Какие существуют типы обмоток трансформаторов

Какие бывают типы обмоток трансформаторов?

Типы трансформаторов

• У сердечникового типа трансформаторов обмотки расположены на внешних стержнях

• У корпусного типа трансформаторов обмотки расположены на внутренних стержнях

Основных типов трансформаторов два

• Сердечниковый трансформатор

• Корпусный трансформатор

Типы обмоток, используемых для сердечникового типа трансформатора

Цилиндрические обмотки

Эти обмотки являются многослойными и используют прямоугольные или круглые проводники, как показано на рис. (a) и (b). Проводники наматываются на плоские стороны, как показано на рис. (c), и на ребро, как показано на рис. (d).

Применение цилиндрических обмоток

Цилиндрические обмотки являются низковольтными обмотками, используемыми до 6,6 кВ для мощности до 600-750 кВА, с током от 10 до 600 А.

Спиральные обмотки

Мы используем спиральные обмотки в низковольтных, высокопроизводительных трансформаторах, где ток выше, а количество витков меньше. Мощность трансформатора варьируется от 160 до 1000 кВА при напряжении от 0,23 до 15 кВ. Для обеспечения достаточной механической прочности поперечное сечение полосы не должно быть менее 75-100 мм². Максимальное количество параллельных полос, используемых для создания проводника, составляет 16.

Существует три типа

• Одинарная спиральная обмотка

• Двойная спиральная обмотка

• Диск-спиральная обмотка

Одинарные спиральные обмотки состоят из витков, намотанных в осевом направлении по винтовой линии с наклоном. В каждой обмотке только один слой витков. Преимущество двойной спиральной обмотки заключается в уменьшении потерь на вихревые токи в проводниках. Это связано с уменьшением количества параллельных проводников, расположенных в радиальном направлении.

В диск-спиральных обмотках параллельные полосы размещаются рядом в радиальном направлении, чтобы покрыть всю радиальную глубину обмотки.

Многослойные спиральные обмотки

Мы обычно используем их для высоковольтных диапазонов от 110 кВ и выше. Эти типы обмоток состоят из нескольких цилиндрических слоев, концентрически намотанных и соединенных последовательно.

Внешние слои делают короче внутренних, чтобы равномерно распределить емкость. Эти обмотки в основном улучшают импульсное поведение трансформаторов.

Перекрестные обмотки

Эти обмотки используются в высоковольтных обмотках малых трансформаторов. Проводники — это бумажно-изолированные круглые провода или полосы. Обмотки разделены на несколько катушек, чтобы уменьшить напряжение между смежными слоями. Эти катушки осевой разделяются на 0,5-1 мм, а напряжение между смежными катушками держится в пределах 800-1000 В.

Внутренний конец одной катушки соединяется с выходным концом смежной, как показано на рисунке выше. Фактическая осевая длина каждой катушки составляет около 50 мм, а расстояние между двумя катушками составляет около 6 мм, чтобы разместить блоки изоляционного материала.

Ширина катушки составляет 25-50 мм. Перекрестная обмотка имеет большую прочность, чем цилиндрическая, при нормальных условиях. Однако перекрестная обмотка имеет меньшую импульсную прочность, чем цилиндрическая. Этот тип также требует больших трудозатрат.

Дисковые и непрерывные дисковые обмотки

Применяются в основном для высокопроизводительных трансформаторов. Обмотка состоит из нескольких плоских катушек или дисков, соединенных последовательно или параллельно. Катушки формируются из прямоугольных полос, намотанных спирально от центра наружу в радиальном направлении, как показано на рисунке ниже.

Проводники могут быть одиночной полосой или несколькими полосами, намотанными параллельно на плоской стороне. Это обеспечивает прочную конструкцию для этого типа обмоток. Диски отделены друг от друга прессоваными секторами, прикрепленными к вертикальным полосам.

Вертикальные и горизонтальные проставки обеспечивают радиальные и осевые каналы для свободного циркулирования масла, которое контактирует с каждым витком. Площадь проводника варьируется от 4 до 50 мм², а пределы тока составляют 12-600 А. Минимальная ширина масляного канала составляет 6 мм для 35 кВ. Преимущества дисковых и непрерывных обмоток заключаются в их большей осевой прочности и дешевизне.

Обмотки для корпусного типа трансформатора

Сэндвич-обмотки

Позволяют легко контролировать реактивное сопротивление, чем ближе две катушки находятся друг к другу на одном магнитном оси, тем больше доля взаимного потока и меньше утечка потока. Утечка может быть уменьшена путем подразделения низковольтных и высоковольтных секций. Концевые низковольтные секции, известные как половинные катушки, содержат половину витков обычных низковольтных секций.

Чтобы сбалансировать магнитодвижущие силы соседних секций, каждая нормальная секция, будь то высоковольтная или низковольтная, несет одинаковое количество ампер-витков. Чем выше степень подразделения, тем меньше реактивное сопротивление.

Преимущества корпусных обмоток в трансформаторах

• Высокая способность выдерживать короткое замыкание

• Высокая механическая прочность

• Высокая диэлектрическая прочность

• Отличный контроль над утечкой магнитного потока

• Эффективная система охлаждения

• Гибкий дизайн

• Компактный размер

• Высокая надежность дизайна