Для того чтобы магнитная система была достаточно устойчивой, могла выдержать механические усилия, возникающие в обмотках при коротких замыканиях, не разваливалась при подъеме остова или активной части, верхние и нижние ярма магнитной системы должны быть надёжно соединены между собой. Такое соединение в масляных трансформаторах с напряжением обмотки ВН классов 6, 10, 35 и 110 кВ выполняется стягиванием между собой верхних и нижних прессующих балок вертикальными шпильками.

Шпильки надёжно изолируются на достаточное расстояние от обмотки ВН. Другой функцией этих шпилек является осевая прессовка обмоток.

Порядок сборки активной части трансформатора:

1) шихтуется магнитопровод трансформатора;

2) выполняется прессовка нижнего и верхнего ярм магнитопровода;

3) производится предварительная стяжка верхних и нижних прессующих балок;

4) на стержни магнитной системы накладываются бандажи из стеклоленты (если предусматривается прессовка стержней таким образом);

5) стяжка балок снимается, производится распрессовка и расшихтовка верхнего ярма;

6) на стержни насаживаются обмотки;

7) путём расклинивания с обмотками прессуются стержни (если предусмотрена такая прессовка стержней);

8) устанавливаются прессующие кольца, если таковые предусматриваются для осевой прессовки обмоток;

9) шихтуется и прессуется верхнее ярмо;

10) проводится окончательная стяжка верхних и нижних прессующих балок.

2.2 Выбор материала и конструкции обмоток (предварительно)

Электролитическая медь, как проводниковый материал, по сравнению с алюминием имеет примерно в 1,5 раза меньше удельное электрическое сопротивление, большую механическую прочность, легко обрабатывается, более стойка к каррозии. Но из-за дефицитности меди алюминиевые обмотки также находят весьма широкое использование.

Сравнение трансформаторов равной мощности с медными и алюминиевыми обмотками, имеющих одинаковую конструкцию и материал магнитной системы, одинаковые параметры холостого хода и короткого замыкания, даёт следующие результаты:

- трансформаторы с алюминиевыми обмотками имеют несколько меньшие диаметры стержней магнитной системы, но большую их длину; в целом расстояние между стержнями магнитопровода на 10 %, а высота магнитной системы на 15 – 30 % больше соответствующих размеров трансформатора с медными обмотками; массы деталей магнитных систем примерно равны;

- числа витков алюминиевых обмоток на 15 – 20 %, сечение витков на 50 – 60 % больше, чем медных; поэтому трудоёмкость работ при намотке алюминиевых обмоток выше, больше расход изоляционных материалов;

- при использовании алюминиевых обмоток увеличены также размеры бака трансформатора и масса трансформаторного масла;

- общая стоимость трансформаторов равной мощности и класса напряжения с одинаковыми параметры холостого хода и короткого замыкания с алюминиевыми и медными обмотками примерно одинакова [2].

Поэтому все новые серии трансформаторов общего применения мощностью до 16000кВ·А проектируются исключительно с алюминиевыми обмотками [2].

Выбор конструкции обмоток должен проводиться с учётом эксплуатационных (надёжность, электрическая и механическая прочность, хорошие условия охлаждения) и технических (технологичность, наименьшую трудоёмкость и расход материалов) требований и удобства выполнения отводов обмотки ВН на переключатель регулирования напряжения.

В табл. 2.5 приведены основные свойства и условия применения различных типов обмоток масляных трансформаторов. Предварительный выбор конструкции обмоток трансформатора можно выполнить, руководствуясь рекомендациями этой таблицы. Выбор окончательного варианта конструкции обмоток ВН и НН может быть проведён после их расчета.

2.3 Выбор конструкции и определение размеров основных изоляционных промежутков главной изоляции обмоток

Силовой трансформатор может быть представлен состоящим из трёх систем:

- системы частей, находящихся при включенном трансформаторе под напряжением (обмотки, контакты переключателей ступеней напряжения, отводы, проходные шины и шпильки вводов, защитные экраны);

- системы заземлённых частей (магнитная система со всеми металлическими деталями, бак и система охлаждения);

- системы изоляции, разделяющей первые две системы и отдельные части, находящиеся под напряжением.

Изоляция подразделяется на главную и продольную. Главная изоляция отделяет токоведущие части от заземлённых, а продольная служит для изоляции разных точек токоведущих частей (витков, слоёв обмотки и т.п.).

В трансформаторах используется маслобарьерная главная изоляция, состоящая из комбинации масляных каналов или промежутков с барьерами в виде бумажно-бакелитовых, электрокартонных и кабельно-бумажных цилиндров, плоских и угловых шайб.

Структура главной изоляции масляных трансформаторов классов напряжений от 1 до 35 кВ (испытательные напряжения от 5 до 85 кВ) показана на рис. 2.3.

Рис. 2.3 Главная изоляция обмоток НН и ВН трансформаторов классов напряжений от 1 до 35 кВ

Таблица 2.5

Основные свойства и условия применения различных типов обмоток масляных трансформаторов