Конструктивно-технологическая классификация обмоток силовых трансформаторов

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Производство обмоток силовых трансформаторов охватывает изделия самых разнообразных конструкций, габаритов и весов, начиная от обмоток трансформаторов диаметром примерно 100 мм, длиной 150—300 мм, весом около 5 кг и заканчивая обмотками сверхмощных трансформаторов высокого напряжения диаметром и высотой более 3 м и весом свыше 10 т.

Конструцию и тип обмотки определяют число витков, сечение витка и напряжение. Исходными параметрами для технологии являются: тип и конструкция, геометрические размеры и вес обмотки, определяющие способ намотки обмотки, а также класс изоляции. Каждый тип обмотки имеет свою типовую технологию изготовления. Обмотки одного и того же типа, но значительно отличающиеся друг от друга по весу и габариту, изготовляются по разной технологии. Например, непрерывные обмотки для трансформатора . мощностью 630 ква наматываются на горизонтальном намоточном станке, а обмотка для трансформатора 400 Мва — на вертикально-намоточном станке.

Классификация обмоток по конструктивно-технологическим признакам:

а) цилиндрическая слоевая;

б) непрерывная;

в) переплетенная (петлевая);

г) дисковая;

д) винтовая.

Краткая характеристика основных типов обмоток:

а) Цилиндрическая слоевая обмотка представляет собой катушку, наматываему послойно из обмоточного провода круглого или прямоугольного сечения. Слой обмотки составляют витки, наматываемые по винтовой линии на бакелитовый цилиндр или временный шаблон.

При намотке каждый виток слоя укладывают вплотную к предыдущему витку, рядом с ним, вдоль оси обмотки. Соединение между слоями осуществляют обычно переходом без пайки. Витки слоевой обмотки состоят из одного или нескольких параллельных проводов, располагаемых рядом в направлении оси обмотки, имеющих одинаковую развернутую длину и практически одинаковое положение по отношению к полю рассеяния трансформатора. Поэтому в слоевых обмотках не делают транспозиции ( перестановки) параллельных проводов.

Намотку обмотки из проводов .прямоугольного сечения производят, располагая провод как плашмя, так и на ребро. Для выравнивания винтовой поверхности крайних витков обмотки к ним закрепляют киперной лентой разрезные бумажно-бакелитовые клинообразные кольца, которые доводят форму обмотки до полного цилиндра, предохраняют витки от механических повреждений и создают торцовую опорную поверхность обмотки. Различают: однослойную, двухслойную и многослойную цилиндрические обмотки (рис. 1-4).

Однослойная цилиндрическая обмотка (рис. 1-4,а) является наиболее простой. Наматывается из одного или нескольких параллельных проводов прямоугольного сечения. Начало и конец однослойной обмотки находятся на противоположных торцах, и так как под влиянием сил упругости витки обмотки стремятся раскрутиться, концы обмоток прочно прикрепляют к соседним виткам.

Двухслойная цилиндрическая обмотка (рис. 1-4,6) из провода прямоугольного сечения состоит из витков, намотанных в два слоя, с переходом из слоя в слой в нижней части обмотки. Между слоями прокладывается изоляция из бумаги или электрокартона, либо равномерно по окружности кладутся несколько реек, образующих вертикальный охлаждающий канал.

Рис. 1-4. Цилиндрические обмотки. а — однослойная; б — двухслойная; в — многослойная.

Для выравнивания торцовой части обмотки устанавливают по торцам каждого слоя разрезные клинообразные кольца.

Начало и конец обмотки обычно выводят с одной стороны обмотки и закрепляют бандажами из киперной ленты. Бандажировка концов обмотки большого сечения получается наиболее надежной, если концы двух слоев расположены один над другим по одной образующей и связаны между собой.

Чтобы придать обмотке большую механическую прочность, поверх крайних витков и выравнивающих колец по окружности наружного слоя накладывают бандаж из киперной ленты или отбортованной ленты кабельной бумаги.

Однослойные и двухслойные обмотки применяют в качестве обмоток НН на напряжение до 525 в в трансформаторах мощностью до 750 ква.

Многослойная цилиндрическая обмотка (рис. 1-4,б) наматывается из провода круглого сечения (редко из прямоугольного). Намотку первого слоя обычно производят на бумажно-бакелитовом цилиндре.

Между последующими слоями укладывают несколько слоев кабельной бумаги. Намотка осуществляется плотной укладкой витков друг к другу с переходами из одного слоя в другой.

Для увеличения поверхности охлаждения между некоторыми слоями обмотки создается осевой канал, образованный планками из бука или рейками из склеенного злектрокартона. Для защиты крайних витков от механических повреждений под крайние витки каждого слоя укладывается так называемый бортик.

Бортик представляет собой узкую полосу электрокартона толщиной до 2 мм, приклеенную к более широкой лейте телефонной бумаги.

В процессе намотки каждого слоя обмотки бумажная лента бортика зажимается крайними витками, а полоса картона служит опорой обмотки.

Многослойные цилиндрические обмотки могут иметь регулировочные ответвления, выполняемые в виде петель, образованных тем же обмоточным проводом, что и обмотка и изолированы надетыми на них трубочками из ткани и тафтяной лентой. Многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода применяется в качестве обмоток ВН (реже НН) масляных трансформаторов мощностью до 300—400 ква при 3—35 кв.

Цилиндрическая слоевая обмотка в некоторых .конструкциях трансформаторов находит применение для классов напряжения 110 кв и выше.

Как показали специальные испытания [Л. 1], напряжения между витками и слоями при импульсных воздействиях у слоевых обмоток значительно ниже, чем у секционных или непрерывных. Таким образом, слоевые обмотки в некотором роде приближаются к нерезонирующим типам катушек. Внешний и внутренний экраны делают катушку почти полностью нерезонирующей.

Другой особенностью слоевых обмоток является сравнительно большая толщина межслойной изоляции. Для повышения механической прочности обмоток увеличивают опорную поверхность обмотки, устанавливая по торцам ее массивные опорные кольца из электрокартона или гетинакса. Слоевая обмотка для напряжения ПО кв ,и выше отличается от многослойной цилиндрической обмотки трансформаторов небольшой мощности на напряжения до 35 кв наличием масляных каналов между всеми слоями, что значительно улучшает охлаждение обмотки.

При напряжении 150 кв и выше слоевая обмотка имеет, как правило, трапецеидальное поперечное сечение; осевая длина слоев уменьшается ступенями от внутреннего слоя к наружному, а расстояние от торца слоя до ярма соответственно увеличивается [Л. 1]. Наружный слой присоединяется к линии—это начало обмотки; конец внутреннего слоя образует ее нейтраль, таким образом, обмотка имеет ступенчатую главную изоляцию, увеличивающуюся от нейтрали к линейному концу.

За последние 10—20 лег цилиндрическая слоевая обмотка на высокие напряжения получила значительное распространение, особенно за рубежом, для обмоток мощных трансформаторов высокого напряжения. В настоящее время созданы различные более или менее отличающиеся друг от друга конструкции таких обмоток. Основные их различия в способе намотки, в устройстве межслоевой изоляции и экранировании. Каждый слой обмотки можно наматывать либо отдельно на жесткий цилиндр, насаживая их затем последовательно на маг-нитопровод, либо производить намотку слоев последовательно один на другой; в этом случае вся обмотка представляет одно целое и насаживается на магнито-провод целиком. Межслоевая изоляция в одних конструкциях создается посредством жестких бумажно-бакелитовых цилиндров и угловых шайб, в других она выполняется при помощи мягких бумажных цилиндров, выступающие концы которых надсекают и отгибают, образуя горизонтальный барьер у торца слоя.

В таких конструкциях применяют различные электростатические экраны для выравнивания и равномерного распределения напряжения по слоям обмотки при воздействии на нее импульсов. В одних конструкциях ограничиваются только линейным экраном присоединяеным к началу (линейному зажиму) обмотки, в других — устанавливают и второй внутренний экран, соединенный с концом (нейтралью) обмотки. Также известны цилиндрические слоевые обмотки с емкостными кольцами у торцов слоев [Л. 1].

Для широкого внедрения цилиндрической слоевой обмотки с намоткой всех слоев один на другой и с межслоевой изоляцией в виде бумажных отбортованных цилиндров необходимо обеспечить следующие элементы технологического процесса: плотную намотку бумажного цилиндра, отбортовку его краев с образованием отворотов, плотно облегающих торцы слоя; уплотнение витков слоя в ходе его намотки с тем, чтобы исключить сколько-нибудь значительную усадку слоев при сушке обмотки; контроль состояния изоляции проводить непосредственно на обмоточном станке, чтобы устранить случайные повреждения до намотки следующего слоя.

Простота изготовления слоевых обмоток при налаженном их производстве, хорошее охлаждение, отсутствие замыканий между слоями и малая вероятность замыканий между витками, компактность, хорошая изоляция слоев — все эти преимущества слоевой обмотки заставляют все шире использовать ее в мощных силовых трансформаторах высокого напряжения.

В настоящее время в трансформаторах отечественного производства с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) в связи с увеличением числа ступеней регулирования слоевые обмотки нашли применение в качестве регулировочных (РО), выполняемых в виде отдельной обмотки. Широко применяются двухслойные регулировочные обмотки с отдельными концентрами грубой и тонкой регулировки. Как правило, эти обмотки выполняются на бумажно-бакелитовых цилиндрах проводом прямоугольного сечения, наматываемого как плашмя, так и на ребро. В зависимости от мощности обмотки, проходящего по ней тока и ступеней регулирования обмотки могут выполняться многоходовыми, из нескольких параллельных проводов.

Обычно число витков грубой ступени регулирования равно сумме витков всех ступеней тонкой регулировки.

Для мощных трансформаторов на напряжение 220— 750 кв, как правило, регулировочные обмотки выполняются в виде нескольких слоев; каждый из них представляет собой многоходовую спираль. Переход из слой в слой осуществляется без разрыва обмотки, рис. 1-5,а, б. Электрическая схема соединения витков регулировочной обмотки выполняется таким образом, чтобы между рядом лежащими ходами рабочее напряжение не превышало напряжения двух регулировочных ступеней.

Слоевые регулировочные обмотки имеют большую импульсную прочность, чем винтовые, и одновременно меньший радиальный размер.

б) Непрерывная обмотка (рис. 1-6,а, б, в) является наиболее совершенным видом секционной обмотки. Обмотка такого типа получила свое название от способа ее намотки без разрывов, т. е. переход из одной секции в другую производится непрерывно, без паек. Непрерывность намотки достигается перекладыванием витков половины общего числа секций (обычно нечетных) с тем, чтобы один переход из секции в секцию был снаружи обмотки, а второй—внутри (рис. -7,а—з). Непрерывная обмотка состоит из ряда секций с каналами между ними; число секций колеблется примерно от 30 до 150. В каждой секции несколько витков наматываются плашмя один на другой по спирали. Число витков в секции от 2 до 40—50. Секции непрерывной обмотки наматывают на рейках, образующих вертикальный канал вдоль внутренней поверхности обмотки; на рейках закрепляют прокладки, при помощи которых создаются горизонтальные каналы. Непрерывные обмотки трансформаторов I—III и частично IV габаритов наматывают на бумажно-бакелитовых цилиндрах, обмотки трансформаторов большой мощности наматывают на технологических цилиндрах (шаблонах).

В непрерывной обмотке может быть от одного до шести (а иногда и более) параллельных проводов в витке. Применение параллельных проводов снижает вихревые потери в обмотках и облегчает намотку катушек, так как вместо одного массивного провода применяется несколько тонких. При числе двух параллелей и более для выравнивания длины, а следовательно, и сопротивления параллельных проводов, при переходе из катушки в катушку провода меняют местами — делают их перестановку (транспозицию). Перестановка параллельных проводов выполняется в процессе намотки обмоток на каждом переходе из секции в секцию, как показано на рис. 4-13. Переход из секции в секцию (внутренний и наружный) осуществляется на уровне крайнего (соответственно внутреннего и наружного) витка изгибом провода на ребро.

Рис. 1-5. Слоевая регулировочная обмотка.

а — концентр тонкой регулировки; б — обмотка слоевая, двухслойная; 1 — цилиндр бакелитовый; 2 — бандаж — крепление концов обметки; 3 — отводы ступеней регулирования; 4 — витки второго слоя — концентра тонкой регулировки; 5 — конец первого слоя — концентра грубой регулировки; 6 — прессующая плита; 7 — приспособление для осевой и радиальной опрессовки.

Рис. 1-6. Непрерывные обмотки (на операции стяжки).

а — обмотка среднего напряжения СН 35 кв; б —обмотка ВН 110 кв; в — обмотка ВН 220 кв; 1 — обмотка; 2 — рейка наружная прошивная; 3 — экранирующие витки; 4 — гребенка; 5 — отводы; 6 — переходы; 7 — прессующая плита; 8 — пружина; 9 — шпильки стяжные; 10—подставки.

Рис. 1-7. Схема процесса намотки непрерывной обмотки. А —начало обмотки; п — переход; р — рейка; пр — прокладки; ц — жесткий (бумажно-бакелитовый) цилиндр.

Как правило, количество полей, занятых под переходы, равно количеству параллельных проводов. Число секций непрерывной обмотки, как правило, четное, при этом начало и конец обмотки расположены либо

Рис. 1-8. Расположение коицоб непрерывной обмотки.

а и б — четное число катушек; в — нечетное число катушек; 1 — изоляционный цилиндр; 2 — наружный переход между катушками; 3 — внутренний переход.:

В каждой секции может быть целое или дробное число витков. При дробном числе витков в местах перехода из секции в секцию не получается местного увеличения радиального размера секции на толщину одного витка и не получается одностороннего увеличения осевого размера обмотки вследствие изолировки переходов, расположенных по одной образующей.

Обмотки могут выполняться с регулировочными ответвлениями. Ответвления для регулирования напряжения делают обычно от наружных (реже внутренних) переходов, так, чтобы между двумя соседними ответвлениями заключались витки, соответствующие одной ступени регулирования. Непрерывные обмотки с регулировочными ответвлениями, выполняемые по прямой или по оборотной схемам (рис. 1-9, а—г), состоят из двух частей, разделенных разрывом.

Рис. 1-9. Расположение концов и регулировочных ответвлений в непрерывных обмотках.

а — число катушек обмотки кратно четырем, число катушек между соседними ответвлениями четное; б — число катушек некратно четырем; в — нечетное число катушек между соседними ответвлениями; г — число катушек кратно четырем, концы и ответвления — от внутренних витков; р — разрыв обмотки; * — здесь опущено четное число катушек.

При четном числе регулировочных секций между соседними ответвлениями последние отходят только от наружных переходов (рис. 1-9, а), при нечетном числе— от наружных и внутренних. Выполнение ответвления от внутреннего перехода менее удобно, чем от наружного.

Имеются разные исполнения непрерывных обмоток с различным устройством концов и ответвлений. Различают обмотки: без ответвлений;

наружные обмотки по прямой и оборотной схемам;

внутренние обмотки с ответвлением внутри; внутренние обмотки с ответвлением снаружи.

Преимуществом непрерывной обмотки является ее большая торцовая опорная поверхность и поэтому большая стойкость по отношению к осевым усилиям короткого замыкания, а также большая поверхность охлаждения. Благодаря указанным преимуществам непрерывная обмотка широко применяется в трансформаторах различных мощностей и напряжений.

В зарубежном трансформаторостроении [Л. 1] применяют также непрерывные обмотки без перекладных секций. Переход из одной секции в другую осуществляют без лайки тем же обмоточным проводом. Конец наружного витка секции изгибают сначала на ребро, потом плашмя; он радиально проходит в канале, снова изгибается плашмя и на ребро и переходит во внутренний виток следующей секции. Выполнение всех катушек без перекладывания позволяет достичь более плотной намотки витков, что повышает механическую прочность обмотки. Однако соединения, проходящие в каналах и перекрещивающие все витки обеих секций, являются существенным недостатком такой обмотки.

Для обеспечения грозоупорности обмоток напряжением 110 кв и выше обмотки ВН (наружные) имеют частичную емкостную защиту в виде емкостных колец и экранирующих витков, установленных на входной дисковой части обмоток.

Обмотки СН (внутренние) выполняются без экранирующих витков, имеют только дисковую часть и емкостные кольца.

В настоящее время для очень крупных трансформаторов применяют обмотки, выполненные из отдельных секций без перекладки витков и соединенные путем пайки в процессе намотки по схеме, аналогичной схеме непрерывной обмотки. Подобное изготовление обмотки обусловливается большим ее диаметром и радиальным размером катушки, что делает очень затруднительным перекладку витков в секциях.

Изготовление таких обмоток, как правило, производится на вертикальных намоточных станках.

в) Переплетенные (петлевые) обмотки в течение длительного времени применяются рядом ведущих зарубежных фирм.

В отечественном трансформаторостроении переплетенные обмотки применяются в трансформаторах класса напряжения 500 кв, разработанных в последнее время (рис. 1-10 и 5-5,а).

При разработках трансформаторов с рабочим напряжением свыше 500 кв переплетенная обмотка является лучшей, способной обеспечить требуемый уровень импульсной прочности изоляции. Схема петлевой обмотки представлена на рис. 4-20.

Петлевые непрерывные обмотки имеют ряд преимуществ перед непрерывными (классическими), хотя сам процесс намотки петлевых обмоток несколько сложнее. В процессе намотки петлевых обмоток обеспечивается переплетение витков соседних катушек (секций) обмотки, что положительно сказывается на первоначальном распределении импульсных напряжений и позволяет отказаться от экранирующих витков и дополнительной изоляции дисковых катушек. Применение петлевых обмоток позволяет провести дальнейшее усовершенствование главной маслобарьерной изоляции и внедрение новых конструкций главной изоляции (бумажно-масляную и др.), а также совершенствовать продольную изоляцию.

Существенным недостатком петлевых обмоток является значительное увеличение межвитковых напряжений, что, с одной стороны, приводит к увеличению витковой изоляции, а с другой, предъявляет повышенные требования к технологии и качеству изготовления обмоточных проводов и намотки петлевых обмоток (пайки, переходы, и т. п.). Совершенствование конструкции петлевых обмоток осуществляется в настоящее время применением проводов с увеличенной электрической прочностью изоляции, а также выбором числа витков и расположения параллелей в катушке, обеспечивающим уменьшение воздействия на продольную изоляцию обмоток и изоляцию первого от обмотки канала главной изоляции.

г) Дисковая обмотка (рис. 4-23,а) состоит из ряда отдельно намотанных одинарных или двойных (спаренных) катушек, каждая из которых имеет несколько витков, намотанных один на другой по спирали. В зависимости от напряжения обмотки катушки дисковой обмотки могут иметь общую для всех витков дополнительную (катушечную) изоляцию, выполненную из лент кабельной или крепированной бумаги. Толщина дополнительной изоляции в обмотках выбирается в зависимости от напряжения обмотки; в различных катушках одной обмотки она также может быть разной — постепенно уменьшаясь от ввода в обмотку к основной ее части.

Рис. 1-10. Переплетенная (петлевая обмотка ВН 500 кв) на операции стяжки.

Различают одинарные и двойные дисковые катушки. Применение одинарных дисковых катушек удваивает количество паек, причем соединение одинарных катушек осуществляется пайкой их наружных и внутренних концов. Изолировку одинарных дисковых катушек удобно производить на специальных изолировочных станках. Намотку дисковых катушек производят обмоточным проводом прямоугольного сечения в один или более (до 8) параллельных проводов. Число витков в катушке обычно от 4 до 25. Намотанные дисковые катушки изолируют, собирают в группы, -производят их технологическую обработку (прессовку и сушку), а затем из катушек (соответственно их окончательному положению в обмотке) собирают обмотку или отдельную ее часть. Соединяют двойные катушки лайкой их наружных концов, выполненных в виде переходов из одной катушки (секции) в другую. Вертикальный канал у внутренней поверхости и горизонтальные каналы между катушками образуются П-образными замковыми прокладками из электрокартона (рис. 4-23,6), которые собираются из штампованных длинных и коротких (служащих заполнителем) пластин, скрепляемых между собой полосой-замком. При установке замковых прокладок в дисковую катушку их располагают симметрично по окружности, выдерживая столбы Прокладок строго по вертикали. Длинные пластины замковых прокладок образуют в обмотке горизонтальные масляные каналы, а заполнители— вертикальные каналы. Дисковые обмотки являются наиболее трудоемкими при изготовлении. Они нашли широкое применение в мощных силовых трансформаторах. При напряжениях ПО—330 кв входная зона обмотки, а при напряжениях 500 кв и выше —вся обмотка ВН, помимо витковой изоляции, должна иметь общую для всех витков дополнительную (катушечную) изоляцию. Поэтому в конструкциях трансформаторов напряжением 110—330 кв в обмотке ВН к непрерывной части обмотки добавляют изолированные дисковые катушки входной зоны, соединяя пайкой непрерывную и дисковую части обмотки. Обмотка ВН на напряжение 500 кв вся состоит из дисковых катушек или выполняется переплетенной (петлевой).

д) Винтовая обмотка состоит из ряда витков, наматываемых по винтовой линии, с масляными каналами между ними. Каждый виток имеет несколько одинаковых параллельных прямоугольных проводов, укладываемых плашмя вплотную в радиальном направлении. Винтовую обмотку (рис. 1-11) еще называют многопараллельной обмоткой, так как общее число параллельных проводников в обмотке обычно от 7 до 100 и более в мощных трансформаторах.

В зависимости от числа параллелей и витков винтовые обмотки могут выполняться однозаходной (однохо-довой) или многозаходной (многоходовой), т. е. вся обмотка состоит из двух или более отдельных винтовых обмоток, вмотанных в процессе намотки одна в другую.

Каждый такой ход (ветвь обмотки) может состоять из 4—40 параллельных проводов.

Рис. 1-11. Винтовая обмотка (однохсдовая).

Винтовая обмотка, так же, как непрерывная, наматывается на бумажно-бакелитовом цилиндре (трансформаторы III габарита) или на технологическом цилиндре шаблоне (трансформаторы IV— VI габаритов). Вертикальный канал вдоль внутренней поверхности винтовой обмотки и каналы между ее витками и ветвями образуются такими же рейками и прокладками, как и при непрерывной обмотке. Намотка обмотки может быть правой или левой. Иногда винтовую обмотку называют спиральной.

Винтовую поверхность первых крайних витков обмотки выравнивают путем постепенного увеличения высоты набора прокладок между торцом крайнего витка и опорным кольцом. Высота набора прокладок по окружности для каждой рейки разная, указывается на чертеже обмотки (развертке). Для устойчивости прокладок, если высота набора превышает 25 мм, их скрепляют сегментами или шайбами, как показано на рис. 1-12 и 1-15.

Так как параллельные провода винтовой обмотки расположены концентрически и находятся на

разном расстоянии от ее оси, то (если не принять специальных мер) провода, расположенные ближе к оси, будут короче, а более удаленные от нее — длиннее. Разница в длине и положении параллельных проводов вызывает неравенство их активных и индуктивных сопротивлений, и следовательно, неравномерное распределение тока между ними.

Для обеспечения равномерного распределения тока по Проводникам и соответственно уменьшения дополни тельных потерь многопараллельные обмотки следует обязательно выполнять с транспозицией (перекладкой параллельных проводов витка во время намотки). Транс позиция считается полной (совершенной), если все про водники в результате транспозиции одинаково расположены по отношению к продольному магнитному полю; при неполной (несовершенной) транспозиции возникают добавочные потери от циркулирующих токов в параллельных проводниках обмоток. Подробное описание добавочных потерь, связанных с несовершенством транспозиций, дано в [Л. 12].

Рис. 1-12. Выравнивание опорной поверхности двухзаходной винтовой обмотки трансформатора средней мощности,

1 — сегмент с закраинами; 2 — опорное кольцо с разрезом толщиной 10 мм; 3 — опорное кольцо толщиной 30 мм; 4 — прокладки.

В винтовых обмотках применяются различные виды транспозиций:

а) транспозиция Бюда с одной общей и двумя групповыми перестановками;

б) стандартная и две специальных транспозиций;

в) транспозиции Хобарта, или равномерно распре деленная.

В одноходовых винтовых обмотках широко применяют стандартную, выполняемую на середине обмотки, и две специальные транспозиции, выполняемые на 1/4 и 3/4 числа витков обмотки от ее начала (рис. 1-13,а, 1-14,а, б).

При выполнении специальной транспозиции все параллельные проводники делятся на две группы (при четном количестве проводников — одинаковые, а при нечетном— одна из групп на один .провод больше) и эти группы меняются местами. Если при нечетном количестве параллельных проводников в первой специальной транспозиции из верхнего положения в нижнее переходила группа, имеющая большее количество проводников.

Тo и во второй специальной транспозиции должно быть то же самое (рис. 4-21,а).

Специальная транспозиция выполняется в полях, смежных с расчетным полем, и, следовательно, занимает три поля. В зоне транспозиции провода в радиальном направлении изнутри поддерживаются клиньями, набранными из полес электрокартона шириной, равной осевому размеру провода.

При стандартной транспозиции все провода меняются местами, каждый в отдельности, относительно середины витка. В местах стандартной транспозиции под провода подкладывают два клина (рис. 4-21,6), набранных из полос электрокартона, шириной, равной осевому размеру провода. Клинья компенсируют радиальный размер витка, поэтому их ступени выполнены в соответствии с перекладываемыми параллельными проводами. Переходы выполняют в пролетах между столбами прокладок — в полях обмотки. Верхний провод витка укладывают на первый клин, под оставшиеся проводники подкладывают второй клин и поочередно перемещают все остальные параллельные провода. Стандартная транспозиция занимает обычно столько пролетов между столбами прокладок, сколько имеется в витке параллельных проводов; в отдельных случаях допускается выполнение двух перекладок в одном поле. Начало и конец стандартной транспозиции должны быть симметричными относительно ее середины.

В одноходовых спиральных (многопараллельных) обмотках, имеющих одну стандартную и две специальные транспозиции, наиболее вероятным (и опасным) является замыкание проводов, лежащих на внутреннем и наружном диаметрах обмотки (крайних параллельных проводов). Замыкание может произойти на участке между двумя специальными транспозициями, где провода после перекладки лежат рядом (рис. 1-14). Для предотвращения замыкания между этими проводами прокладывают полосу электрокартона шириной, равной ширине обмоточного провода; в поле разделения групп проводов на неизгибаемую часть витка устанавливают отбортованную прокладку из электрокартона и прибан-дажируют ее киперной лентой. Такие же отбортованные прокладки устанавливают под первый и последний провода стандартной транспозиции поверх проложенной полосы электрокартона.

Рис. 1-13. Схемы транспозиций.

а — стандартная и специальная в одноходовой винтовой обмотке: б — общая и групповая в одноходовой винтовой обмотке; в — полная распределенная транспозиция в двухзаходной винтовой обмотке.

Рис. 1-14.. Конструктивное выполнение транспозиций параллельных проводов одноходовой винтовой обмотки.

а — стандартная транспозиция; б — специальная транспозиция; 1 — прессованные сегменты и электрокартоны с клиновыми выступами для закрепления за рейки; 21и 22— склинья; набранные из полос электрокартона бандажи, коробочки и пр. — не показаны.

Под все остальные переходы транспозиции устанавливают прокладки из электрокар-тока толщиной 1—2 мм.

Транспозиция Бюда состоит из двух групповых транспозиций на 1/4 и 3/4 числа витков обмотки и одной общей транспозиции в середине обмотки (рис. 1-13,6),

Число параллельных проводов в одноходовой обмотке с транспозицией Бюда должно быть кратным 4; в многоходовой обмотке транспозиция выполняется независимо в каждой ветви, при этом число проводов в каждой ветви обмотки должно быть кратным 4. В групповой транспозиции четыре группы проводов, содержащие каждая по 1/4 числа параллельных проводов ветви, меняются местами так, что провода первой (верхней) группы после транспозиции занимают места проводов четвертой (нижней) группы, провода второй—места проводов третьей, провода третьей — второй, а провода четвертой группы занимают места проводов первой группы, как показано на рис. 4-21,6. Между переходами соседних групп оставляется по одному свободному пролету, поэтому транспозиция занимает семь полей. После изгиба ( перехода) первой группы проводов под четвертую группу подкла-дывают и прибандажируют набранный из полос электрокартона клин, так, что к седьмому полю после начала транспозиции четвертая группа занимает положение верхней группы. Под первую группу проводов после перехода подкладывают и прибандажируют клин так, что к седьмому полю эта группа занимает нижнее положение. Вторая группа после перехода в третьем поле укладывается на первую и т. д.

В общей транспозиции провода, находящиеся вышей ниже середины радиального размера обмотки, меняются местами следующим образом: провода верхней группы меняются местами относительно середины этой группы, а провода нижней группы — относительно середины своей группы. В результате крайние провода занимают после транспозиции места средних проводов, а средние— крайних (в своих группах), как указано на рис. 4-21,г. В каждом пролете одновременно изгибаются два провода, симметричные относительно середины радиального размера обмотки. Поэтому транспозиция занимает число полей, равное половине числа параллельных проводов ветви обмотки. Первый (верхний) и последний (нижний) провода одновременно изгибаются в начале транспозиции (в первом поле). После перехода между ними закладывается клин так, что к концу транспозиции эти провода находятся рядом, в середине радиального размера обмотки. Аналогичный клин закладывается между проводами, находящимися до транспозиции в середине радиального размера обмотки. Второй и предпоследний провода одновременно изгибаются во втором пролете и укладываются соответственно на первый и под последний провод и т. д. Все изгибы (переходы) проводов изолируются аналогично транспозициям других типов.

Рассмотренные транспозиции не являются совершенными для любого числа параллельных проводов обмотки и требуют дополнительного места в осевом размере обмотки.

Наиболее совершенная транспозиция проводов достигается в двухходовой винтовой обмотке. Транспозицию в двухходовой винтовой обмототке выполняют путем перекладки проводов (на определенной доле витка, указанной на чертеже) из одной группы в другую, причем верхний провод из первой стопки перекладывают на верх второй стопки, а нижний провод из второй стопки — на низ первой стопки (рис. 4-5). Если произвести через указанные доли витка столько таких перекладываний, сколько всего параллельных проводников в витке без одного, то каждый из проводов побывает во всех положениях по отношению к магнитному полю и, таким образом, будет выполнена совершенная транспозиция всех проводов.

Двухходовые винтовые обмотки НН мощных трансформаторов IV—VI габаритов выполняются с полной равномерно распределенной перестановкой проводов (транспозиция Хобарта) (рис. 1-13,в) и с двойной полкой равномерно распределенной транспозицией (рис. 4-5,6). Число отдельных перестановок полной равномерно распределенной транспозиции равно числу параллельных проводов обмотки, а количество полей — на одно больше. Все перестановки выполняются в середине пролета между прокладками.

Рис. 1-15. ВЫВОД концов винтовой обмотки и их крепление.

а, в — одноходовой обмотки; б — двухходовой обмотки; 1 — сегмент выравнивающий; 2 — кольцо изолирующее; 3 — полоса электрокартона (заполнитель); 4 — сегмент упорный; 5 — емкостное кольцо; 6 — прокладка электрокартона.

Двойная полная равномерно распределенная транспозиция двухходовой спиральной обмотки представляет по сравнению с полной распределенной транспозицией удвоенное количество перестановок (во избежание закручивания пучка проводов в одной половине обмотки) провода транспонируются в одном направлении, в другой: половине — в обратном направлении). В процессе намотки каждый провод дважды занимает все возможные положения в обеих ветвях. Полная и двойная полная; распределенные транспозиции не требуют дополнительного места в осевом размере обмотки, что является; весьма важным их преимуществом. Выводы и крепление концов винтовой обмотки показаны на рис. 1-15,а, б.

Винтовая обмотка имеет значительную торцовую поверхность, что .позволяет обеспечить ее стойкость при больших осевых усилиях короткого замыкания, обладает: хорошей механической прочностью и развитой поверхностью охлаждения. Поэтому ее применяют для обмоток НН, имеющих небольшое количество витков при больших величинах тока в трансформаторах и автотрансформаторах мощностью от 1000 ква до самых больших мощностей.

При относительно большом числе витков обмотки из обмоточного провода небольшой высоты и необходимости размещения витков на заданной высоте иногда применяют винтовую обмотку с каналами через один виток, т. е. чередованием двух смежных катушек с каналом, набранным из дистанционных прокладок с двумя последующими катушками, разделенными шайбой или прокладками из электрокартона толщиной 0,5—1 мм. Такую обмотку называют полувинтовой и иногда применяют в качестве обмотки НН трансформаторов IV габарита.