В обмотках низкого напряжения для мощностей более 250 кВ · А применяется алюминиевая лента. Использование ленты позволило решить проблему изготовления прямоугольной обмотки, улучшить ее электрическую прочность, снизить производственные затраты. Для решения проблемы динамической стойкости катушек прямоугольной формы в качестве межслоевой изоляции применена кабельная бумага с двухсторонним ромбовидным клеющим покрытием. Покрытие окончательно полимеризуется в процессе сушки трансформатора, обмотка становится монолитной и динамически устойчивой.
Для трансформаторов мощностью менее 250 кВ · А применение ленты нецелесообразно, так как необходима межслоевая изоляция тоньше 0,08 мм. Использование изоляции 2х0,08 мм значительно снижает коэффициент заполнения катушки. Применение синтетических пленок ограничено из-за высокой стоимости.
Современным направлением в конструкции бака является использование гофрированных стенок из тонколистовою (1,0 - 1,2 мм) металла. Применение гофр позволило создать компактный трансформатор с полным заполнением бака маслом герметичного исполнения. Изменение температурных колебаний масла компенсируется эластичностью гофр. Гарантируется нормальная работа трансформатора при всевозможных перегрузках.
Преимущества герметичных трансформаторов с полным заполнением:
· герметизация масла позволяет отказаться от контроля за ним в процессе эксплуатации;
· отсутствие контакта масла с окружающей средой увеличивает срок службы изоляции трансформатора;
· не требуются расширители, и в результате уменьшается высота трансформатора.
Эти преимущества позволяют значительно снизить затраты при эксплуатации распределительных трансформаторов.
Регулировка осуществляется на стороне высокого напряжения. Диапазон регулирования ±5%. Имеется конструкция, позволяющая осуществить перевод трансформатора на другое напряжение. Например, фирма Trafo-Union предлагает трансформаторы с переключением напряжения с 10 на 20 кВ. Основные группы соединений для мощностей до 250 кВ · А - Y/Z - 5, до 630 кВ · А Δ /Y-5, т.е. применяются схемы, имеющие сопротивление нулевой последовательности меньше, чем у трансформаторов со схемой «звезда». Такие схемы при неравномерной нагрузке фаз (что часто бывает в низковольтных сетях) обеспечивают лучший режим за счет снижения величины смещения нейтрали (напряжения нулевой последовательности).
Наряду с обычным исполнением трансформаторов с фарфоровыми изоляторами ВН и НН зарубежные фирмы расширяют выпуск трансформаторов для подсоединения кабелей с так называемыми штекерными (втычными) контактами на стороне высшего напряжения. Эта конструкция обеспечивает быстрое и безопасное присоединение кабелей. Трансформаторы предназначены для устройств с ограниченным пространством (например, для подземных подстанций).
Технические характеристики трансформаторов зарубежных фирм
Минимальная мощность трехфазных распределительных трансформаторов при анализе каталогов фирм ASEA (Швеция), Trafo-Union (ФРГ), Transimel (Франция) составляет 50 кВ·А. Трансформаторы мощностью 25 кВ·А ни одна из фирм не выпускает. Фирмы выпускают трансформаторы мощностью (50)*, (75), 100 (125), 160 (200), 250 (315), 400 (500), 630 кВ·А. Технические данные трансформаторов мощностью 250 кВ·А различных фирм приведены в табл. 1.
Таблица 1
|
Параметры |
Фирма |
|||
|
Trafo-Union |
Brush |
Stromberg |
||
|
Тип трансформатора |
Т5441А |
Т5441E |
250-12 |
КТМИ12ХА3455 |
|
Потери, Вт: |
|
|||
|
холостого хода |
650 |
450 |
650 |
540 |
|
короткого замыкания |
3250 |
3250 |
3250 |
3700 |
|
Масса, кг: |
|
|||
|
полная |
1040 |
1140 |
955 |
1030 |
|
масла |
280 |
260 |
206 |
280 |
* Трансформаторы мощностью, указанной в скобках, выпускаются но требованию потребителей
Интересен подход фирм к техническим характеристикам (потери холостого хода и короткого замыкания), который выясняется при анализе предлагаемых фирмой Trafo-Union исполнений трансформаторов мощностью 250 кВ • А (на напряжение 10 кВ) серии Tninetik (табл. 2).
Таблица 2
|
Обозначение трансформатора по каталогу |
Uk, % |
Рх.х. ,Вт |
Рк.з. , Вт |
Масса трансформатора, кг |
Масса активной части, кг |
Соотношение потерь Рх.х/Рк.з |
|
Т5441A |
4 |
650 |
3250 |
1000 |
570 |
5 |
|
Т5441B |
4 |
670 |
4100 |
950 |
520 |
6,2 |
|
Т5441C |
6 |
610 |
4450 |
970 |
520 |
7,3 |
|
Т5441D |
4 |
450 |
3250 |
1140 |
670 |
7,2 |
|
Т5441F |
4 |
400 |
4100 |
1040 |
600 |
10,25 |
|
Т5441G |
6 |
380 |
4450 |
1090 |
610 |
11,7 |
Из табл. 2 видно, что фирмой выпускается шесть типоисполнений трансформатора одной мощности. Изменение соотношений потерь короткого замыкания и холостого хода колеблется от 5 до 11,7. Соотношения четко показывают, что в зависимости от графика нагрузки и стоимости потерь потребитель может выбрать удовлетворяющий его с точки зрения экономики трансформатор. Анализ массовых характеристик свидетельствует о том, что трансформатор с различным соотношением потерь конструируется с различным вложением активных материалов, изменяющимся в пределах 25%,
Вложение активных материалов на 1 кВ·А установленной мощности трансформатора изменяется от 2,28 до 2,68 кг/ кВ·А , диапазон изменения потерь холостого хода 650 -380 Вт (78%), короткою замыкания 4450— 3250 Вт (36%) [4. 5, 6].
Новые направления в зарубежных разработках
Прогресс в разработках трансформаторов массовых серий в значительной степени определяется созданием новых и совершенствованием широко используемых изоляционных и магнитных материалов. Существенное улучшение характеристик магнитопроводов ожидается за счет внедрения аморфных сплавов (АС) с величиной удельных потерь, составляющих 25—30% от потерь в обычной стали. Исследования аморфных магнитных материалов начались в конце 60-х годов. Первый изготовитель аморфных лент фирма Allied Signal (США). В 70-е годы она выпускала ленты толщиной 30 50 мкм и шириной около 100 мм. В настоящее время получены ленты шириной до 300 мм. Фирма работает над увеличением толщины за счет спрессовывания тонких лент. Уже получен материал толщиной 0,25 и 0.2М мм. Аморфные ленты изготовляются при охлаждении расплава со скоростью 106 ° С/с на быстровращающемся охлаждаемом барабане (см. рисунок). Установка производительностью 10 тыс.т в год имеет размеры 9 х16 х 9 м. Стоимость изготовления материала в 1972 г. составляла 150 долл. за I кг, к настоящему времени снижена до 3,3 долл. за 1кг.
Схема установки для получения аморфных лент. 1 - индукционная печь для планки металла; 2 — резервуар для металла; 3 — дозировочный аппарат; 4 - вращающийся барабан; 5 - полученная и в течение 1 мс аморфная лента; 6 — контрольные приборы; 7 - намотка ленты на барабан.
Ведущими по производству аморфных сплавов являются фирмы Allied Signal (США), Кгuрр и Vacuumschmelre (ФРГ), Hitachi Metals (Япония). Создана совместная японо-американская фирма Nippon Amorhous Metals. Наиболее широко в магнитопроводах трансформаторов используются две марки аморфного сплава: Metglas 2605S-2 и Metglas 2605SC.
Технические данные
|
Технические данные |
Metglas 2605SC |
Metglas 2605S-2 |
|
|
Индукция насыщения, Тл |
|
|
До отжига |
1,57 |
1,52 |
|
После отжига |
1,61 |
1,56 |
|
|
Остаточная индукция, Тл |
|
|
До отжига |
0,67 |
0,40 |
|
Посте отжига |
1,42 |
1,3 |
|
|
Коэрцитивная сили, А/м |
|
|
До отжига |
6,4 |
13,6 |
|
После отжига |
3,2 |
2,4 |
|
Точка Кюри, ° С |
370 |
415 |
|
Температура кристализации, °С |
480 |
550 |
|
Плотность, кг/м2 |
7,32 · 103 |
7,18 · 103 |
|
Сопротивление, мкОм · м |
1,25 |
1,3 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
