TRAFO KONSTRUKTSIOON

Trafo põhiosadeks on ta magnetjuhe ja mähised. Trafo magnetjuhe tehakse elektrotehnilisest terasplekist paksusega 0,35 või 0,50 mm. Enne kokkupanekut terasplekk isoleeritakse mõlemalt poolt lakiga, et vähendada oluliselt pöörisvoole magnetjuhis. Neid osi magnetjuhtmest, milles asuvad mähised, nimetatakse südamikeks ehk sammasteks. Sambad on omavahel ühendatud iketega.

Magnetsüdamike konstruktsioonist sõltuvalt jaotatakse trafod sammas-, mantel- ja sammas- mantel trafodeks. Ühefaasilise sammastüüpi trafo magnetsüdamik (joonis 28a) koosneb kahest sambast Sa, millele on paigutatud mähis (1,2), ja kahest ikkest J, mille abil saadakse kinnine magnetahel. Mähised koosnevad kahest osast ja on paigutatud mõlemale sambale ning ühendatakse järjestikku või rööbiti. Mähiste selline paigutus suurendab nende elektromagnetilist sidestust. Seda tüüpi magnetahel võib olla keritud ka lindist, mille puhul moodustub sammastrafo ja manteltrafo.

 

 

 

Joonis 28. Ühefaasilise sammastrafo ja manteltrafo ehitus (allikas: A. Voldek, Elektrimasinad I, 1972)

Ühefaasilise trafo südamik võib omada ka rõnga kuju nagu näidatud joonisel 29.

Joonis 29. Ühefaasilise trafo rõngastüüpi magnetahel (3 - ketastest koostatud südamik, 6 - lindist keritud südamik) (allikas:http://oldoctober.com/pics/diy/transformer/05.png)

Kolmefaasilise voolu transformeerimiseks võib kasutada kolme ühefaasilist trafot, mis lülitatakse üksikult kolmefaasilise võrgu eri faasidesse (joonis 30). Sellist seadet nimetatakse kolmefaasiliseks trafogrupiks.

 

Joonis 30. Kolmefaasiline trafogrupp (allikas: A. Voldek, Elektrimasinad I, 1972)

Sagedamini kasutatakse siiski kolmefaasilist trafot, kuna need osutuvad kompaktsemaks ja on odavamad. Joonisel 4c on näidatud kolmefaasilise sammastrafo magnetahel koos mähistega.

Kolmefaasilise sammastrafo moodustamisidee on järgmine: kolmefaasiliste siinusvoolude puhul on täidetud tingimus, et igal ajahetkel voolude hetkväärtuste summa on null, ehk

ia + ib + ic = 0,

siis on joonisel 31a kujutatud kolme trafo siinusvoogude jaoks täidetud tingimus

Φa + Φb + Φc = 0.

Kui ühendada sambad 1,2,3 ühiseks, siis selles sambas puudub voog ja viimase võib eemaldada. Tulemuseks saame kolme sambaga trafo (joonis 31).

Joonis 31. Kolmefaasilise sammastrafo moodustamine (allikas: A. Voldek, Elektrimasinad I, 1972)

 

Trafo võimsuse kasvuga kasvab ka nende kaal ja gabariitmõõdud ning neid on raudteel raskem transportida. Seetõttu kasutatakse suure võimsusega trafodes sammas-mantel tüüpi magnetahelat. Niisuguse konstruktsiooni korral lisatakse sammastrafodele paremale ja vasakule veel üks sammas. Nimetatud konstruktsiooni korral väheneb ikete magnetvoog ja sellega seoses trafo kõrgus. Joonisel 32 on näidatud ühe- ja kolmefaasilise sammas-manteltrafo.

 

 

Joonis 32. Sammas-manteltrafo ehitus (a - ühefaasilise trafo magnetahel; b - kolmefaasilise trafo magnetahel) (Allikas: A. Voldek, Elektrimasinad I, 1972)

 

 

Joonis 33. Trafosammaste ristlõike ja ikete ristlõike kujusid (allikas: A. Voldek, Elektrimasinad I, 1972)

Trafomähiste konstruktsioon peab kindlustama nende elektrilise ja mehaanilise tugevuse ning temperatuurikindluse. Peale selle peab mähiste valmistamise tehnoloogia olema võimalikult lihtne ja odav ning elektriline kadu ettenähtud piires. Sõltuvalt mähiste nimipingest ja nimivoolust on mähiste konstruktsioonid mitmekesised.

Trafode mähised valmistatakse ümmargusest või kandilisest isoleeritud vaskjuhtmest .

Ülem- ja alampingemähise vastastikuse asetuse ja paigutuse järgi südamikul eristatakse kontsentrilisi ja ketasmähiseid (joonis 34).

Kontsentrilise mähised valmistatakse silindrilistena ja asetatakse südamikule nii, et alampingemähis on südamikule lähemal, kuna nõuab nõrgemat isolatsiooni südamiku suhtes. Siis asetatakse kohale isoleermaterjalist silinder, mis on valmistatud paberist või papist ja ülempingemähis.

Ketasmähises on kettakujulised alam- ja ülempingemähised asetatud südamikule vaheldumisi.

 

Joonis 34. Kontsentriline (a) ja ketasmähis (b) (AM - alampingemähis; ÜM - ülempingemähis) (allikas: A. Voldek, Elektrimasinad I, 1972)

Õlitrafodes paigutatakse trafo magnetjuht koos mähistega paaki, mi hiljem täidetakse trafoõliga. Viimane ümbritsedes mähiseid ja magnetjuhet võtab neilt soojuse ja juhib selle ümbruskonda läbi paagi seinte ning seintele paigutatud radiaatoritorude. Lisaks sellele tagab õli trafode suurema töökindluse, sest tema läbilöögitugevus on kõrgem kui õhul.

Trafomähiste otste väljatoomiseks ja ühendamiseks võrguga kasutatakse väljastusisolaatoreid, millised on monteeritud trafo paagi kaanele. Isolaatorid on valmistatud portselanist ning nad peavad vastama trafo primaar- ja sekundaarpingele.

Õli mahu kompenseerimiseks temperatuuri muutumisel ja samuti trafoõli kaitsmiseks oksüdeerumise ning niiskumise vastu kokkupuutumisel õhuga kasutatakse transformaatoril paisunõu. Paisunõu asetatakse trafopaagi kaane peale ja on viimasega ühenduses toru kaudu.

Trafo töötamise ajal võib tekkida lühis mähise keerdude vahel, mis võib olla tingitud äikese poolt põhjustatud ülepingest, millega kaasneb gaasi eraldumine Seepärast varustatakse kesmise ja suure võimsusega trafod gaasireleega.

Trafod võimsusega 1000 kVA ja rohkem (joonis 35) varustatakse väljalasketoruga, mis asub paagi kaanel ja mille ülesanne on juhtida gaasid paagist välja, et vältida viimase lõhkemist. Väljalasketoru ülemine ots on varustatud klaaskettaga, mis puruneb, kui rõhk ületab paagile ohutu piiri.

 

 

 

Joonis 35. Kolmefaasilise jõutrafo ehitus (1 - trafo paak; 2 - õli väljalaske ventiil; 3 - maanduspolt; 4 - filter; 5 - radiaator; 6 - ümberlüliti; 7 - paisunõu; 8 - õli koguse näitaja; 9 - õhukuivati; 10- väljalasketoru; 11 - gaasirelee; 12 - kõrgepinge isolaator; 13 - ümberlüliti ajam; 14 - madalpinge isolaator; 15 - tõsteaas; 16 - madalpinge väljaviik; 17 - ike; 18 - kõrgepinge väljaviik; 19 - ikke kokkusurumise traavers; 20 - kõrgepinge mähise väljaviigud ümberlülitisse; 21 - kõrgepinge mähis (tema sees on madalpinge mähis); 22 - rullik.

(allikas:// forca.ru/images/spravka/trans/transformator-3.png)