Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [ 21 ] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

окружающей среде, необходимо иметь достаточную поверхность охлаждения.

В масляных трансформаторах тепло, образующееся в сердечнике и обмотках, отдается маслу. Масло отводит это тепло к стенкам бака, которые с наружной стороны отдают его окружающему бак воздуху. Движение тепла от одной части трансформатора к другой обусловлено разностью температур. Распределение температур отдельных частей трансформатора показано на рис. 2-81. Здесь же показаны пути движения частиц масла, омывающего сердечник и обмотки, и частиц воздуха, омывающего наружные стенки бака.

Чем больше мощность трансформатора, тем больше в нем потери (ио абсолютной величине) и тем больше, следовательно, должна быть его поверхность охлаждения для отвода образующегося тепла. Этим и объясняется главным образом увеличение размеров трансформатора при увеличении его мощности.

При увеличении размеров трансформатора его мощность и потери растут быстрее, чем поверхность охлаждения ( sect; 2-22). Поэтому при возрастании мощности трансформатора охлаждение его должно быть более интенсивным.

Для трансформаторов небольшой мощности (до 20-30 ква) применяются баки с гладкими стенками

Рис. 2-83. Трансформатор с трубчатым баком. 6*

Рис. 2-в4. Трансформатор с радиаторным баком.

(рис. 2-82). Для трансформаторов средней и большой мощности прихо дится брать трубчатые баки (рис. 2-83) или баки с радиаторами (рис. 2-84). Для очень мощных трансформаторов применяются баки с радиаторами, ко-горые обдуваются при помощи oco6bi}i вентиляторов, вследствие чего значи тельно увеличивается теплоотдачи е их поверхности.

2-24. Конструкция трансформаторов

Наиболее распространенными

являются масляные трансформаторы! Они при мощности 5н ЮО ква (для напряжений свыше 63О0 в и при меньшей мощности) снабжаются масло-расширителями. МаслорасширителЬ представляет собой резервуар, помещенный на крышке бака и соединенный с ним трубой (рис. 2-85), причем труба должна находиться несколько выше дна расширителя. Емкость расширителя выбирается таким образом, чтобы масло в нем находилось все время при всех режимах работы трансформатора и при колебаниях температуры окружающего воздуха от -35 до -f 35 deg;С. Для контроля за уровнем масла расширитель снабжается маслоуказателем. При наличии расширителя поверхность соприкосновения масла с воздухом значительно сокра-

Рис. 2-85 Маслорасширитель и выхлопная труба. / - расширитель; г-труба, соединяющая раси;иритель с главным баком; 3 -маслоуказатель; 4-отстойник (водоотделитель); клапан для взятия проб; laquo;-выхлопная труба; 7-стеклянная мембрана.

щается, что уменьшает его загрязнение и увлажнение; кроме того, продукты разложения масла и влага почти не попадают в основной бак на обмотки, а скапливаются на дне расширителя.

Мощные трансформаторы при Sa I ООО ква снабжаются также выхлопной трубой (рис. 2-85). Она представляет собой стальную трубу, соединенную одним концом с основным баком и закрытую с другого конца стеклянной пластиной - мембраной толщиной 3-5 мм. При внутренних повреждениях обмоток трансформатора быстро образуется вследствие испарения масла большое количество газов, которые выдавливают мембрану и выходят в атмосферу. В противном случае неизбежна де()ормация бака.

Согласно ГОСТ 401-41 трансформаторы снабжаются устройством для измерения температуры верхних слоев масла:

а) Трансформаторы до 750 ква снабжаются термометрами обычного типа или с сигнальными контактами.

/ lt; сигналу

Рис. 2-Ьй. Газовое реле,

б) Трансформаторы от 1 ООО ква и выше имеют термометрический сигнализатор, укрепляемый на боковой части бака на высоте 1,5 м. от днища трансформатора.

в) Трехфазные трансформаторы мощностью от 7 500 ква и выше и однофазные трансформаторы мощностью 3 333 ква и выше должны иметь дистанционный измеритель температуры масла для передачи результатов измерения на щит управления.

Защита от чрезмерных повышений температуры внутри трансформатора (тепловая защита) осуществляется при помощи газовых реле, устанав ливаемых в трубе, соединяющей бак с маслорасширителем.

Принцип действия газового реле основан на следующем.

При всяком чрезмерном перегреве какой-либо части трансформатора начинается разрушение ее изоляции. В результате появляется некоторое количество газообразных продуктов распада, выделяющихся с большей или меньшей скоростью в зависимости от интенсивности теплового процесса. Образующийся газ поднимается вверх и частично задерживается в газовом реле, схематично изображенном на рис. 2-86. В нормальном состоянии все реле заполнено маслом. При быстром выделении газа в трансформаторе он скапливается в верхней части резервуара А и постепенно понижает уровень масла. Вследствие этого поплавок В\ опускается и замыкает цепь с сигнальным приспособлением. В том случае, когда процесс выделения газа носит более интенсивный характер, частицы газа достигают поплавка и,

наклонив его, замыкают цепь управления масляного выключателя. Таким образом, газовое реле не только предупреждает о грозящей аварии, но и выключает трансформатор, если авария принимает большие размеры.

Надежность работы трансформатора в большой степени зависит от выполнения его изоляции. Трансформаторы на напряжение 115 000 в и выше должны иметь особенно прочную изо-, ляцию. Теоретические и экспериментальные исследования советских ученых и инженеров Московского трансформаторного завода (МТЗ) имени В. В. Куйбышева позволили разработать оригинальные конструкции изоляции трансформаторов с экранирующими емкостями ( sect; 2-20,в), что значительно повысило надежность их работы. Такие трансформаторы получили название грозоупорных и нерезони-рующих, так как при грозовых разрядах на линию передачи, соединенную с трансформаторами, в них почти не Ш/ возникают опасные перенапряжения резонансного характера.

Выводы концов обмоток на крышку трансформатора производятся при помощи проходных фарфоровых изоляторов, выполнению которых также уделяется всегда большое внимание.

Масляные трансформаторы взрывоопасны. При большой мощности они , устанавливаются на открытых подстанциях, вдали от производственных и жилых строений. Если же необходимо масляный трансформатор установить в помещении, то последнее должно быть специальным образом оборудовано (под трансформатором часто устраивается забетонированная я.ма, чтобы в случае повреждения бака и воспламенения масла оно стекало в эту яму).

В связи с этим большое значение приобретают безопасные в отношении взрыва сухие трансформаторы для установки их в помещениях. Такие .трансформаторы в настоящее время на наших заводах изготовляются и

Рис.. 2-87. Однофазный трансформатор с намотанным сердечником.

находят себе все более широкое применение.

В Советском Союзе изобретены специальные негорючие масла (совол и совтол) для заполнения баков трансформаторов. Однако вследствие их относительно высокой стоимости они применяются еще редко.

Для прогресса трансформаторостроения большое значение имеет улучшение качества электротехнической стали. В последние годы на отечественных заводах освоено изготовление холоднокатаной электротехнической стали различных марок (Э310 и др.), которая обладает высокими магнитными свойствами в направлении прокатки (большая магнитная проницаемость и малые удельные потери). Применение такой стали позволяет значительно увеличить индукцию в сердечниках трансформаторов, повысить их к. п. д. и снизить расход активных материалов. Широкое внедрение стали Э310 в трансформаторостроение- важнейшая ближайшая задача дальнейшего улучшения советских трансформаторов. Из нее также выполняются небольшие однофазные трансформаторы с оригинальной конструкцией сердечника, который наматывается при помощи особых станков; при этом получаются трансформаторы броневого типа (рис. 2-87). Они обладают высоким к. п. д.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

3-1. Общие замечания двигатели. Наибольшее распростране-

Асинхронные машины применяются ние имеют трехфазные асинхронные на практике главным образом как двигатели. Они находят себе самое