Силовые трансформаторы могут быть маслонаполненными или сухими; их соответственное обозначение включает буквы М или С. Однофазный и трехфазный трансформаторы обозначают буквами О или Т.
Основными частями трансформатора являются магнитопровод, обмотки, бак, выводы, система охлаждения и др.
Магнитопровод с насаженными на его стержни обмотками является активной частью, а остальные элементы — вспомогательным и.
Рис. 1. Основные типы однофазных трансформаторов
В зависимости от конфигурации магнитопровода трансформаторы подразделяют на стержневые (рис. 1, а) и броневые (рис. 1, б). Магнитопровод состоит из стержней 2, на которых размещают обмотки 3; замыкающую часть 1, на которой нет обмоток, называют ярмом.
Обмотки ВН и НН трансформаторов для лучшей магнитной связи между ними помещают на одном и том же стержне: одна внутри другой — концентрические (концентры) либо чередующиеся, когда части обмоток ВН и НН попеременно следуют друг за другом по высоте стержня (последние — это обычно броневые трансформаторы). При концентрическом исполнении обмоток у обычных трансформаторов обмотку НН помещают ближе к стержню (внутри обмотки ВН), так как в этом случае легче осуществить изоляцию от стержня.
У тяговых трансформаторов обмотка НН имеет большое число выводов, поэтому ее располагают поверх обмотки ВН.
Рассмотрим устройство однофазных тяговых трансформаторов (рис. 2 и 3), которые применяют на карьерных электровозах. Магнитопроводы тяговых трансформаторов выполняются шихтованными из листов электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Все отечественные трансформаторы имеют сердечники стержневого типа. Магнитопровод с обмотками устанавливают в_ бак.
Бак трансформатора 6 (см. рис. 2) сваривается из листовой стали и закрывается крышкой 8, прикрепляемой к нему через уплотнение из масломорозостойкой резины с помощью болтов. Выше уровня крышки устанавливается расширитель 1 с указателем уровня масла 2. Масло является не только изолирующей, но и охлаждающей средой. В расширителе оно всегда холоднее, чем в баке, а поверхность его соприкосновения с воздухом очень мала, что предохраняет масло от окисления и увлажнения. Объем расширителя и уровень масла в нем рассчитываются так, чтобы при всех режимах работы и колебаниях температуры окружающей Среды бак был заполнен маслом.
Рис. 2. Общий вид тягового трансформатора промышленного электровоза
Рис. 3. Монтаж обмотки на стержне магнитопровода тягового трансформатора
Обмотки (см. рис. 3) наматываются медным проводом прямоугольного сечения, изолированным несколькими слоями кабельной бумаги и слоем хлопчатобумажной пряжи. Вход катушек высокого напряжения делается усиленным по изоляции. Расположенные концентрично обмотки изолируются одна от другой и от сердечника 1 бакелитовыми цилиндрами Ц. В обмотках, а также между ними и изоляционными цилиндрами с помощью реек, склеенных бакелитовым лаком из полос электротехнического картона, выполняются осевые каналы для охлаждения обмоток маслом. Остальными цифрами на рис. 3 обозначено: 2 — первые концентры; 3 —- ярмовая балка; 4 — шина; 5 — кольцо; 6, 9 — ярмовая изоляция; 7, 8 — вторые и третьи концентры; 10 — уравнительная изоляция; 12 — деревянные клинья.
Выводы 9 (см. рис. 2) размещаются на крышке трансформатора. Каждый вывод состоит из токоведущей части и изолятора, отделяющего токоведущую часть от крышки. Один конец изолятора заходит внутрь бака, а другой — выступает над крышкой. Вокруг токоведущего стержня вывода создается большое магнитное поле, которое замыкается по крышке трансформатора. Потери от вихревых токов и перемагничивания нагревают крышку. Для уменьшения этих потерь в одном отверстии помещаются выводы начала и конца данной обмотки. Так как токи в выводах равны и противоположны по направлению, их результирующий магнитный поток практически равен нулю.
Система охлаждения (рис. 2) включает в себя принудительно вентилируемые охладительные секции (радиаторы) 4, в которые трансформаторное масло подается с помощью электронасоса 7. На трубопроводах, соединяющих бак с секциями, устанавливаются специальные краны, позволяющие заменять секции без слива всего масла. Для наполнения бака маслом или его слива в нижней части имеется фланцевый вентиль 5.
На раме электровоза трансформатор закрепляется через резиновые амортизаторы, устанавливаемые в четырех стаканах 3. Бак трансформатора заземляется на раму кузова через специальную бобышку.