Главные конструктивные элементы силового трансформатора напряжения — бак и активная часть с установленными элементами конструкции. К активной части относят конструктивные части магнитопровода, обмотки, отводы, переключающие устройства, изоляцию.
Магнитопровод выполняется из страниц электротехнической стали (железа), шихтованный. Поверхности страниц изолируются бумагой и лаком. От марки железа зависят магнитная и допустимые потери индукция. На данный момент для того чтобы используется холоднокатаная текстурованная сталь марок 3405, 3406, допускающая индукцию до 1,7 Тл с удельными утратами 0,9-1,1 Вт/кг. Использование таковой стали разрешило существенно уменьшить сечение магнитопровода и соответственно снизить габариты трансформаторов. Понижение удельных утрат в стали снижает утраты на ток намагничивания и холостой ход трансформатора.
Обмотки трансформатора выполняются концентрическими и чередующимися. При концентрических обмоток обмотки большого и низкого напряжений находятся на одном стержне магнитопровода концетрически относительно друг друга. При чередующихся обмоток — обмотки выполняются в виде низких цилиндров с однообразными диаметрами и находятся на одном стержне одна над второй. Такая обмотка в большинстве случаев используется для особых трансформаторов таких как электропечные либо сухие.
Обмотки трансформатора должны владеть электрической и механической прочностью, выдерживать электродинамические действия токов замыкания и хорошее охлаждение, предотвращающее перегрев.
Обмотки делают бронзовыми и алюминиевыми проводниками. Изготовление алюминиевых обмоток имее более сложную технологтю и электрические особенности алюминия хуже меди. Основной матерал обмоток это медь. Для улучшения электрических черт обмотки и механической прочности бронзовые обмотки делают транспонированным проводом. Транспонированный провод представляет собой параллельный пучок элементарных проводников, в котором отдельные проводники на всем протяжении иногда изменяют собственный положение довольно исходного в начале провода. Это сглаживает сопротивление элементарных проводников, увеличивает механическую прочность, сокращает размеры магнитопровода и толщину изоляции.
Изоляция, используемая в трансформаторе обязана соответствовать классам напряжения обмоток.
В масляных трансформаторах главная изолирующая среда — это трансформаторное масло. Используется в сочетании с жёсткими диэлектриками: бумагой, электрокартоном, гетинаксом, деревом (маслобарьерная изоляция).
В сухих трансформаторах используется изоляция на базе кремнийорганических материалов и новые современные изоляционные материалы типа «Номекс» класса нагревостойкости Н (80oС), литая изоляция из эпоксидной смолы с наполнителем, залитой в вакууме. Наполнитель состоит преимущественно из тригидрата алюминия Al(OH)3, владеющего огнегасительными особенностями, наименование которого легло в базу торговой марки Trihal.
Бак трансформатора состоит из стен, крышки и дна. На крышке устанавливают вводы, выхлопную трубу, крепление расширителя, термометры и другие, нужные по марке и мощности конструкции. На стенках бака с наружной стороны крепятся охладительные устройства, в большинстве случаев радиаторы и центробежные вентиляторы. Радиаторы помогают для циркуляции масла и нужны для охлаждения.
Расширитель, это цилиндрическая емкость, устанавливаемая на креплениях крышки соединяется патрубком с баком и помогает для воздуха излишков и приёма масла в баке трансформатора.
В обычном рабочем состоянии бак трансформатора всецело залит трансформаторным маслом. При работе трансформатора, в следствии нагрева трансформаторное масло расширяется, при охлаждении наоборот — сжимается и воздушное пространство над уровнем масла вытесняется либо всасывается в него. Дабы в масло не попадала влага, на расширителе имеется силикагелевый воздухоосушитель. В трансформаторах герметичной конструкции вместо расширителя над слоем масла закачивают инертный газ (азотная подушка), не растворяющийся в масле. Газ поступает и особых эластичных емкостей, установленных на крышке.
При резком трансформации температуры окружающей среды возможность попадания жидкости в масло высокая, дабы избежать этого в расширителе используют термовымораживатели. С торца расширителя крепится маслоуказатель по масломерному стеклу, которого определяется уровень масла в трансформаторе.
Конструкция силового трансформатора (The design of the power transformer)
