Назначение вводов трансформатора
Основная задача вводов трансформатора — вывести выводы обмоток из бака трансформатора в окружающую среду. Вводы выполняют роль изоляционного устройства для выводов, выходящих из масляного бака, а также служат крепёжным элементом.
В процессе эксплуатации вводы постоянно пропускают рабочий ток нагрузки, а при внешних коротких замыканиях — токи короткого замыкания. Поэтому вводы трансформатора должны соответствовать следующим требованиям:
1. Обладать требуемой электрической прочностью и достаточной механической прочностью.
2. Иметь хорошую термостойкость и выдерживать кратковременный перегрев при коротком замыкании.
3. Быть компактными, лёгкими, обладать высокой герметичностью, хорошей универсальностью и удобством в обслуживании.
Внешняя конструкция вводов
Внешние элементы ввода включают: контактную пластину, соединитель вывода, козырёк (дождевик), маслоуказатель, маслозаливную пробку, расширительный бачок, верхнюю фарфоровую покрышку, нижний экран, подъёмное кольцо, масляный кран, табличку, вентиляционную пробку, соединительную втулку, нижнюю фарфоровую покрышку и выравнивающий шар.
Внутренняя конструкция
1. Главная изоляция представляет собой многослойный цилиндрический конденсаторный сердечник, выполненный из кабельной бумаги, пропитанной маслом, и алюминиевых фольговых выравнивающих электродов. Фарфор служит внешней изоляцией и ёмкостью для трансформаторного масла.
2. Ввод имеет полностью герметичную конструкцию; внутреннее трансформаторное масло образует независимую систему, не подверженную воздействию атмосферных условий.
3. Общее соединение ввода выполнено с помощью сильных пружинных механических креплений, обеспечивающих герметичность и компенсацию температурных изменений длины.
Расширительный бачок в верхней части ввода компенсирует изменение объёма масла при колебаниях температуры, предотвращая значительные изменения давления. Маслоуказатель на расширительном бачке позволяет контролировать уровень масла во время работы. Выравнивающий шар на хвостовике улучшает распределение электрического поля и сокращает изоляционное расстояние между хвостовиком ввода и заземлёнными частями или обмотками.
Малый ввод на экране конца масло-бумажного конденсаторного ввода предназначен для проведения измерений ёмкости и тангенса угла диэлектрических потерь, а также испытаний на частичные разряды трансформатора. В нормальном режиме эксплуатации этот малый ввод должен быть надёжно заземлён. При демонтаже необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повернуть или не выдернуть стержень малого ввода, иначе может произойти обрыв вывода или повреждение медной фольги на электродной пластине.
Расположение вводов трёхфазного трансформатора
Если смотреть со стороны высоковольтных вводов трансформатора, то слева направо маркировка следующая:
Высокое напряжение: O — A — B — C
Среднее напряжение: Om — Am — Bm — Cm
Низкое напряжение: O — a — b — c
Классификация вводов по материалу изоляции и конструкции
Вводы подразделяются на три типа:
1. Вводы с однородной изоляцией — чисто фарфоровые и смоляные (эпоксидные).
2. Вводы с композитной изоляцией — маслонаполненные, гелевые и газонаполненные.
3. Конденсаторные вводы — масло-бумажные конденсаторные и смоло-бумажные конденсаторные.
Масло-бумажные конденсаторные вводы
По конструкции токоведущей части масло-бумажные конденсаторные вводы делятся на кабельные (cable-through) и трубчатые (conduit current-carrying). Трубчатые, в свою очередь, подразделяются на прямые и стержневые в зависимости от способа подключения масляного вывода.
Кабельные и прямые трубчатые вводы широко применяются в энергосистемах, а стержневые масло-бумажные конденсаторные вводы используются реже.
Конденсаторный сердечник формируется путём плотной намотки на полую токоведущую медную трубку слоёв изоляции толщиной 0,08–0,12 мм из кабельной бумаги. Затем на этот слой наматывается алюминиевая фольга толщиной 0,01 мм или 0,007 мм в качестве конденсаторного экрана. Процесс чередования кабельной бумаги и алюминиевой фольги повторяется до достижения требуемого количества слоёв и толщины.
Таким образом создаётся многослойная последовательная цепь конденсаторов, где токоведущая трубка имеет наивысший потенциал, а наружная алюминиевая фольга заземлена (заземляющий экран). Согласно принципу деления напряжения в последовательных конденсаторах, напряжение между токоведущей трубкой и землёй равно сумме напряжений между отдельными конденсаторными экранами. Напряжение между экранами обратно пропорционально их ёмкости, что обеспечивает равномерное распределение напряжения по всей толщине изоляции конденсаторного сердечника. Благодаря этому вводы получаются компактными и лёгкими.
Перевод выполнен с использованием стандартной российской терминологии (ГОСТ 10693, ГОСТ Р 55105, отраслевые руководства по трансформаторным вводам).