ковым числом витков. Между половинами обмотки НН помещают обмотку ВН. Подобным образом может быть выполнена тройная концентрическая обмотка, в которой обмотка НН состоит из трех частей, а обмотка ВН - из двух. В СССР применяют главным образом концентрические обмотки.

В дисковых чередующихся обмотках катушки НН и ВН, изготовленные в виде отдельных дисков, размещены на магнитопроводе в чередующемся порядке (рис. 10.6). Вся обмотка подразделяется на симметричные группы, состоящие из одной или нескольких катушек ВН и расположенных по обе стороны от них двух или нескольких катушек НН. Чередующиеся обмотки на практике применяют только для специальных трансформаторов. При высоких напряжениях эти обмотки не применяют из-за сложности изоляции и большого количества промежутков между катушками НН и ВН.

Конструктивно концентрические обмотки выполняют цилиндрическими, катушечными, непрерывными, винтовыми и др.

Цилиндрические обмотки. Однослойные и двухслойные цилиндрические обмотки наматывают из провода прямоугольного поперечного сечения в один или несколько параллельных проводов. В трехслойных (и при большем числе слоев) обмотках между слоями оставляют вертикальный канал. Слой обмотки составляют витки, наматываемые вплотную друг к другу. Начало и конец двухслойной обмотки выводят из верхней ее части и располагают у верхнего ярма. Такие обмотки используются в качестве обмоток НН трансформаторов мощностью до 630 кВ-А.

Многослойные цилиндрические обмотки наматывают из проводов круглого сечения, размещаемых вдоль всего стержня в несколько слоев, между которыми прокладывают изоляцию из кабельной бумаги. Обычно такую обмотку выполняют из двух катушек, между которыми оставляют вертикальный охлаждающий канал. Многослойные цилиндрические обмотки применяют в качестве обмоток ВН для трансформаторов мощностью до 630 кВ-А при напряжениях до 35 кВ. Цилиндрические обмотки просты в производстве, но их механическая прочность по отношению к осевым силам невелика (при намотке провода плашмя), так как сравнительно малы радиальные размеры обмоток.

Катушечная многослойная обмотка. Она отличается от многослойной цилиндрической тем, что разделена по высоте на отдельные катушки и поэтому сложнее в производстве. Между слоями катушки прокладывают кабельную или телефонную бумагу, а между отдельными катушками - шайбы из электрокартона. Между отдельными катушками (обычно через две) делают охлаждающие каналы. Катушечные многослойные обмотки применяют в качестве обмоток ВН трансформаторов мощностью до 100 кВ-А и напряжением до 35 кВ.

Непрерывная обмотка. Ее наматывают по спирали из провода прямоугольного поперечного сечения. Она состоит из нескольких десятков дисковых катушек, соединенных между собой без пайки. При изготовлении обмотки провод в каждой ка-

тушке укладывают плашмя по спирали и наматывают на изоляционный цилиндр или стальной шаблон. Между изоляционными ци-линдром и катушками обмотки, а также между отдельными катушками имеются охлаждающие каналы. Каждая катушка состоит из нескольких витков, а каждый виток - из одного или нескольких параллельных проводов. При нескольких параллельных проводах намотку их производят с перекладкой (транспозицией). Непрерывные обмотки, несмотря на сложность их изготовления, в настоящее время широко используют в трансформаторостроении благодаря их высокой механической прочности. Такие обмотки применяют в качестве обмоток высшего и низшего напряжения трансформаторов мошностью более 1000 кВ-А.

Винтовые обмотки. Их наматывают из нескольких параллельных проводников прямоугольного поперечного сечения. Параллельные провода располагают друг над другом (перпендикулярно оси обмотки) в отличие от цилиндрических обмоток, у которых параллельные провода укладываются рядом по линии, параллельной осп обмотки. Витки обмотки укладывают винтовой линией, имеюшей один или несколько ходов. В винтовых обмотках необходима перекладка (транспозиция) проводников, образующих один виток, для равномерного распределения тока между параллельными проводами. Перекладка проводов создает такие условия, при которых каждый провод в пределах одного витка попеременно занимает все возможные положения. Винтовые обмотки могут иметь до 20, а иногда и более параллельных проводов. Они, так же как и непрерывные обмотки, обладают высокой механической рочностью, их применяют в качестве обмоток НН при больших токах.

§ 10.4. Магнитные потоки и э. д. с. обмоток трансформатора

При включении первичной обмотки трансформатора в сеть переменного тока по этой обмотке протекает ток, создающий магнитное поле. Большая часть магнитных линий замкнется по стальному маг-нитопроводу, образуя основной магнитный поток Ф0, который пронизывает витки как первичной, так и вторичной обмоток (рис. 10.7). Некоторая часть магнитных линий замкнется по немагнитной среде, образуя поток рассеяния первичной обмотки Ф81- Магнитные линии потока рассеяния пронизывают витки только первичной обмотки и в процессе трансформирования энергии участия не принимают. При нагрузке трансформатора в его вторичной обмотке протекает ток /2, возбуждающий свое магнитное поле. Так как основной магнитный поток в магнитопроводе трансформатора сцеплен со всеми витками первичной и вторичной обмоток, то он создается взаимодействием н. с. или токов этих обмоток. Часть магнитных линий поля, возбуждаемого током вторичной обмотки, замкнется через немагнитную среду, образуя поток рассеяния вторичной обмотки Ф82- Этот магнитный поток не взаимодействует с потоком первичной обмотки.

Потоки рассеяния первичной Ф81 и вторичной обмоток обычно очень малы по сравнению с основным магнитным потоком: магнитные линии потоков рассеяния замыкаются через воздух (или другой изоляционный материал) и встречают на своем пути очень большое магнитное сопротивление, тогда как основной магнитный поток замыкается по стали магнитопровода и встречает на своем пути относительно малое магнитное сопротивление. Потоки рассеяния первичной и вторичной обмоток примерно одинаковы и сдвинуты по фазе на угол, близкий к 180°. Основной магнитный поток не совпадает по фазе с потоком рассеяния любой обмотки. Так, например, при чисто активной нагрузке (рис. 10.8, а) потоки рассеяния первичной и вторичной обмоток представятся

Рис. 10.7. Схема работы трансформатора

Рис. 10.8. Волновая (а) и векторная (б) диаграммы магнитных потоков трансформатора

синусоидами, имеющими одинаковые амплитуды и находящиеся в противофазе. Основной магнитный поток изображен синусоидой, сдвинутой относительно синусоид потоков рассеяния на четверть периода. При этом амплитуда основного магнитного потока много больше амплитуд потоков рассеяния. На рис. 10.8, б изображена упрощенная векторная диаграмма трансформатора при чисто активной нагрузке. По вертикальной оси вверх направлен вектор приложенного напряжения U\. Амплитуда основного магнитного потока, изображенная вектором ФШах, повернута относительно вектора приложенного напряжения на зт/2 в сторону отставания. При чисто активной нагрузке трансформатора ток вторичной обмотки 12 окажется отстающим относительно основного магнитного потока примерно на четверть периода (на диаграмме он изображен повернутым на я/2 относительно вектора Фтах), а ток первичной обмотки Л будет близок к совпадению с приложенным напряжением по фазе (на диаграмме он изображен совпадающим с вектором U\). Потоки рассеяния совпадают по фазе с токами, их создающими.

Основной магнитный поток возбуждается намагничивающим током /ц, протекающим по первичной обмотке трансформатора