Силовые высоковольтные трансформаторы

1. Силовые высоковольтные трансформаторы

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Силовые высоковольтные
трансформаторы

2. Технические требования к силовым трансформаторам 110 кВ и выше (положение ПАО Россети «О единой технической политике в

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Технические требования к силовым трансформаторам 110 кВ и выше
(положение ПАО Россети «О единой технической политике в электросетевом комплексе»)
п.2.1.3. Силовые трансформаторы, трансформаторы и
реакторы (ред. 2019 г.)
Силовые Т/АТ 110 кВ и выше должны удовлетворять
следующим требованиям:
– в конструкции должны применяться обмотки из
транспонированного провода со склейкой и прессующая
система из электрокартона с возможным применением
соответствующих древеснослоистых пластиков, не
подверженного усадке, позволяющие не проводить
подпрессовку обмоток на протяжении полного срока
службы;
– в конструкции должны применяться магнитопроводы
со сниженными потерями за счет: применения
высококачественной электротехнической стали с уровнем
удельных потерь 1,0 Вт/кг при индукции 1,5 Тл,
применения стали толщиной 0,23-0,3 мм, сборки
магнитопроводов по технологии с косым стыком «Step
Lap»;
–
должна
обеспечиваться
необходимая
электродинамическая стойкость обмоток к токам КЗ;
–
должны
применяться
следующие
режимы
управления комбинированными системами охлаждения
М/Д и М/Д/ДЦ: ручной, автоматический;
Требования к надежности:
– срок службы - не менее 30 лет (ГОСТ 527192007);
– отсутствие необходимости капитального
ремонта в течение всего срока службы (по ГОСТ
11677-85 срок службы до первого капремонта
не менее 12 лет);
– должна обеспечиваться взрывобезопасность
за счет конструктивного исполнения баков
трансформаторов, применения систем
предотвращения разгерметизации корпуса при
внутренних повреждениях.

3. Технические требования к силовым трансформаторам 110 кВ и выше (положение ПАО Россети «О единой технической политике в

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Технические требования к силовым трансформаторам 110 кВ и выше
(положение ПАО Россети «О единой технической политике в электросетевом комплексе»)
п.2.1.3. Силовые трансформаторы, трансформаторы и
реакторы (ред. 2019 г.)
2.1.3.4. Устанавливаемые на трансформаторах
высоковольтные вводы напряжением 110 кВ должны
быть с твердой (RIP или RIN) изоляцией, высоковольтные
вводы напряжением 220-750 кВ – герметичные
конденсаторные без избыточного давления и без
расширительного бачка либо с твердой изоляцией (RIP
или RIN изоляцией для класса напряжения до 500 кВ
включительно),
с
обязательным
наличием
измерительного вывода на вводах 110 кВ и выше.
Высоковольтные вводы с RIP и RIN-изоляцией от 110
кВ и выше необходимо комплектовать датчиками для
безопасного
подключения
систем
мониторинга
состояния изоляции вводов.
2.1.3.5. Силовые Т/АТ 110 кВ и выше должны
оснащаться:
- датчиками и устройствами контроля состояния
(мониторинга), а также выводом релейных сигналов
технологических защит систем охлаждения, устройства
РПН, релейных сигналов питания защит трансформатора
и др;
Требования к надежности:
– срок службы - не менее 30 лет (ГОСТ 527192007);
– отсутствие необходимости капитального
ремонта в течение всего срока службы (по ГОСТ
11677-85 срок службы до первого капремонта
не менее 12 лет);
– должна обеспечиваться взрывобезопасность
за счет конструктивного исполнения баков
трансформаторов, применения систем
предотвращения разгерметизации корпуса при
внутренних повреждениях.

4. Высоковольтные силовые трансформаторы. Термины и определения

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Термины и определения
Трансформатор - статическое
электромагнитное устройство,
имеющее две или более
индуктивно связанных обмоток
и предназначенное для
преобразования посредством
электромагнитной индукции
одной или нескольких систем
переменного тока в одну или
несколько других систем
переменного тока
ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и определения
ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия
ГОСТ 17544-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 220-750 кВ. ТУ
ГОСТ 12965-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 110,150 кВ. ТУ
ГОСТ 11920-85. Трансформаторы силовые масляные общего назначения напряжением до 35 кВ включительно. ТУ
ГОСТ 9680-77. Трансформаторы силовые мощностью 0,01 кВА и более. Ряд номинальных мощностей

5. Высоковольтные силовые трансформаторы. Термины и определения

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Термины и определения
Силовой трансформатор трансформатор, предназначенный
для преобразования электрической
энергии в электрических сетях и в
установках, предназначенных для
приема и использования
электрической энергии.
К силовым относятся
трансформаторы трехфазные и
многофазные мощностью 6,3 кВА
и более, однофазные мощностью
5 кВА и более.
По назначению подразделяются на:
- общего назначения (блочные,
связи, распределительные,
собственных нужд);
- специальные (электропечные,
преобразовательные).
ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и определения

6. Высоковольтные силовые трансформаторы. Термины и определения

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Термины и определения
общая точка обмоток фаз
трехфазного трансформатора,
соединяемых в «звезду» или
«зигзаг» изоляционная среда, заполняющая бак
трансформатора
- для размещения активной
части трансформатора
совокупность теплообменников,
устройств, предназначенных для
ускорения движения теплоносителя
и (или) охлаждающей среды,
контрольных и измерительных
приборов, служащая для отвода
тепла, выделяющегося в
трансформаторе в охлаждающую
среду
комплект пластин из
электротехнической стали,
собранных в определенной
геометрической форме,
предназначенный для
локализации в нем основного
магнитного поля
трансформатора основная обмотка трансформатора, имеющая
наибольшее номинальное
напряжение по сравнению с
другими его обмотками
- основная обмотка
Основная обмотка - совокупность витков, образующих
электрическую цепь, в которой суммируются
электродвижущие силы, наведенные в витках, с целью
получения высшего, среднего или низшего напряжения
трансформатора.
трансформатора, имеющая
наименьшее номинальное
напряжение по сравнению с
другими его обмотками
Активная часть - единая конструкция, включающая в собранном виде остов трансформатора, обмотки с их изоляцией,
отводы, части регулирующего устройства, а также все детали, служащие для их механического соединения

7. Высоковольтные силовые трансформаторы. Условное обозначение

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Условное обозначение
Структурная схема условного обозначения трансформатора
Х Х / Х - Х
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ15150
Класс напряжения стороны ВН, кВ
Номинальная мощность трансформатора, кВ·А
Буквенная часть обозначения типа трансформатора:
А - автотрансформатор;
О или Т- однофазный или трехфазный трансформатор;
Р - расщепленная обмотка НН;
□ - буквы условного обозначения видов охлаждения;
З - исполнение трансформатора с естественным масляным охлаждением или с охлаждением
негорючим жидким диэлектриком с защитой при помощи азотной подушки без расширителя;
Л - исполнение трансформатора с литой изоляцией;
Т - трехобмоточный трансформатор (для двухобмоточного букву не указывают);
Н - трансформатор РПН;
С - исполнение трансформатора собственных нужд электростанций.
Для автотрансформаторов при классах напряжения стороны СН или НН 110 кВ и выше после класса
напряжения стороны ВН через черту дроби указывают класс напряжения стороны СН или НН:
АТДЦТН -200000/330/110- У 1
автотрансформатор трехфазный масляный с охлаждением при принудительной циркуляции воздуха и масла с
ненаправленным потоком масла, трехобмоточного, с регулированием напряжения под нагрузкой, мощностью
200000кВ·А, класса напряжения обмотки ВН - 330 кВ, обмотки - СН - 110 кВ, исполнения У категории 1
ГОСТ Р 52719-2007. ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ. Общие технические условия
(Стандарт распространяется на оборудование, разработанное после 1 января 2008 г.)

8. Высоковольтные силовые трансформаторы

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы
В зависимости от характеристик и условий транспортировки все трансформаторы подразделяются
на следующие группы:
1-я группа. Трансформаторы мощностью до 1000 кВА напряжением до 35 кВ включительно,
транспортируемые с маслом и расширителем;
2-я группа. Трансформаторы мощностью от 1600 до 6300 кВА включительно на напряжение до 35 кВ
включительно, транспортируемые с маслом и расширителем;
3-я группа. Трансформаторы мощностью 10000 кВА и выше, транспортируемые с маслом без расширителя;
4-я группа. Трансформаторы 110 кВ и выше, транспортируемые полностью залитыми маслом;
5-я группа. Трансформаторы 110 кВ и выше, транспортируемые без масла с подпиткой азотом;
6-я группа. Трансформаторы 110 кВ и выше, транспортируемые частично залитыми маслом без расширителя.
По характеристикам и геометрическим размерам все трансформаторы условно подразделяются
на следующие габариты:
I габарит. Трансформаторы до 10 кВ включительно мощностью до 100 кВА;
II габарит. Трансформаторы до 35 кВ включительно мощностью 125 - 630 кВА;
III габарит. Трансформаторы до 35 кВ включительно мощностью 1000- 6300 кВА;
IV габарит. Трансформаторы 35 кВ мощностью 10-80 МВА, трансформаторы напряжением 110 кВ мощностью
2,5-80 МВА и трансформаторы 150, 220 кВ мощностью до 40 МВА;
V габарит. Трансформаторы напряжением от 110 до 220 кВ мощностью свыше 63 МВА;
VI габарит. Трансформаторы и автотрансформаторы напряжением 330 и 500 кВ;
VII габарит. Трансформаторы и автотрансформаторы напряжением 750 кВ и выше.

9. Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения
Потери в трансформаторе
пропорциональны массе активных
материалов (меди, стали), а,
следовательно, и их объему или третьей
степени линейных размеров.
Охлаждающая поверхность
трансформаторов растет пропорционально
второй степени линейных размеров.
Поэтому с ростом мощности трансформатора
поверхность охлаждения возрастает медленнее,
чем потери в активных материалах и удельная
тепловая нагрузка поверхности возрастает.
Следовательно, для того, чтобы с ростом
мощности трансформатора температурный
перепад оставался постоянным, необходимо
увеличивать поверхность бака, число
охлаждающих труб, радиаторов, ребер или
применять другие способы отвода тепла.

10. Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения
Принципиальная схема
системы охлаждения «М»
1 – бак;
2 – активная часть
трансформатора;
3 – трубчатый радиатор.
Естественное масляное охлаждение (М) - охлаждение частей
трансформатора путем естественной конвекции масла при
охлаждении внешней поверхности бака и установленных на
нем охладительных элементов посредством естественной
конвекции воздуха и теплового излучения. Поверхность бака
способна отводить 400-450 Вт тепла с 1 м2.
В трансформаторах небольшой мощности (до 40 кВА)
теплоотдающей поверхности баков достаточно для отвода
выделяющейся теплоты при нормированном превышении
температуры масла. В трансформаторах мощностью до 10 МВА
приходится ее искусственно увеличивать путем применения
ребристых и трубчатых баков или баков с навесными или
выносными радиаторами (трубчатые, пластинчатые – свыше
1,6 МВА).
Внешний вид трансформатора
с системой охлаждения «М»

11. Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения
Принципиальная схема
системы охлаждения «Д»
1 – бак;
2 – активная часть
трансформатора;
3 – трубчатый радиатор;
4 – коллектор;
5 – вентилятор.
Дутьевое охлаждение (Д) - охлаждение трансформатора с
использованием принудительного повышения скорости движения
воздуха, охлаждающего отдельные части системы охлаждения или
активную часть трансформатора
В трансформаторах мощностью более 6,3-10 MBА затруднительно
развить теплоотдающую поверхность бака в такой мере, чтобы
обеспечить заданный уровень нагрева. Поэтому приходится принимать
дополнительные меры для усиления охлаждения путем обдува
радиаторов вентиляторами.
Тем самым увеличивается в 1,5-2 раза коэффициент теплоотдачи и
соответственно теплосъем радиаторов. При снижении температуры
верхних слоев масла до 50°С, если при этом ток нагрузки меньше 1,05
номинального, вентиляторы отключаются.
Однако существенным недостатком системы охлаждения Д является
большой перепад температур между верхними и нижними слоями масла
(7-10°С), что требует установки дополнительных радиаторов для снижения
перегревов крайних катушек обмоток.
Внешний вид трансформатора
с системой охлаждения «Д»

12. Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения
Принципиальная схема
системы охлаждения «ДЦ»
1 – бак;
2 – активная часть
трансформатора;
3 – насос;
4 – охладители;
5 – вентилятор.
Циркуляционное охлаждение (ДЦ) - охлаждение
трансформаторов мощностью 63МВА и более с
использованием принудительного повышения скорости
движения заполняющего трансформатор теплоносителя при
помощи насосов или вентиляторов.
Направленное циркуляционное охлаждение (НДЦ) циркуляционное охлаждение с канализацией движения
теплоносителя внутри бака трансформатора.
Масляно-водяное охлаждение (НЦ, Ц) - охлаждение
трансформаторов мощностью 30 МВА и более
с применением принудительной циркуляцией масла через
охладители, охлаждаемые водой.
Системы ДЦ и НДЦ снабжаются охладителями с оребренными
биметаллическими трубками (латунь, алюминий) или
пластинчатыми радиаторами.
Выносное охлаждающее устройство

13. Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Системы охлаждения
Система охлаждения должна обеспечивать такой тепловой режим при котором
превышения температуры отдельных элементов трансформатора
над температурой охлаждающей среды не должны быть более указанных
значений (ГОСТ Р 52719-2007):
1. Обмотки (класс нагревостойкости изоляции А):
при естественной или принудительной циркуляции с ненаправленным
потоком масла - 65°С
при принудительной циркуляции с направленным потоком масла через обмотку - 70°С
2. Масло или другой жидкий диэлектрик в верхних слоях:
исполнение герметичное или с расширителем - 60°С
исполнение негерметичное без расширителя - 55°С (в ред. ГОСТ 11677-85)
3. Поверхности магнитной системы и элементов металлоконструкций - 75°С
(в отдельных точках, в которых нет контакта с твердой изоляцией, допускается
температура - 85°С)
Эффективность работы систем охлаждения в целом проверяется по температуре
верхних слоев масла в трансформаторе. При исправном охлаждении максимальные
температуры масла при номинальной нагрузке не должны превышать
(ПТЭ э. станций и сетей, п.5.3.12; ПТЭ ЭУП, п. 2.1.23):
1. с охлаждением М и Д - 95°C;
2. с охлаждением ДЦ - 75°C;
3. с охлаждением Ц - 70°C.
Установленная мощность вентиляторов и насосов различных видов систем охлаждения
в процентах от суммарной мощности трансформаторов составляет:
Д -1,1 -1,5%; ДЦ - 5,0-7,0%; Ц - 1,5-2,0%.

14. Высоковольтные силовые трансформаторы. Отдельные части

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Отдельные части
Баки силовых трансформаторов
А – гладкий; Б – гофрированный; В – «трубчатый»;
Г – с радиаторами; Д – с верхним разъемом;
Е – колокольного типа с нижним разъемом;
Ж – усиленный с несущей балкой и нижним
разъемом.
В
А
Б
Бак должен иметь высокую
прочность, способную вынести
большой вес трансформатора,
должен быть герметичным,
способным поддерживать вакуум.
Для защиты конструкционной
стали от перегревов полями
рассеяния применяется магнитное
экранирование в районе выводов НН,
общее магнитное экранирование по
стенкам бака – алюминиевая
пластина.
Г
Д
Е
Ж

15. Высоковольтные трансформаторы. Магнитная система

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные трансформаторы. Магнитная система
Виды магнитных систем трансформаторов
Плоская магнитная система - система, в которой продольные оси всех стержней и ярм
расположены в одной плоскости
Пространственная магнитная система - система, в которой продольные оси стержней или
ярм, или стержней и ярм расположены в разных плоскостях
Навитая магнитная система - система, в которой стержни и ярма образуются в виде
цельной конструкции путем навивки из ленточной или рулонной электротехнической стали

16. Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система
Шихтованная магнитная
система - система, в которой
стержни и ярма с плоской
шихтовкой собираются в
переплет как цельная
конструкция
Стыковая магнитная
система - система, в которой
стержни и ярма или отдельные
части, собранные и
скрепленные раздельно, при
сборке системы
устанавливаются встык
У трансформатора со стержневым магнитопроводом, обмотки имеют круглое сечение, сечение
стержня также приближается к правильной форме. Это придает максимальную прочность конструкции
для сопротивления радиальным усилиям при КЗ.
Броневой трансформатор имеет обмотки (сечение которых может быть любым) , вокруг которых
собирается сердечник. Сердечник дает опору катушкам обмотки, а сам сердечник опирается на бак, в
который он плотно сажается – высокая надёжность и прочность по отношению к КЗ.

17. Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система
Стык магнитной системы - место сочленения пластин стержня и ярма в шихтованной магнитной системе
или пакетов пластин стержня и ярма в стыковой магнитной системе.
Прямой стык магнитной системы - стык магнитной системы, при котором пластины сохраняют
прямоугольную форму
Косой стык магнитной системы - стык магнитной системы, при котором пластины (пакеты) в месте
сочленения срезаны под углом, близким к 45° к продольной оси пластины
Угол магнитной системы - часть магнитной системы, ограниченная объемом, образованным
пересечением боковых поверхностей или их продолжений одного из ярм и одного из стержней
Наименьшие удельные потери и наибольшую магнитную проницаемость анизотропная сталь имеет в
направлении прокатки. Магнитные свойства стали ухудшаются, если вектор индукции магнитного
поля направлен под углом, отличающимся от 0 град., к направлению прокатки, и становятся
наихудшими при значении угла, равном 55 град.

18. Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система
В современных трансформаторах прессовка горизонтальных ярм осуществляется
не ярмовыми балками, а стеклобандажами. Балки жестко связаны друг с другом
и выполняют функцию раскрепления обмоток.

19. Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система
Структура потерь холостого хода в магнитной системе трансформатора
1.
2.
3.
Потери в стали от перемагничивания
Потери от вихревых токов в пластинах магнитопровода
Потери от потоков рассеяния в деталях трансформатора
Конструкторские и технологические меры по снижению потерь х. хода
1. Применение ленточной стяжки стрежней и ярма
магнитопровода с помощью стекловолоконных
бандажей,
ликвидирующих
необходимость
отверстий для стяжных болтов – мест концентрации
потерь.
2. Шихтовка магнитопровода со сдвигом (полный
косой стык), ставшая возможной с применением
компьютерного раскроя стали, применяется и
комбинированная шихтовка с частично косым
стыком - «STEP-LAP».
3. Сборка, шихтовка сердечника, исключающие
грубые механические воздействия на стальные
пластины.
Динамика снижения потерь
в трансформаторной стали

20. Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Магнитная система
Конструкторские и технологические меры по снижению потерь х.х.
Метод сборки магнитных систем «STEP-LAP».
Места стыка листов смещаются относительно друг
друга на одно и то же расстояние, на 3, 5, 7 или
больше шагов. При шаге 7 поперечное сечение в
области стыка уменьшается только на 14%, т. е. только
через
8
листов
места
стыка
становятся
параллельными. Таким образом, практически весь
магнитный поток может протекать без искажения в
области воздушного зазора по соседним листам и как
следствие приводит к снижению плотности
магнитного потока и потерь в угловом участке по
сравнению с традиционными методами сборки.
Технология имеет ряд преимуществ, но она приводит и к
некоторым ограничениям в конструкции магнитной системы.
Для удобства сборки магнитной системы требуется постоянное
число шагов во всех циклах каждого из пакетов. Это приводит к
необходимости формирования величины толщины пакетов
кратной толщине одного цикла, следовательно, изменяется и
геометрия сечения стержня. Возможны варианты изготовления
сечений с нецелым числом циклов, с так называемым
«остатком шагов», что позволяет изготавливать сечение с
пакетами требуемой толщины.

21. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Радиальное строение обмотки
Обмотки имеют цилиндрическую форму и располагаются на стержнях магнитопровода концентрически.
Обмотки трансформаторов должны обладать:
– способностью выдерживать перенапряжения;
– термической прочностью;
– способностью выдерживать механические усилия,
возникающие от взаимодействия токов КЗ в обмотках с
магнитным полем рассеяния.
Аксиальное строение обмотки
При прохождении по обмоткам токов КЗ они
испытывают большие радиальные усилия, стремящиеся
растянуть радиально обмотку ВН и сжать НН обмотку.
В аксиальном направлении обмотки испытывают
усилия, сжимающие обмотки по их высоте.
Для придания обмоткам механической прочности их
расклинивают в радиальном направлении деревянными
планками, рейками или прокладками. В осевом
направлении обмотки прессуют прессующими
кольцами.
Источник: www.twn-moscow.ru

22. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Дисковые обмотки в значительной степени
заменили слоевые обмотки из-за большей
сопротивляемости КЗ.
Однако дисковые обмотки имеют худшие
распределения напряжений при переходных
процессах, что потребовало оптимизации схемы
соединения дисков, перекладка витков и введение
электростатических экранов.
Катушечные обмотки выполнены из плоских
катушек, намотанных по спирали в горизонтальной
плоскости относительно стержня магнитопровода.
Катушки непрерывных обмоток наматываются
подряд, цельным проводом, без разрезов. Как
правило, витки вплотную прилегают друг к другу.
Эти обмотки обычно применяется для обмоток
высшего и среднего напряжения (ВН и СН), а также
может быть применен для регулировочной обмотки
(РО).
Катушка обмотки - группа последовательно
соединенных витков (более одного витка),
конструктивно объединенная и отделенная от
других таких групп или обмоток

23. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Переплетенные (петлевые) обмотки
отличаются геометрическим расположением
витков, последовательных в электрической
схеме. Обмотка наматывается так же, как
непрерывная, но одновременно двумя
параллельными проводами.
После намотки одной пары катушек один из
параллельных проводов разрезается, и его конец
соединяется с началом другого провода в первой
катушке пары, образовывая переход из второй
катушки в первую. В результате все витки обоих
проводов соединяются последовательно. Такая
обмотка благодаря взаимному переплетению
витков имеет дополнительную емкостную связь
между катушками, и что делает распределение
импульсных напряжений в обмотке более
равномерным.
Источник: www.twn-moscow.ru
Тип непрерывные катушечные обмотки обычно
применяется для обмоток высшего и среднего
напряжения (ВН и СН).

24. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Одноходовая винтовая обмотка обмотка, витки которой следует один
за другим в осевом направлении по
винтовой линии, а сечение каждого
витка образовано сечениями
нескольких параллельных проводов
прямоугольного сечения,
расположенными в один ряд в
радиальном направлении обмотки
Двухходовая (многоходовая)
винтовая обмотка - обмотка,
состоящая из двух или более
одноходовых обмоток, взаимно
расположенных подобно ходам
резьбы двухходового
(многоходового) винта
Винтовая обмотка представляет собой спираль, витки которой расположены один над
другим, с каналами между ними. Такие обмотки наматываются несколькими параллельными
проводами прямоугольного сечения, укладываемыми плашмя. Если все провода располагаются в
радиальном направлении, то такая обмотка называется одноходовой. Если провода разделены на
группы, располагающиеся одна над другой, то обмотка называется многоходовой. Между ходами
так же, как между витками, выполняются каналы.
Винтовые обмотки обычно применяется для обмоток низшего напряжения (НН),
характеризующиеся большим номинальным током. Применение винтовых обмоток в данном
случае обеспечивает большую поверхность охлаждения, чем катушечные обмотки.

25. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Транспозиция проводов обмотки
Изменение взаимного расположения
параллельных проводов в сечении витка
обмотки с целью уравнивания
распределения тока между ними
Сосредоточенная транспозиция
проводов обмотки - транспозиция
проводов обмотки, сосредоточенная в
нескольких местах в осевом
направлении, при числе мест меньшем,
чем число параллельных проводов без
одного
У многоходовых обмоток отдельные ветви соединяются параллельно, их
длина неравна. При этом провода располагаются на различном
расстоянии от оси обмотки и имеют различные активные и индуктивные
сопротивления, не равны и токи проводов хода витка. Это может привести
к возникновению уравнительных токов. Устранение этого явления
достигается транспозицией проводов витка (одна общая и две групповых)
или применением транспонированного провода, применение которого
снижает потери от вихревых токов и упрощает конструкцию обмотки.
Групповая транспозиция проводов
обмотки - сосредоточенная транспозиция,
при которой все параллельные провода
делятся на две или более группы и
изменяется взаимное расположение этих
групп без изменения расположения
проводов в группе
Общая транспозиция проводов
обмотки - сосредоточенная
транспозиция, при которой изменяется
взаимное расположение всех
параллельных проводов

26. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Электродинамическая стойкость обмоток в
большей степени зависит от качества их
запрессовки.
В процессе эксплуатации из-за
периодического сжатия при КЗ и усадки
электроизоляционного картона наблюдается
ослабление усилия сжатия обмотки.
Цилиндрические обмотки по своим
конструкционным свойствам недостаточно
стойки к токам КЗ, применяются для
трансформаторов небольшой мощности.
Повреждения и остаточные
деформации обмотки
Повышение электродинамической стойкости
достигается:
- Увеличение напряжения КЗ
- Применение однослойной обмотки НН
- Применение транспонированного провода
- Применение жесткого электрокартона для
прокладок обмоток и изоляции ярм
- Применение одновременной запрессовки
всех обмоток на окончательной сборке
- Усовершенствование технологии сушки
обмоток

27. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Обмоточные провода
1. Материал проводника: электролитическая медь и алюминий
2. Сечение: круглое или прямоугольное
3. Конструкция: одножильный, многожильный, транспонированный, подразделенный,
подразделенный транспонированный, ленточный провод
Ленточный провод представляет собой пучок свитых и изолированных друг от друга лент из фольги.
Уменьшение сечения проводника снижает потери (потери на вихревые токи пропорциональны квадрату
сечения проводника), такая конструкция проводника позволяет улучшить заполняемость окна
магнитопровода и снизить массу трансформатора и потери, существенно снижаются осевые силы в
обмотках, повышается механическая прочности (витки ленты обычно склеиваются между собой.
Широко используется в распределительных трансформаторах
малой и средней мощности.
4. Изоляция:
– провода с бумажной изоляцией;
– провода с изоляцией из арамидной бумаги;
– провода с пленочной изоляцией;
– провода с эмалевой изоляцией;
– провода со стекловолокнистой изоляцией;
– провода с пленочной изоляцией;
– провода с сетчатой изоляцией.
транспонированный провод: изоляция элементарного проводника:
основной слой (поливинилформалевый (PVF) -ТИ120°С
или полиамидимидный (PAI) -ТИ200°С); клеящий слой - эпоксидный
Полимеризация и склеивание в изделии происходят после снятия нагрева

28. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Структура нагрузочных потерь в трансформаторе
1. Потери на активном сопротивлении (джоулевы потери) провода обмотки,
2. Потери в проводе из-за вихревых токов и поверхностного эффекта,
3. Потери в стенках бака и металлических частях конструкциях из-за вихревых токов.
Направления снижения нагрузочных потерь в трансформаторах:
1. Уменьшение плотности тока, протекающего через проводник.
Ограничение применения:
- происходит увеличение пространства занимаемого обмотками, увеличение размеров
сердечника, его массы и потерь холостого хода
- происходит увеличение добавочных потерь в проводе, т. е. потерь, вызванных
вихревыми токами и поверхностным эффектом.
2. Оптимизация конструкции провода, применение большого количества тонких
изолированных и транспонированных проводников с общей изоляцией.
3. Использование материалов с пониженным сопротивлением

29. Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Обмотки
Конструкторские и технологические меры по снижению
нагрузочных потерь в трансформаторах
1.
2.
3.
4.
Применение меди, обладающей малым
сопротивлением и высокой механической
прочностью относительно алюминия
Применение провода с непрерывной
транспозицией дает снижение потерь на
вихревые токи
Замена бумажной изоляции проводника
эмалевой снижает габариты и добавочные
потери от полей рассеяния благодаря
совершенной транспозиции и применению
меньших сечений элементарных
проводников
Повышение механической прочности за
счет использования термореактивного
изоляционного покрытия
Динамика снижения потерь в
трансформаторе

30. Высоковольтные силовые трансформаторы. Система предупреждения взрывов и пожаров

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы.
Система предупреждения взрывов и пожаров
СИСТЕМА TRANSFORMER PROTECTOR (SERGI, Франция) –
механическая система, которая включается при достижении
определенного внутреннего давления в баке трансформатора.
TRANSFORMER PROTECTOR позволяет:
• сбросить давление в баках за несколько миллисекунд;
• предотвратить контакт воздуха (кислорода) с удаленными
взрывоопасными газами;
• отделить газы от масла;
• вывести газы из трансформатора
на удаленное место для
безопасного выхлопа;
• устранить горючие газы путем
закачивания азота;
• быстро обеспечить возможность
безопасного проведения ремонтных
работ на трансформатора после
аварии.

31. Высоковольтные силовые трансформаторы. Система предупреждения взрывов и пожаров

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы.
Система предупреждения взрывов и пожаров
1. Модуль, обеспечивающий сброс
давления в баке трансформатора.
2. Бак отделения масла и газов,
разделяющий масло и горючие газы
после срабатывания системы.
3. Модуль сброса давления для
устройства РПН.
4. Патрубок уменьшения слива
масла. Предназначен для снижения
сливаемого объема масла из бака
трансформатора
в
случае
срабатывания системы.
5. Труба для слива масла из бака
трансформатора.
6. Труба для слива масла из
устройства РПН.
Copyright © SERGI
7. Труба для отвода взрывчатых газов.
8. Баллон с азотом и редуктор давления.
9. Труба для подачи азота в бак трансформатора.
10. Труба для подачи азота в устройства РПН.
11. Труба для подачи азота в бак отделения масла и газов.
12. Отсечной клапан расширителя, предназначенный для предотвращения слива
масла из расширителя после начала процесса сброса давления.
13. Тепловой извещатель для обнаружения пожара, устанавливаемый на крышке
трансформатора.
14. Отсечной клапан, препятствующий доступу воздуха.
15. Пульт управления системой, подключаемый ко всем защитам трансформатора и
датчикам системы.

32. Высоковольтные силовые трансформаторы. Система мониторинга и управления

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Система мониторинга и управления
Система мониторинга, диагностики и
управления предназначена для контроля
технического состояния трансформаторного
оборудования в процессе эксплуатации,
формирования диагностических,
предупреждающих и аварийных сообщений,
ведения баз данных, передачи информации о
техническом состоянии оборудования в АСУ ТП
подстанции.
Copyright © ПАО ЗТР
Датчик тока проводимости ввода и ЧР
Copyright © ПАО ЗТР
Датчик температуры
Система мониторинга и управления позволяет:
- производить регистрацию и анализ качества электроэнергии;
- производить регистрацию и анализ переходных режимов;
- управлять в ручном или в полностью автоматическом режиме
системой охлаждения и переключающими устройствами;
- выполнять мониторинг электрических, тепловых и механических
параметров основных узлов трансформатора с экспертной
оценкой технического состояния оборудования, нагрузочной
способности и срока службы.

33. Высоковольтные силовые трансформаторы. Система мониторинга и управления

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Система мониторинга и управления
Copyright © ПАО ЗТР
Экран текущего состояния функциональных подсистем трансформатора
Система отслеживает текущее состояние
всех функциональных подсистем
трансформатора:
- параметры электроэнергии;
- обмотка;
- магнитная система;
- изоляция трансформатора;
- система охлаждения и РПН;
- изоляция вводов;
- устройства защиты и сигнализации (газовое реле,
клапаны сброса давления, реле быстрого роста
давления, указатель уровня и потока масла в баке) .
Системы мониторинга и управления
обычно выполняются трехуровневыми:
1-й уровень – датчики и первичные преобразователи
физических величин в электрические сигналы;
2-й уровень – контроллеры и устройства ввода/вывода,
обеспечивающие преобразование сигналов,
полученных от датчиков в информационные
цифровые потоки, их предварительную обработку и
информационный обмен с уровнем 3;
3-й уровень – сервер сбора и обработки информации,
обеспечивающий сбор и обработку цифровых потоков,
ведение архивов, отображение информации и связь с
системами более высокого уровня.
Copyright © ПАО ЗТР
Функциональная подсистема «Приборы сигнализации и защиты»

34. Высоковольтные силовые трансформаторы. Изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Изоляция
Изоляция силовых
трансформаторов
Внутренняя изоляция
Внешняя изоляция
Изоляция высоковольтных
вводов
Изоляция трансформатора - совокупность
изоляционных деталей и заполняющей
трансформатор изоляционной среды,
исключающая замыкание металлических
частей трансформатора, находящихся во
время его работы под напряжением, с
заземленными частями, а также частей,
находящихся под разными потенциалами,
между собой
Внутренняя изоляция - изоляция внутри
бака трансформатора в масле (внутри бака
герметичного трансформатора,
заполненного воздухом или газом) или
внутри заполняющего трансформатор
твердого диэлектрика
Внешняя изоляция - изоляция в воздухе
снаружи бака трансформатора
Необходимую электрическую прочность изоляции в трансформаторах обеспечивают выбором материала изоляции,
изоляционных конструкций и размеров изоляционных промежутков.
Рациональная конструкция и расположение обмоток обеспечивают их необходимую механическую прочность.
В масляных трансформаторах допустимая температура обмоток определяется не только классом нагревостойкости
изоляции обмоток, но также и допустимой температурой для масла, в котором находится обмотка.
Значительную роль в обеспечении электрической прочности изоляции играет правильная технология ее обработки –
вакуумная сушка активной части трансформатора.

35. Высоковольтные силовые трансформаторы. Изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Изоляция
Внутренняя изоляция
Главная изоляция
относительно корпуса и
между разными обмотками
Обмотки от заземленных
частей магнитопровода и
бака
Между разными
обмотками
Отводов от заземленных
частей магнитопровода и
бака
Переключателей от
заземленных частей
магнитопровода и бака
Продольная изоляция
между различными частями
обмоток имеющими разные
потенциалы
Между различными
точками обмотки
Между фазами обмотки
Между отводами обмотки
Между частями
переключателя,
соединенными с
различными точками
обмотки
Главная изоляция обмотки - изоляция
обмотки от частей остова и от других
обмоток.
Продольная изоляция обмотки изоляция между разными точками
обмотки фазы трансформатора,
например, между витками, слоями
витков, катушками, элементами
емкостной защиты и т.п.
Надежность электрической изоляции
обеспечивается согласованием между
свойствами изоляции и
воздействующими на нее напряжениями
с учетом характеристик защитных
аппаратов (координация изоляции)
Требования к электрической прочности (или уровни изоляции) оборудования классов напряжения до 750 кВ
устанавливаются ГОСТ 1516.3-96 «Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ.
Требования к электрической прочности изоляции».
ГОСТ определяет испытательные напряжения 50 Гц и импульсные испытательные напряжения.
Снижение испытательных напряжений приводит к повышению эксплуатационных характеристик
трансформатора: на каждые 10% снижения потери ХХ и масса трансформатора уменьшаются на 4-6%.

36. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
В практике трансформаторостроения
наибольшее распространение получила
маслобарьерная изоляция обмоток, состоящая
из различных комбинаций масляных каналов или
промежутков с барьерами в виде цилиндров,
простых и угловых шайб.
Цилиндр может быть жестким (бумажнобакелитовым) и являться каркасом обмотки, или
мягким из листов электроизоляционного картона,
наматываемых на стержень или обмотку при
сборке.
Изоляционные элементы маслобарьерной изоляции
В конструкции силовых трансформаторов масса
твердой изоляции составляет, примерно
8% от полной массы аппарата. Это, в основном,
детали и компоненты из различных сортов картона
электротехнического назначения, изоляция,
изготавливаемая из намоточной и крепированной
бумаги.
Высоконагруженные элементы конструкции
часто производятся из особых электротехнических
сортов древесно-слоистого пластика на основе
утолщенного букового шпона.

37. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
Макет
главной изоляции
силового трансформатора
Главная изоляция состоит из основных изоляционных
промежутков:
1 – между обмотками различного напряжения
2 – между обмоткой НН и стержнем магнитопровода
3 – между торцами обмоток ВН и НН и ярмами
4 – между обмотками разных фаз (обмоткой ВН и стенкой бака)
А – барьеры, разделенные масляными каналами
Б – угловые шайбы
3
Б
А
2
1
4
Источник: www.twn-moscow.ru
Изоляция обмоток от стержней магнитопровода, а также
изоляция между обмотками выполняется при помощи
изоляционных цилиндров, перегородок, распорок и шайб,
промежутки между которыми заполнены маслом.
Чередование твердых и жидких диэлектриков повышает
электрическую прочность изоляции.
Цилиндры выступают над обмотками, что исключает
разряды по поверхности цилиндров с обмоток на стержень и
между обмотками.
Изоляция обмоток от ярма усиливается угловыми шайбами.
В качестве междуфазной изоляции применены перегородки из
электрокартона.

38. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
Изоляция межу обмотками ВН и НН, между
обмоткой НН и стержнем магнитопровода
выполнена в виде масляного промежутка,
разделенного жесткими бумажно-бакелитовыми
цилиндрами.
Цилиндры должны выступать над обмотками.
Выступ обеспечивает отсутствие разряда по
поверхности цилиндра между обмотками или с
обмотки на стержень.
Элементы главной изоляции трансформатора 35 кВ
Technische Datenbläter. CD, PUCARO Elektro-Iisolierstoffe
GmbH. Roigheim, 2011
Цилиндры электроизоляционные замкнутые
из горячепрессованного картона
В результате разделения барьерами
одного большого изоляционного промежутка
на
несколько
меньших
электрическая
прочность в целом увеличивается.
Изоляция обмоток от ярма выполнена в
виде щитка, применяются шайбы и подкладки
из электроизоляционного картона.
Между обмотками ВН соседних стержней
устанавливается междуфазная перегородка.

39. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
В конструкции главной изоляции трансформаторов
110 кВ и выше появляются профилированные барьеры –
угловые шайбы.
Угловая шайба представляет собой кольцевой барьер,
охватывающий край обмотки, характеризующийся
повышенной напряженностью электрического поля.
Чем ближе форма угловой шайбы совпадает с
эквипотенциальной кривой электрического поля в углу
обмотки, тем меньше требуется изоляционный
промежуток между обмоткой и шайбой.
Наибольший эффект возникает при расположении
барьеров перпендикулярно силовым линиям поля
(отсутствует тангенциальная составляющая поля вдоль
поверхности барьера).
Цилиндрическая и горизонтальная части угловой
шайбы обмотки препятствуют развитию пробоя в масле
как в радиальном направлении, так и в строну ярма.
Между обмотками ВН соседних фаз также
установлены угловые междуфазные перегородки,
являющиеся одновременно барьерами в промежутке
между наружным краем обмотки ВН и ярмом
магнитопровода.
Элементы главной изоляции
трансформатора 110 кВ и выше:
1 - изоляционные цилиндры; 2 - обмотка ВН;
3 - обмотка СН; 4 - обмотка НН; 5 - стержень
магнитопровода; 6 - прессующее кольцо
обмоток; 7 - угловые шайбы; 8 - междуфазные
перегородки; 9 - емкостное кольцо; 10 - ярмо;
11 - ярмовый барьер.

40. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
Угловые шайбы предназначены для создания усиленной
барьерной концевой электрической изоляции обмоток в местах
электромагнитного поля наибольшей напряженности.
Устанавливаются при сборке активной части
трансформатора внизу и вверху обмотки с внутренней стороны
обмотки (прямая угловая шайба) или с внешней стороны обмотки
(обратная угловая шайба).
Предотвращают пробой изоляции с обмотки на
магнитопровод, на металлические прессующие кольца и на
соседние обмотки. Являются одними из ответственейших
компонентов изоляции.
Technische Datenbläter. CD, PUCARO Elektro-Iisolierstoffe
GmbH. Roigheim, 2011
Часто угловые шайбы
изготавливаются в виде отдельных
секторов с перекрывающимися
концами.
Наиболее ответственной зоной
угловой шайбы является радиус
между цилиндром и полкой. В
идеале он должен соответствовать
расчетной конфигурации силовых
линий электромагнитного поля
рассеяния, выходящего из крайних
витков обмотки.

41. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
Картина электрического поля в области
изоляции края обмотки от ярма
1 – контур емкостного кольца
2 – контур «жесткой» угловой шайбы
3 – контур «мягкой» угловой шайбы
4 – силовые линии поля от угла катушки
до барьера.
Внешний вид
«мягкой» шайбы
Электрическая прочность масляного канала
определяется средней напряженностью
электрического поля вдоль такой наиболее
«длинной» линии
Для изоляции края обмотки применяют угловые шайбы, которые выполняют либо с малым радиусом
перехода цилиндрической части в плоскую («мягкие»), либо с большим радиусом («жесткие»).
«Жесткие» - бумажно-бакелитовые, литые или прессованными из электроизоляционного картона,
«мягкие» - собранные из полос картона. Устанавливаются при сборке активной части трансформатора внизу
и вверху обмотки с внутренней стороны обмотки (прямая угловая шайба) или с внешней стороны обмотки
(обратная угловая шайба).
Предотвращают пробой МБИ с обмотки на магнитопровод, металлические прессующие кольца и на
соседние обмотки. Применение «жесткой» угловой шайбы позволяет уменьшить масляный канал в области
емкостного кольца и снизить неравномерность электрического поля. При этом электрическая прочность
канала в целом возрастает.

42. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
Барьеры или шайбы с П-образными
прокладками устанавливают в верху и в
низу обмоток ВН.
Каналы по обе стороны барьера и
междуфазной перегородки образуются
П-образными прессованными
прокладками, устанавливаемыми на
барьере.
2
1
3
Межфазовая перегородка и мягкая
угловая шайба: 1 – шайба (лист);
2 – «П-образная» прокладка; 3 –
прессованная дистанционная
прокладка .
Плоский барьер трехфазного трансформатора
с «П-образными» прокладками
Бумажная изоляция составляет 40-50% осевого размера в основных типах обмоток

43. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
Ярмовая изоляция является барьером между
обмотками, нижним ярмом и ярмовой балкой , а также
между выводным концом обмотки и полкой ярмовой
балки.
Перегородки между внешней обмоткой ВН и баком
также выполняются электрокартонным цилиндром,
опирающимся на выступы прокладок ярмовой
изоляции.
Ярмовая изоляция с вынимающимся
сектором на 35 кВ: 1 – шайба,
2 – прокладка; 3 – вставка
Междуфазные перегородки в
трехфазных трансформаторах
выполняются на всю высоту
обмотки или располагаются в зоне
обмотки, где имеется наибольшая
разность потенциалов между
ближайшими точками обмоток
разных фаз.
Многослойная ярмовая изоляция на 220 кВ –
служит для изолирования обмотки от ярм магнитопровода

44. Высоковольтные трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные трансформаторы. Главная изоляция
Уравнительная изоляция служит для
выравнивания обращенной к обмоткам
полки ярмовой балки с плоскостью ярма.
Начиная с мощности 4000 кВА,
уравнительную изоляцию изготавливают в
виде сегментов и полуколец.
Пластина уравнительной изоляции
служит изоляционным барьером между
выводным концом обмотки и полкой
ярмовой балки.
Уравнительная изоляция в виде деревянных
планок или в виде пластин электроизоляционного
картона с приклепанными прокладками с обеих
сторон пластины
Compressed laminated wood. Prоspect. Deutsche Holzveredelung Schweing
GmbH & Co.KG, Kirchhundem, 2010, 6 p.
Ярмовые балки и прессующее кольцо из
букового древесно-cлоистого пластика

45. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
1
3
2
Ярмовая изоляция автотрансформатора 750 кВ:
1 – барьер междуфазной изоляции; 2 – нижнее ярмо; 3 – ярмовая изоляция

46. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
Предельно допустимая электрическая
прочность изоляции при длительном
воздействии напряжения определяется
процессами начального газообразования,
происходящими из за распада химических
связей между молекулами масла.
Пробивная напряженность масляного
канала существенно зависит также от
чистоты и влагосодержания масла.
Определенное значение имеет также
структурно групповой состав масла, наличие
кислот, а также объем масла, находящийся
под воздействием наибольших
напряженностей электрического поля.
В месте пробоя масла
образуются необратимые
повреждения твердой изоляции в
виде разветвлённого обугленного
канала (ползущий разряд).
Развитие ползущего разряда
приводит к полному пробою
изоляции.
В маслобарьерной изоляции наиболее
электрически нагруженными являются
масляные каналы.
Прочность масла меньше прочности
электрокартона, поэтому пробой изоляции
начинается с нарушения электрической
прочности первого масляного канала
(между обмоткой и барьером).
Однако при пробое масляного канала
полной потери электрической прочности
всей конструкции не происходит.
Расположение барьеров между
обмотками ВН и НН (СН в АТ) выбирается
таким образом, чтобы масляные каналы
внутри обмотки ВН и снаружи обмотки НН
были минимальными (6-8 мм) с
последующим постепенным увеличением
масляных каналов в промежутке между
обмотками до значения не более 25 мм.
Такое расположение барьеров и
размеров масляных каналов является
оптимальным с точки зрения обеспечения
электрической прочности промежутка,
который определяется главным образом
размерами первого масляного канала у
обмоток.

47. Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Главная изоляция
Опасность развития разряда
возрастает, если имеется
сплошной путь между
потенциальным электродом и
землей по поверхности твердой
изоляции вдоль слоев
электрокартона, например, по
барьеру, рейке или клину.
Ионизация газовых включений
вызывает повышение давления газов и
приводит к вытеснению масла из
твердой изоляции. На поверхности
картона появляются «белые следы» —
участки без масла.
При повышении напряженности поля
или увеличении длительности
воздействия на этих участках происходит
обугливание волокон целлюлозы —
«черные следы».
На обугленном участке снижается
электрическое сопротивление, и на его
конце увеличивается напряженность
поля. Создаются условия для развития
ползущего разряда — постепенного
прорастания и разветвления разряда по
слоям барьера в виде обугленных
«дорожек».
В итоге процесс заканчивается
полным пробоем (перекрытием по
поверхности твердой изоляции).

48. Высоковольтные силовые трансформаторы. Продольная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Продольная изоляция
Продольная изоляция силового трансформатора:
1 – провод обмотки; 2 – витковая изоляция;
3 – катушечная изоляция; 4 – межкатушечная
изоляция (масляный канал шириной 8-20 мм)
Продольная изоляция выполняется бумажно-масляной.
Продольная изоляция обмоток силовых
трансформаторов состоит из трех основных элементов :
- межвитковой изоляции (изоляции между
проводниками двух соседних прилегающих один к другому
витков одной катушки),
- межслоевой изоляции (изоляции между слоями
слоевых обмоток трансформаторов 6-35 кВ);
- межкатушечной изоляции (изоляции между
проводниками двух соседних катушек, разделенных
радиальным масляным каналом).
Витковая изоляция между катушками состоит из
масляного канала шириной от нуля до 40 мм и бумажной
изоляции проводника, которая может быть усилена путем
применения дополнительной изоляции.
Размеры продольной изоляции в большинстве случаев
определяются импульсными перенапряжениями
В бумажно-масляной изоляции частичные разряды начинаются между слоями бумаги и сразу повреждают
твердую изоляцию. Рассеивание продуктов распада масла и твердой изоляции из зоны частичного
разряда затруднено из-за плотной намотки слоев твердой изоляции, и развитие пробоя происходит
быстро. Пробой может происходить как вдоль слоев твердой изоляции, так и сквозь них.

49. Высоковольтные силовые трансформаторы. Продольная изоляция

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы. Продольная изоляция
Состояние межвитковой изоляции
трансформатора ОДГ-40 000/110
отработавшего более 50 лет.
Вся изоляция трансформатора
коричневого цвета и занесена
шламом.
Барьер между прессующими
кольцами и обмотками расслоился и
разбух, имеет вертикальные
трещины и следы коробления из-за
взаимодействия с водой.
Диэлектрик витковой изоляции при
сгибе до прямого угла ломается.
Масляные каналы обмоток
уменьшились из-за разбухания
витковой изоляции
«Разбухание» межвитковой изоляции приводит
к локальному перегреву обмоток
Источник: https://test-energy.ru/diagnostika-silovyh-transformatorov-110kv-otrabotavshih-bolee-50-let/

50. Высоковольтные силовые трансформаторы

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы

51. Высоковольтные силовые трансформаторы

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы

52. Высоковольтные силовые трансформаторы

«ИПК и ПК ИГЭУ в энергетике»
Высоковольтные силовые трансформаторы