В ряде типов трансформаторов обмотка ВН выполняется разделенной на два концентра, т. е. две части, расположенные концентрически одна внутри другой. Такая конструкция применяется для повысительных трансформаторов 220 кВ и выше, чтобы получить более благоприятные условия работы обмотки как со стороны охлаждения, так и со стороны работы изоляции. В обмотке, имеющей меньшую ширину секции (в радиальном направлении), происходит лучшее охлаждение внутренних витков (находящихся в середине секции), так как в коротком радиальном канале масло лучше циркулирует, чем в длинном канале.
В автотрансформаторах как повысительных, так и понизительных такая конструкция неизбежна, поскольку общая и последовательная части автотрансформаторной обмотки (или соответственно обмотка СН и обмотка ВН) располагаются на разных концентрах. Соединение двух концентров осуществляется изолированной перемычкой (гибким кабелем). В лучшем случае в понизительных автотрансформаторах обмотка СН располагается рядом с обмоткой ВН (НН у стержня) и соединение их осуществляется короткой перемычкой между емкостными кольцами частей СН и ВН (рис. 16 и 17 ,а).
Рис. 17. Расположение обмоток и перемычек между концентрами в трансформаторах и автотрансформаторах, а — понижающий автотрансформатор; б — повышающий автотрансформатор; в —повышающий трансформатор с двойной концентрической обмоткой ВН; I — стержень магнитопровода;. 2 — обмотка НН; 3 — обмотка СН; 4 обмотка ВН; 5 — концентр BH1; 6 — концентр ВН2.
В повысительных автотрансформаторах, в которых обмотка НН должна располагаться между концентрами СН и ВН (чтобы иметь по возможности малое реактивное сопротивление между обмотками НН и обеими об мотками повышенного напряжения), перемычка между концентрами получается более длинной и размещается вне обмотки (рис. 17). У некоторых трансформаторов (например, ТДЦГ-250000/220, ТДЦ-400000/220, ТДЦГ-400000/330) она размещается в верхней части (под верхней консолью), у других (например, ТДЦ-200000/220, ТДЦГ-250000/330, ТДЦ-400000/330, ТЦ-630000/220, АОДЦТН-267000/500) размещается внизу. В последнем случае перемычка проходит в стесненных условиях близко к ярмовой изоляции и потому может касаться отдельных изоляционных деталей, что является недопустимым, так как может привести к перекрытию изоляции. Такие условия требуют усиленной ее изоляции и установки специальных изоляционных подкладок.
Отводы от обмотки ВН, присоединяемые к вводам в трансформаторах 220 кВ и выше обычно выполняют от середины внешнего концентра. В таком случае Концентр имеет две половины (верхнюю и нижнюю), соединенные параллельно, т. е. концевые их секции находятся под одинаковым потенциалом, меньшим полного рабочего напряжения. Под таким же потенциалом находится и верхний конец второго (внутреннего) концентра обмотки ВН, так как соединяется с первым концентром перемычкой последовательно. Таким образом ярмовая изоляция во всех трех местах выполняется на одно и то же (неполное) напряжение, т. е. имеет одинаковую более легкую конструкцию (чем в случае, если она выполняется на полное напряжение), что значительно упрощает изготовление. Вместе с тем изоляция входной части обмотки и отвода облегчается, так как входная зона располагается далеко от ярма и изоляция их на полное напряжение по отношению к корпусу не требуется.
Отводы нейтрального конца обмотки ВН (или СН) автотрансформаторов всех напряжений, а также у ряда типов трансформаторов на напряжение 220 кВ и выше выполняются па напряжение 35 кВ, поскольку такие трансформаторы работают в сетях с глухим заземлением нейтрали. Некоторые повысительные трансформаторы имеют нейтраль, выполненную на напряжение 110 кВ (т. е. на испытательное напряжение промышленной частоты 200 кВ).
Отводы обмоток НН мощных трансформаторов выполняются жесткими плоскими шинами. Шины отводов ранее выполнялись голыми. Однако практика показала, что наличие в масле загрязнений и продуктов окисления масла, осаждающихся на шинах и их изоляционных прокладках и зажимах, закрепляющих шины к ярмовой балке п другим узлам активной части, иногда приводит к перекрытию изоляции между отводами разных фаз.
Рис. 18. Принципиальные схемы регулирования напряжения автотрансформаторов. а, 6, в, г — в нейтрали; д. с на стороне СН; а —положение переключателя витков обмотки ВН. при котором индукция наибольшая (Вмакс); б - положение переключателя, при котором индукция наименьшая (ВМ11Н), в регулирование с реверсированием; г — регулирование с помощью вольтодобавочного трансформатора; д — регулирование без реверсирования; е — регулирование с реверсированием.
Поэтому в последние годы принято решение отводы обмотки НН изолировать на всем протяжении (как горизонтальную, так и вертикальную часть) лакотканью и киперной лентой. Кроме того, с целью устранения каталитического действия меди на окисление масла целесообразно покрывать киперной лентой все медные нелуженые детали.
В наиболее мощных трансформаторах верхняя часть отводов обмотки НН выполняется также покрытыми киперной лентой медными трубами, внутри которых для охлаждения их циркулирует масло.
Устройства РПН. Устройства РПН применяются только в автотрансформаторах 220 кВ и выше, поскольку для рассматриваемых здесь трансформаторов, работающих в блоке с генератором, регулирования напряжения в широких пределах, как правило, не требуется, учитывая возможность регулировать напряжение изменением возбуждения генератора (в пределах от — 5% до +10% от номинального). В более ранних (до (1962 г.) конструкциях (типы серий АТДТГ, ЛТДЦТГ) регулирование напряжения осуществлялось посредством отдельного вольтодобавочного трансформатора, включенного в нейтраль автотрансформатора, а затем, начиная с 1962 г. (типы АТДЦТН, АОДЦТН), посредством встроенного переключающего устройства, присоединенного к регулировочной части обмотки СН, прилегающей к линейному выводу СН (рис. 18).
Вольтодобавочный трансформатор, имеющий питание от обмотки НН, представляет отдельный трансформатор, регулирующая обмотка которого включается в нейтраль автотрансформатора. Устройства РПН, встраиваемые в трансформаторы прежних конструкций, выполнены трехфазными (типы РНТ-13, РНТ-20) и рассчитаны на напряжение 35 кВ, и поэтому они могут работать только в нейтрали глухозаземленных трансформаторов. Использование их в вольтодобавочных трансформаторах приводит к тому, что и последние могут работать только в нейтралях трансформаторов. Эти устройства снабжаются токоограничивающим реактором, расположенным на активной части трансформатора и поэтому имеющим изоляцию обмоток от корпуса не более чем на 35 кВ.
При регулировании со стороны линейного ввода регулятор изолируется от «земли» на полное фазовое напряжение и регулировочная часть обмотки СН присоединяется через переключатель к линейному вводу. Такое включение регулировочной части обмотки позволяет осуществить независимое регулирование напряжения обмотки СН без изменения возбуждения обмотки ВН. При регулировании в нейтрали для компенсации колебания напряжения на обмотке ВН в пределах 10% индукция должна изменяться, например, при коэффициенте выгодности, равном 0,5 — в пределах 20%- Это влечет увеличение размеров магнитопровода или ограничение диапазона регулирования. Кроме того, изменение индукции в больших пределах приводит к значительным колебаниям напряжения на обмотке НН (на пример, при том же коэффициенте выгодности 0,5 пределы колебания составляют ±10%).
Конструкции с регулированием на стороне СН были разработаны в 1962 г. Эти регуляторы типа ЗРНОА располагаются в трех приставных бачках «карманах» бака трансформатора. Контактор размещен в отдельном корпусе, установленном на опорном изоляторе, поскольку корпус находится под напряжением от выводов обмотки РО. Изолятор установлен на бачке переключателя.
В этих конструкциях применяются устройства РПН, в которых вместо реактора используется активное токоограничивающее сопротивление. Поскольку активное сопротивление не рассчитано на длительное протекание тока нагрузки трансформатора (что было отмечено при рассмотрении использования реактора) в положении переключателя «мост», то контактор выполняется быстродействующим, что обеспечивается механизмом, производящим быстрое замыкание и размыкание контактов под действием мощных пружин. Регуляторы с активным сопротивлением выпускаются и для установки в нейтрали обмотки (тип РНОА-35/10ОО) с изоляцией на 35 кВ.
Впоследствии (1965—1968 гг.) были разработаны переключающие устройства с активным сопротивлением, усовершенствованной конструкции серии РНОА, для регулирования со стороны линейных вводов обмоток СН 110 и 220 кВ (автотрансформаторов 220— 500 кВ) типов РНОА-110/1000 и РНОА-220/2000. Эти регуляторы выполнены погружными, т. е. располагаются в основном баке трансформатора так, что на верхнюю часть бака выступает на небольшую высоту только кожух корпуса контактора, на котором установлен маслоуказатель, краны для отбора пробы масла и доливки масла. Кожух контактора соединяется трубой с отдельным отсеком расширителя трансформатора.
Для контактора установлено свое газовое реле. Привод регулятора расположен в шкафу, прикрепленном к стенке бака трансформатора.
Поскольку регулировочная обмотка в трансформаторах с регулированием на стороне СН присоединяется к линейному вводу СН, для защиты обмотки и контактора от перенапряжении к выводам регулировочной обмотки подсоединяются вентильные разрядники, устанавливаемые на корпусе контактора регуляторов ЗРНОЛ (на трехфазных автотрансформаторах) или на специальном трехзажимном вводе (220 кВ) на однофазных автотрансформаторах 500 кВ.
При такой установке разрядников в случае их разрушения или перекрытия происходит короткое замыкание и повреждение РО, разрушаемой током короткого замыкания.
Для повышения надежности работы трансформаторов последних лет разработки (АТДЦТН-125000/220-68 и АТДЦТН-200000/220-68) разрядники исключены за счет повышения импульсной прочности обмотки РО.
