Количество картонных барьеров, их толщина и расположение разные в зависимости от напряжения и от конструкции трансформатора. В результате разделения барьерами одного большого изоляционного промежутка на несколько меньших электрическая прочность изоляции в целом увеличивается.

Наибольший эффект увеличения имеет место тогда когда барьер располагается по эквипотенциальной линии поля, благодаря чему отсутствует тангенсальная составляющая напряженности поля вдоль поверхности картона. При конструировании трансформатора это учитывается, с одной стороны, соответствующим размещением барьеров и, с другой стороны, приданием токоведущим и заземленным частям таких форм. которые уменьшают неравномерность поля и тем самым обеспечивают более простые очертания эквипотенциальных поверхностей.

Рис.4.6.3. Изоляция двухобмоточного трансформатора 110кВ с вводом на краю обмотки. 1 — барьеры из электрокартона; 2 – угловые шайбы. НН, ВН — обмотки высшего и низшего напряжения фазы ; ПК — зазмленное пресующее кольцо; ек — емкостные кольца; А и В — катушки входной зоны.
Рис.4.6.4.Конструктивное выполнение перемычки СН-ВН и отвода от обмотки СН в автотрансформаторе 500/220кВ. 1 — обмотка СН; 2 — обмотка ВН; 3 – емкостное кольцо СН; 4 — промежуточное кольцо с пазом, экранирующий отвод; 5 — емкостное кольцо ВН; 6 — гибкий провод отвода; 7 — присоединение обмотки к отводу; 8 — бумажная изоляция.

Во многих случаях серьезные конструктивные затруднения связаны с устройством отвода, т.е. вывода провода от конца обмотки, в особенности от обмотки среднего напряжения (СН), расположенной обычно между обмотками НН и ВН. На рис.6.4 представлен эскиз выполнения отвода от обмотки СН автотрансформатора 500/220кВ. Отвод выполняется гибким медным проводов на который наносится бумажная изоляция. Гибкий провод припаивается ко внутреннему емкостному кольцу 3 (обмотки СН) и проходит через разрез во внешнем емкостном кольце 5 (обмотки ВН). Между емкостными кольцами обмоток СН(3) и ВН(5) устанавливается еще одно кольцо (4), в результате чего отвод экранируется от ярма и существенно выравнивается электрическое поле у торцов обмоток СН и ВН. Вблизи емкостных колец к проводу припаиваются концы проводов обмоток СН и ВН. Места присоединений проводов и отпаек от емкостных колец изолируются бумажной лентой, которая проходит технологическую обработку вместе со всей изоляцией трансформатора.

Обмотки ВН трансформаторов 110кВ и выше изготовляются из медного провода прямоугольного сечения с толщиной изоляции от 0,95 до 4,4 мм на обе стороны провода. Часть обмотки примыкающая к линейному концу имеет усиленную продольную изоляцию и образует входную зону.

Входная зона обмотки с емкостной защитой:

1 — отводу; 2 — емкостное кольцо;3 — входные катушки с дополнительной изоляцией; 4 — катушки без дополнительной изоляции; 5 — экранирующие витки емкостной защиты

Читайте также:  При каком токе работает светодиоды напряжении

На рис.4.6.5 приведен эскиз изоляции во входной зоне обмотки 220кВ с вводом в середину обмотки. Экранирующие витки расположенные против катушек входной зоны,увеличивают емкость между этими катушками и точкой ввода в обмотку, что улучшает начальное распределение напряжения при грозовых перенапряжениях.

Главная изоляция трансформаторов и автотрансформаторов напряжением 110кВ и выше выполняется либо маслобарьерного типа, либо бумажно-маслянного.

Источник

Изоляция силовых трансформаторов

Изоляция силовых трансформаторов с металлическим баком разде­ляется на внешнюю и внутреннюю.

Внешняя изоляция составлена воздушными промежутками: между вводами; между вводами и заземленным баком; а также по поверхности фарфоровых покрышек вводов.

К внутренней изоляции относят изоляционные промежутки внутри бака: изоляцию обмоток, масляной части вводов, отводов и вспомогательных устройств.

Изоляцию обмоток разделяют на главную и продольную.

Главная изоляция составлена изоляцией между обмотками; между обмотками и магнитопроводом; междуфазной изоляцией между наружными катушками двух соседних стержней; и изоляцией наружной катушки от стенки бака.

К продольной изоляции относят изоляционные промежутки между витками, между слоями витков и между катушками одной обмотки.

Габариты главной и продольной изоляции при напряжениях до 220 кВ включительно определяются грозовыми перенапряжениями. Конструкция изоляции должна обеспечивать охлаждение активных частей трансформатора.

Главная изоляция выполняется преимущественно маслобарьерного типа. Эта изоляция представляет собою трансформаторное масло с барьерами из электротехнического картона. Она обладает высокой импульсной электрической прочностью. Обеспечивает интенсивное охлаждение обмоток и магнитопровода. Общий вид такой изоляции показан на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 — Общий вид главной изоляции обмоток трансформаторов

Набор барьеров составляют из трех основных видов: цилиндрический барьер, плоская шайба и угловая шайба.

Барьеры разделяют один большой масляный промежуток на несколько меньших, что увеличивает общее пробивное напряжение. Для наибольшего эффекта барьеры должны располагаться перпендикулярно силовым линиям электрического поля.

Для обеспечения циркуляции масла и отвода тепла сооружают масляные каналы двух основных видов (рисунок 2.10):

вертикальные каналы между цилиндрическими барьерами и между барьерами и обмоткой с помощью вертикальных реек;

горизонтальные каналы между витками с помощью горизонтальных прокладок, которые служат одновременно для крепления вертикальных реек.

Рисунок 2.10 — Вертикальное (а) и горизонтальное (б) сечение масляных каналов

Характерное строение главной изоляции силовых трансформаторов напряжением 35 кВ и 110 кВ показано на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 — Главная изоляция трансформаторов напряжением 35 кВ (а) и 110 кВ (б)

В трансформаторах 220 кВ и выше часто делают ввод в середину ка­тушки, что приводит к уменьшению напряжения на краях катушки.

Продольная изоляция силовых трансформаторов выполняется обычно слоями электроизоляционной бумаги, накладываемой поверх провода.

В маслобарьерной изоляции электрически наиболее нагруженными оказываются прослойки масла, поскольку диэлектрическая проницаемость электрокартона составляет примерно 4, а у масла , к тому же электрическая прочность масла в 3-4 раза меньше электрической прочности пропитанного картона.

Нарушение маслобарьерной изоляции начинается с пробоя масляного канала без полного пробоя изоляции, при этом в месте пробоя образуются необратимые повреждения электрокартона или бумаги, снижающие ее электрическую прочность. Чтобы этого не происходило, в масляном канале рабочие напряженности электрического поля принимают от 2,5 кВ/мм до 5 кВ/мм в первом масляном канале, где напряженность поля наибольшая.

Источник

Adblock
detector