Основные части трансформатора: Основные части трансформатора | О трансформаторах | Архивы

Содержание

Основные части трансформатора | О трансформаторах | Архивы

Страница 2 из 5

Трансформатор состоит из сердечника, обмоток, бака с маслом (если трансформатор масляный), на котором размещены проходные изоляторы (вводы) и расширитель.

Рис. 2. Стержневые трансформаторы: а — однофазный, б — трехфазный
1 — стержень, 2 — ярмо, 3 — обмотка низшего напряжения, 4 — обмотка
высшего напряжения
А. Сердечник трансформатора. В сердечнике трансформатора принято выделять следующие части: стержни, на которых расположены катушки обмотки, и ярма, соединяющие стержни в общую магнитную цепь. Сердечники бывают двух типов: стержневые и броневые. Тип сердечника часто дает название и трансформатору.

В стержневом сердечнике стержни и ярма соединены последовательно. В однофазном трансформаторе (рис. 2, а) каждая из обмоток. располагается на двух стержнях, а в трехфазном (рис. 2, б) на одном стержне.

В броневом трансформаторе (рис.

3) магнитная цепь имеет две параллельные ветви и значительная часть поверхности обмотки охватывается сердечником. Магнитный поток в ярме вдвое меньше, чем в стержне, поэтому их можно выполнять вдвое меньшего сечения, как показано на рис. 3,а. В трехфазном броневом трансформаторе (рис. 3, б) для уменьшения магнитного потока в ярмах, общих для двух фаз, обе катушки среднего стержня включаются таким образом, чтобы направление магнитной оси этих катушек было противоположно направлению магнитных осей катушек крайних стержней.

Рис. 3. Броневые трансформаторы: а — однофазный, б — трехфазный
1 — стержень, 2 — ярмо, 3 — обмотка низшего напряжения, 4 — обмотка высшего напряжения

Рис. 4. Трансформатор с разветвленной магнитной цепью: а — однофазный, б — трехфазный
В отечественной промышленности броневые сердечники применяются только в трансформаторах малой мощности или в специальных трансформаторах. В современных трансформаторах большой мощности и высокого напряжения для перевозки в собранном виде по железным дорогам необходимо уменьшение высоты трансформатора, которое достигается применением сердечника с разветвленной магнитной цепью (рис.

4).

Рис. 6. Укладка полос шихтованного сердечника из холоднокатаной стали

Рис. 5. Укладка полос шихтованного сердечника трехфазного трансформатора: а — нечетный слой, б — четный слой
Сердечник трансформатора промышленной частоты собирается из полос электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35 мм. Применяется горячекатаная сталь марок Э41, Э42, Э43 и холоднокатаная сталь марок Э310, Э320, Э330. Для уменьшения потерь от вихревых токов отдельные полосы изолируются друг, от друга пленкой лака.

Рис. 1. Двухрамный сердечник
По способу соединения стержня с ярмом различают сердечники стыковые и шихтованные. В стыковых сердечниках стержни и ярма собираются отдельно и после укладки катушек объединяются в один сердечник. В шихтованных сердечниках стержни и ярма собираются впереплет (рис. 5). Затем полосы верхнего ярма вынимаются и после установки катушек снова укладываются на место. Стыковые сердечники получаются очень простыми в сборке и ремонте, однако в местах стыка возникают значительные потери от вихревых токов вследствие взаимного перекрытия полос стержней и ярем.

Во избежание этого в стыках помещают тонкие изоляционные прокладки, которые, однако, уменьшают магнитную проводимость сердечника, но не устраняют полностью возможность замыкания полос между собой. Поэтому в настоящее время стыковые конструкции не применяются.
В стыках шихтованных сердечников также имеются дополнительные зазоры и потери от вихревых токов, однако значительно меньше, чем в стыковых сердечниках.

В холоднокатаной стали магнитные свойства значительно лучше вдоль проката, чем поперек, поэтому при повороте линий магнитного потока целесообразен скошенный стык между стержнем и ярмом (рис. 6).
Сердечники мощных однофазных трансформаторов выполняют двухрамными (рис. 7), Для улучшения охлаждения в таких сердечниках между его частями оставляется канал для циркуляции охлаждающего масла, значительно увеличивающий поверхность охлаждения. Ширина канала 12—20 мм обеспечивается изоляционными прокладками.

Рис. 8. Сечение стержня: а — трансформатора малой мощности, б — трансформатора большой мощности
Поперечные сечения стержней стержневых трансформаторов выполняются ступенчатыми (рис.

8). При увеличении количества ступеней улучшается использование площади внутри катушки для распределения магнитного потока, но усложняется изготовление
стержня. Ступени состоят из пакетов, собранных из полос одинаковой ширины. При больших диаметрах стержня между пакетами оставляют каналы для улучшения охлаждения.

Рис. 9. Сечение ярма: а — квадратное, б — ступенчатое
При масляном охлаждении ширина канала 5—6 мм и при воздушном охлаждении до 20 мм.
Броневые трансформаторы имеют прямоугольное сечение стержня с отношением сторон 1 : 2 или 1 : 3, большая сторона прямоугольнику — в направлении сборки сердечника.
Сечение ярма обычно прямоугольное (рис. 9, а) или с небольшим количеством ступеней (рис. 9, б), причем каждый пакет и канал стержня сочетаются с пакетом и каналом ярма. Для увеличения магнитной проводимости сердечника и уменьшения потерь в стали обычно сечение ярма превышает на 10—15% сечение стержня.
Прессовка пакетов стержней в трансформаторах малой и средней мощности осуществляется при помощи деревянных планок, забиваемых между стержнем и изоляционным цилиндром, на котором намотана катушка обмотки (рис.

10, а). В трансформаторах большой мощности (более 1000 кВА на стержень) пакеты стержня стягиваются одним или двумя рядами стальных шпилек, изолированных относительно стержня трубками и шайбами из слоистого пластика — гетинакса или текстолита (рис. 10, б). Стяжка ярем осуществляется деревянными или стальными балками.
В трансформаторах малой мощности промышленной частоты применяется горячекатаная сталь тех же марок, что и в крупных трансформаторах. При увеличении частоты необходимо уменьшать толщину листа стали до 0,2—0,1 мм и при частоте порядка 1000 Гц оправдано применение прессованных сердечников из ферритов.
Для уменьшения количества стыков сердечник собирается из пластин, имеющих форму буквы Ш и полосок (рис. 11, а) или же из пластин с одним разрезом (рис. 11, б). Поперечное сечение сердечника имеет форму квадрата или прямоугольника.

Рис. 10. Прессовка сердечника: а — деревянными планками; б — стальными шпильками
1 — изоляционный цилиндр, 2 — деревянная планка, 3 — деревянный стержень, 4 — стальная шпилька, 5 — изоляционная трубка

В последнее время для однофазных трансформаторов мощностью до 500 кВ* а и для трансформаторов малой мощности применяют сердечники 7, намотанные из. стальной ленты (рис. 12).

Рис. 12. Трансформатор с намотанным сердечником

Б. Обмотки трансформаторов. По взаимному расположению обмоток высшего и низшего напряжения и способу их размещения на стержнях различают обмотки концентрические и чередующиеся.

Рис. 11. Лист сердечника трансформатора малой мощности: а — из двух частей, б — с одним разрезом
Концентрические обмотки имеют форму цилиндров различных диаметров (рис. 2), ближе к стержню обычно располагается обмотка низшего напряжения и снаружи обмотка высшего напряжения. Такое расположение обмоток облегчает выполнение изоляции,

Концентрические обмотки получили наибольшее распространение во всех стержневых трансформаторах и броневых трансформаторах малой мощности. Их разновидностью являются двойные концентрические обмотки, когда обмотка высшего напряжения располагается между двумя слоями обмотки низшего напряжения. Такие обмотки имеют меньший поток рассеяния, но изоляция их значительно сложнее.

Рис. 13. Цилиндрическая двухслойная обмотка
В чередующихся обмотках катушки обмоток высшего и низшего напряжения выполняются в виде дисков, размещенных группами на стержнях (рис. 3, а). Эти обмотки обычно имеют меньший поток рассеяния и в них при большом токе легко могут быть образованы симметричные параллельные цепи. Однако изоляция этих обмоток сложнее из-за большого количества промежутков между катушками высшего и низшего напряжения. Чередующиеся обмотки применяются главным образом в броневых трансформаторах.

Рис. 14. цилиндрическая многослойная обмотка

Наименьшая часть обмотки, полностью схватывающая стержень, называется витком. Каждый виток состоит из одного или нескольких расположенных рядом параллельных проводников. Последовательно соединенные витки объединяются в один конструктивный элемент и образуют катушку. Витки в катушке располагаются в один или несколько слоев. Обмотка состоит из одной или нескольких катушек, соединенных последовательно и параллельно.
Обмотки масляных трансформаторов выполняются из проводов марок ПЭЛБО, ПБ и ПББО. В сухих трансформаторах с теплостойкой изоляцией применяется провод марки ПСД. Винтовые обмотки представляют собой витки, расположенные по винтовой линии вокруг кругового цилиндра по всей длине катушки. Если витки прилегают вплотную друг к другу, то такие обмотки часто называют цилиндрическими. Однослойные и двухслойные катушки наматываются из

проводников прямоугольного сечения и используются для обмоток низшего напряжения до 6 кВ. При больших сечениях провода катушки изготовляются из нескольких параллельных проводников, которые располагаются в одном слое, для того чтобы они находились в одинаковых условиях по отношению к потоку рассеяния. Для улучшения охлаждения один слой катушки отделяется от другого каналом 1 шириной 5—8 мм (рис. 13).

Рис. 15. Цилиндрическая винтовая обмотка

Рис. 16. Схема перекладки проводников обмотки
Многослойные катушки выполняются обычно из проводников круглого сечения и используются для обмоток высшего напряжения до 35 кВ.

Между слоями прокладывается изоляция из кабельной бумаги. При большом количестве слоев обмотка выполняется из двух катушек с каналом между ними (рис. 14). Описанные обмотки отличаются простотой устройства и изготовления, но имеют малую механическую прочность.
Винтовые обмотки с промежутками между витками наматываются из нескольких проводников прямоугольного сечения. Проводники обычно располагаются в радиальном направлении катушки, но при большом количестве проводников могут располагаться рядом по оси катушек или образовывать несколько ходов винтовой линии. Во всех случаях между витками остаются каналы 1 для охлаждения (рис. 15).
Для равномерного распределения тока между параллельными проводниками в винтовых обмотках требуется перекладка проводников, при этом желательно, чтобы каждый проводник поочередно занимал все положения по радиусу катушки. Так как для перекладки проводников требуется дополнительное место по высоте катушки, то обычно ограничиваются только частичной перекладкой (рис.

16), при которой отдельные проводники занимают лишь некоторые из возможных положений по радиусу катушки. Винтовые обмотки используются в качестве обмоток низшего напряжения ~ трансформаторов средней и большой мощности, они обладают достаточной механической прочностью, так как имеют значительные радиальные размеры.
Спиральные обмотки состоят из нескольких десятков катушек, расположенных по высоте стержня. Катушки наматываются непрерывным проводником, витки в катушках располагаются по спирали. Между катушками имеются каналы для их охлаждения (рис. 17). Если для изготовления катушек используются параллельные проводники, то при намотке катушек производится перекладка проводников подобно описанной для винтовых обмоток. Спиральная обмотка обладает большой механической прочностью и надежностью, поэтому несмотря на сложность изготовления она широко применяется как обмотка высшего и низшего напряжения в трансформаторах большой мощности.

Рис. 17. Спиральная непрерывная обмотка
Катушки чередующихся обмоток из прямоугольного провода наматываются в виде двух расположенных рядом спиралей (как пара катушек спиральной обмотки).

В обмотке высшего напряжения катушки соединяются последовательно, в обмотке низшего напряжения они образуют ряд параллельных цепей.
В трансформаторах небольшой мощности дисковые катушки выполняются из круглого провода, как в многовитковой обмотке.
Важным элементом конструкции обмотки является ее изоляция. При небольших мощностях и низких напряжениях катушки цилиндрических обмоток надеваются непосредственно на стержень сердечника. Деревянные клинья и планки, сжимающие стержень, одновременно выполняют роль изоляции обмотки от стержня. При значительных напряжениях и больших мощностях трансформатора обмотка отделяется от стержня одним или двумя изоляционными цилиндрами (рис. 18).

Рис. 18. Обмотки трехфазного трансформатора
В. Бак трансформатора. Конструктивное оформление трансформатора зависит в значительной степени от способа его охлаждения. По этому признаку трансформаторы делятся на следующие группы: а) сухие с естественным охлаждением или с искусственным воздушным охлаждением; б) масляные с естественным охлаждением; в) масляные с искусственным воздушным охлаждением масляного бака; г) масляные с искусственной циркуляцией масла и охлаждением его в особых охладителях с естественным или искусственным воздушным или водяным охлаждением.
В сухих трансформаторах с естественным охлаждением теплоотдача от трансформатора происходит непосредственно окружающему трансформатор воздуху. Так как коэффициент теплоотдачи в воздух невелик, то сухие трансформаторы с естественным охлаждением обычно выполняются лишь в единицах малой мощности для напряжений, не превышающих 6—10 кВ.
Основное значение имеют в настоящее время масляные трансформаторы, в которых стержень с обмотками помещается в бак с маслом. Циркуляция масла внутри бака обеспечивает передачу тепловой энергии потерь от обмоток и стержня к стенкам бака.
Чтобы нагревающееся масло могло свободно расширяться, в трансформаторах мощностью до 75 кВА и напряжением до 6,3 кВ его не доливают до крышки бака. При нагревании вытесняемый из бака воздух выходит через специальную пробку, которая одновременно служит для заливки масла в трансформатор.

Трансформаторы большой мощности снабжаются так называемыми расширителями. Они выполняются чаще всего в форме цилиндра из листовой стали, устанавливаемого на крышке трансформатора (рис. 19).
Обычно объем расширителя составляет 10% от объема масла в баке.
При наинизшей температуре (трансформатор выключен, холодное время года) масло находится в расширителе на нижней отметке; при нагревании масло вытесняется в расширитель, и уровень его повышается.
При последующем охлаждении уровень опять понижается и т. д. Этот процесс часто называют «дыханием» трансформатора.

Недостатком трансформаторного масла является его горючесть (температура вспышки около 160° С) и возможность образования взрывчатых смесей из паров масла и воздуха. В общественных и производственных зданиях необходимо устанавливать пожаро- и взрывозащищенные трансформаторы. Такие трансформаторы заполняются негорючей жидкостью — соволом или совтолом.
Баки в небольших трансформаторах выполняются гладкими; в трансформаторах средней мощности для увеличения охлаждающей поверхности применяются трубчатые баки, состоящие из труб, диаметром около 55 мм, вваренных в стенку бака и расположенных в один или несколько рядов (рис. 19). Широко распространенные ранее баки из волнистой стали в настоящее время не выполняются, так как по сравнению с трубчатыми они механически менее прочны и теплоотдача их хуже.
Для большего увеличения охлаждающей поверхности в трансформаторах значительной мощности применяются баки радиаторного типа с естественным охлаждением или с искусственным воздушным охлаждением с помощью вентиляторов 1 мощностью 150—200 вт (рис. 20).

Рис. 19. Трансформатор с трубчатым баком
1 — обмотка высшего напряжения, 2 — обмотка низшего напряжения, 3 — переключатель регулируемых отводов обмотки высшего напряжения, 4 — балка, прессующая ярмо, 5 — сердечник, в — отводы обмотки высшего напряжения, 7 — отводы обмотки низшего напряжения, 8 — патрубок для присоединения вакуумного насоса, 9 — кольцо для подъема выемной части, 10 — кран для заливки масла, 11 — ввод обмотки высшего напряжения, 12 — ввод обмотки низшего напряжения; 13 — привод переключателя, 14 — выхлопная труба, 15 — расширитель, 16 — газовое реле, 17 — трубчатый бак, 18 — кран для спуска масла, 19 — ролик, 20 — вертикальная стяжная шпилька, 21 — упорный угольник на дне бака
Последние выполняются на самые большие мощности. Но если место для установки трансформатора ограничено, применяют принудительную циркуляцию масла. Сущность этого способа охлаждения состоит в том, что масло при помощи насоса заставляют циркулировать через воздушный или водяной охладитель. В этих
условиях теплоотдача происходит очень интенсивно, и трансформатор может быть выполнен компактным. К недостаткам такого рода охлаждения следует отнести наличие дополнительного насосного агрегата охладительной системы и значительный расход воды на охлаждение (около 1,5 л/мин на 1 кета потерь при разности температур выходящей и входящей воды около 10° С).

Рис. 20. Двойной трубчатый радиатор с искусственной вентиляцией
Весьма большое значение в оборудовании трансформатора имеют выводные изоляторы, служащие для вывода концов обмоток из бака. Они устанавливаются обычно на верхней крышке бака трансформатора (рис. 19) и выполняются чаще всего из фарфора.

Основные части конструкции трансформатора – Трансформаторы

В практичной конструкции трансформатора производитель выбирает между тремя различными базовыми концепциями:

Стержневой (рис1)
Броневой (рис2)
Тороидальный

Любая из этих концепций не влияет на эксплуатационные характеристики или эксплуатационную надёжность трансформатора, но имеются существенные различия в процессе их изготовления. Каждый производитель выбирает концепцию, которую он считает наиболее удобной с точки зрения изготовления, и стремится к применению этой концепции на всём объёме производства.

В то время как обмотки стержневого типа заключают в себе сердечник, сердечник броневого типа заключает в себе обмотки. Если смотреть на активный компонент (т.e. сердечник с обмотками) стержневого типа, обмотки хорошо видны, но они скрывают за собой стержни магнитной системы сердечника. Видно только верхнее и нижнее ярмо сердечника. В конструкции броневого типа сердечник скрывает в себе основную часть обмоток.

Ещё одно отличие состоит в том, что ось обмоток стержневого типа, как правило, имеет вертикальное положение, в то время как в броневой конструкции она может быть горизонтальной или вертикальной.

Основными частями конструкции трансформатора являются:

магнитная система (магнитопровод)
обмотки
система охлаждение

Магнитная система (магнитопровод) трансформатора — комплект элементов (чаще всего пластин) электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранных в определённой геометрической форме, предназначенный для локализации в нём основного магнитного поля трансформатора. Магнитная система в полностью собранном виде совместно со всеми узлами и деталями, служащими для скрепления отдельных частей в единую конструкцию, называется остовом трансформатора.

Часть магнитной системы, на которой располагаются основные обмотки трансформатора, называется — стержень

Часть магнитной системы трансформатора, не несущая основных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи, называется — ярмо

В зависимости от пространственного расположения стержней, выделяют:

Плоская магнитная система — магнитная система, в которой продольные оси всех стержней и ярм расположены в одной плоскости
Пространственная магнитная система — магнитная система, в которой продольные оси стержней или ярм, или стержней и ярм расположены в разных плоскостях
Симметричная магнитная система — магнитная система, в которой все стержни имеют одинаковую форму, конструкцию и размеры, а взаимное расположение любого стержня по отношению ко всем ярмам одинаково для всех стержней
Несимметричная магнитная система — магнитная система, в которой отдельные стержни могут отличаться от других стержней по форме, конструкции или размерам или взаимное расположение какого-либо стержня по отношению к другим стержням или ярмам может отличаться от расположения любого другого стержня

Обмотки

Основным элементом обмотки является виток — электрический проводник, или ряд параллельно соединённых таких проводников (многопроволочная жила), однократно обхватывающий часть магнитной системы трансформатора, электрический ток которого совместно с токами других таких проводников и других частей трансформатора создаёт магнитное поле трансформатора и в котором под действием этого магнитного поля наводится электродвижущая сила.

Обмотка — совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведённые в витках. В трёхфазном трансформаторе под обмоткой обычно подразумевают совокупность обмоток одного напряжения трёх фаз, соединяемых между собой.

Проводник обмотки в силовых трансформаторах обычно имеет квадратную форму для наиболее эффективного использования имеющегося пространства (для увеличения коэффициента заполнения в окне сердечника). При увеличении площади проводника проводник может быть разделён на два и более параллельных проводящих элементов с целью снижения потерь на вихревые токи в обмотке и облегчения функционирования обмотки. Проводящий элемент квадратной формы называется жилой.

рис. Транспонированный кабель применяемый в обмотке трансформатора

Каждая жила изолируется при помощи либо бумажной обмотки, либо эмалевого лака. Две отдельно изолированных и параллельно соединённых жилы иногда могут иметь общую бумажную изоляцию. Две таких изолированных жилы в общей бумажной изоляции называются кабелем.

Особым видом проводника обмотки является непрерывно транспонированный кабель. Этот кабель состоит из жил, изолированных при помощи двух слоёв эмалевого лака, расположенных в осевом положении друг к другу, как показано на рисунке. Непрерывно транспонированный кабель получается путём перемещения внешней жилы одного слоя к следующему слою с постоянным шагом и применения общей внешней изоляции.

Бумажная обмотка кабеля выполнена из тонких (несколько десятков микрометров) бумажных полос шириной несколько сантиметров, намотанных вокруг жилы. Бумага заворачивается в несколько слоёв для получения требуемой общей толщины.

Обмотки разделяют по:

Назначению
- Основные — обмотки трансформатора, к которым подводится энергия преобразуемого или от которых отводится энергия преобразованного переменного тока.
- Регулирующие — при невысоком токе обмотки и не слишком широком диапазоне регулирования, в обмотке могут быть предусмотрены отводы для регулирования коэффициента трансформации напряжения.
- Вспомогательные — обмотки, предназначенные, например, для питания сети собственных нужд с мощностью существенно меньшей, чем номинальная мощность трансформатора, для компенсации третей гармонической магнитного поля, подмагничивания магнитной системы постоянным током, и т. п.
Исполнению
- Рядовая обмотка — витки обмотки располагаются в осевом направлении во всей длине обмотки. Последующие витки наматываются плотно друг к другу, не оставляя промежуточного пространства.
- Винтовая обмотка — винтовая обмотка может представлять собой вариант многослойной обмотки с расстояниями между каждым витком или заходом обмотки.
- Дисковая обмотка — дисковая обмотка состоит из ряда дисков, соединённых последовательно. В каждом диске витки наматываются в радиальном направлении в виде спирали по направлению внутрь и наружу на соседних дисках.
- Фольговая обмотка — фольговые обмотки выполняются из широкого медного или алюминиевого листа толщиной от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Схемы и группы соединения обмоток трёхфазных двухобмоточных трансформаторов

Существуют три основных способа соединения фазовых обмоток каждой стороны трёхфазного трансформатора:

Y-соединение, так называемой соединение звездой, где все три обмотки соединены вместе одним концом каждой из обмоток в одной точке, называемой нейтральной точкой или звездой
Δ-соединение, так называемое дельта-соединение, или соединение треугольником, где три фазных обмотки соединены последовательно и образуют кольцо (или треугольник)
Z-соединение, так называемое соединение зигзагом

Первичная и вторичная стороны трансформатора могут быть соединены любым из трёх способов, показанным выше. Данные способы предлагают несколько различных комбинаций соединений в трансформаторах с различными характеристиками, выбор которых также может быть обусловлен типом сердечника.

Y-соединение обычно является естественным выбором для самых высоких напряжений, когда нейтральная точка предназначена для зарядки. В любом случае в целях защиты от перенапряжения или для прямого заземления предусмотрено наличие нейтрального проходного изолятора. В последнем случае в целях экономии уровень изоляции нейтрали может быть ниже, чем уровень изоляции фазного конца обмотки. Соединённая звездой обмотка также имеет то преимущество, что переключение регулирования коэффициента трансформации может быть предусмотрено на нейтральном конце, где также может быть размещён переключатель числа витков. Поэтому переключатель числа витков сможет функционировать при напряжении низкого логического уровня, а разница напряжений между фазами также будет незначительная. По сравнению с расходами, затраченными на установку переключателя числа витков, при более высоком уровне напряжения экономические затраты будут ниже.

Соединение звездой используется на одной стороне трансформатора, другая сторона должна быть соединена треугольником, особенно в случаях, если нейтраль соединения звездой планируется для зарядки. Соединение обмотки треугольником обеспечивает баланс ампер-виток для тока нулевой последовательности, следующего по нейтрали, и каждой фазы соединения звездой, что даёт приемлемый уровень полного сопротивления нулевой последовательности. Без соединения треугольником обмотки ток нулевой последовательности привёл бы к образованию поля токов нулевой последовательности в сердечнике. Если сердечник имеет три стержня, данное поле от ярма к ярму проникнет сквозь стенки бака и приведёт к выделению тепла. В случае с броневым сердечником, или при наличии пяти стержней сердечника, данное поле проникнет между раскрученными боковыми стержнями и полное сопротивление нулевой последовательности существенно повысится. Вследствие этого ток, в случае пробоя на землю может стать настолько слабым, что защитное реле не сработает.

В соединенной треугольником обмотке ток, протекающий по каждой фазовой обмотке равен фазному току, разделённому на , в то время как в соединении звездой, линейный ток каждой фазной обмотки идентичен линейному току сети. С другой стороны, для одинакового напряжения соединение треугольником требует наличия трёхкратного количества витков по сравнению с соединением звездой. Соединение обмотки треугольником выгодно использовать в высоковольтных трансформаторах, когда сила тока высока, а напряжение относительно низкое, как например, в обмотке низшего напряжения в повышающих трансформаторах.

Соединение обмотки треугольником позволяет циркулировать третьей (и кратным ей) гармонике тока внутри треугольника, образованного тремя последовательно соединёнными фазными обмотками. Токи третьей гармоники необходимы во избежание искажения синусоидальности потока магнитных, и, следовательно, наведённой ЭДС во вторичной обмотке. Третья гармоника тока во всех трёх фазах имеет одинаковое направление, данные токи не могут циркулировать в обмотке, соединённой звездой, с изолированной нейтралью.

Недостаток троичных синусоидальных токов в намагничивающем токе может привести к значительным искажениям наведённого напряжения, в случаях, если у сердечника 5 стержней, или он исполнен в броневом варианте. Соединённая треугольником обмотка трансформатора устранит данное нарушение, так как обмотка с соединением треугольником обеспечит затухание гармонических токов. Иногда в трансформаторах предусмотрено наличие третичной Δ-соединённой обмотки, предусмотренной не для зарядки, а для предотвращения искажения напряжения и понижения полного сопротивления нулевой последовательности. Такие обмотки называются компенсационными. Распределительные трансформаторы, предназначенные для зарядки, между фазой и нейтралью на стороне первого контура, снабжены обычно соединённой треугольником обмоткой. Однако ток в соединённой треугольником обмотке может быть очень слабым для достижения минимума номинальной мощности, а требуемый размер проводника обмотки чрезвычайно неудобен для заводского изготовления. В подобных случаях высоковольтная обмотка может быть соединена звездой, а вторичная обмотка — зигзагообразно. Токи нулевой последовательности, циркулирующие в двух отводах зигзагообразно соединённой обмотки будут балансировать друг друга, полное сопротивление нулевой последовательности вторичной стороны главным образом определяется полем рассеяния магнитного поля между двумя разветвлениями обмоток, и выражается весьма незначительной цифрой.

При использовании соединения пары обмоток различными способами возможно достигнуть различных степеней напряжения смещения между сторонами трансформатора.

Сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток принято выражать группой соединений. Для описания напряжения смещения между первичной и вторичной, или первичной и третичной обмотками, традиционно используется пример с циферблатом часов. Так как этот сдвиг фаз может изменяться от 0° до 360°,а кратность сдвига составляет 30°, то для обозначения группы соединений выбирается ряд чисел от 1 до 12, в котором каждая единица соответствует углу сдвига в 30°. Одна фаза первичной указывает на 12, а соответствующая фаза другой стороны указывает на другую цифру циферблата.

Наиболее часто используемая комбинация Yd11 означает, например, наличие 30º смещения нейтрали между напряжениями двух сторон

Схемы и группы соединения обмоток трёхфазных двухобмоточных трансформаторов

Схема соединения обмоток		Диаграмма векторов напряжения холостого хода*	Условное обозначение
ВН	НН	Диаграмма векторов напряжения холостого хода*	Условное обозначение
			У/Д-11

трансформатор
Всего комментариев: 0
Из каких основных частей состоит трансформатор
Что называется трансформатором?
Трансформатором называется электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования входного напряжения, изменяющегося во времени, в ему подобное с положительным коэффициентом подобия.
С помощью трансформатора можно или увеличить напряжение вторичного тока или уменьшить.
Из каких частей состоит трансформатор?
Трансформатор (рис. 20) состоит из замкнутого сердечника (магнитопровода), набранного из листов электротехнической стали толщиной 0,35 — 0,5 мм, и обмоток, намотанных из медных изолированных проводов. Части сердечника, на которых находятся обмотки, называются стержнями, а части без обмоток — ярмами. Обмотка, к которой подводится электроэнергия, называется первичной, а обмотка, от которой электроэнергия отводится потребителю,— вторичной. Первичная и вторичная обмотки трансформатора электрически изолированы друг от друга (кроме автотрансформатора).
Величины, относящиеся к первичной обмотке (число витков обмотки, мощность, напряжение, ток и т. д.), называются первичными, а величины, относящиеся ко вторичной обмотке, — вторичными.
Величина напряжения на концах первичной обмотки трансформатора так относится к величине напряжения на концах вторичной обмотки, как число витков первичной обмотки относится к числу витков вторичной обмотки.
Что происходит в обмотках трансформатора при его работе?
При работе трансформатора в первичной обмотке происходит преобразование электрической энергии, потребляемой из сети, в энергию магнитного поля, а во вторичной обмотке в это время энергия магнитного поля преобразуется в электрическую энергию.
Однако в действительности такое равенство не наблюдается, так как из-за потерь энергии на нагрев обмоток и стержней трансформатора коэффициент полезного действия его никогда не бывает равным единице. Правда, при нормальном режиме работы потери незначительны и коэффициент полезного действия его очень высок — доходит до 0,98 — 0,99.
Основные элементы трансформаторов
Основные части трансформатора — это магнитопровод и обмотки. Магнитопровод трансформатора выполняют из листовой электротехнической стали. Перед сборкой листы с двух сторон изолируют (в основном лаком). Такая конструкция магнитопровода дает возможность в значительной степени ослабить в нем вихревые токи. Часть магнитопровода, на которой располагают обмотки, называют стержнем.
В двухфазных стержневых трансформаторах имеются два стержня (в трехфазных – три) и соединяющих их два ярма.
Броневые трансформаторы имеют разветвленный магнитопровод с одним стержнем и ярмами, частично прикрывающими («бронирующими») обмотки.
Стержневая конструкция имеет наибольшее распространение, особенно в трансформаторах большой и средней мощности. Достоинства этой конструкции — простота изоляции обмоток, лучшие условия охлаждения, простота ремонта.
Трехфазные трансформаторы обычно выполняют на магнитопроводе стержневого типа с тремя стержнями.
В трансформаторах большой мощности применяют бронестержневую конструкцию магнитопровода, которая хотя и требует несколько повышенного расхода электротехнической стали, но позволяет уменьшить высоту магнитопровода (НВС
Трансформатор – это электрическая статическая машина, предназначаемая для изменения характеристик напряжения или тока. Название говорящее – трансформировать – значит преобразовывать. Впрочем, трансформации подвергаются только силовые характеристики тока, частота и форма при этом не изменяются.
Состоит эта машина из нескольких основных частей:
Корпус или магнитопровод – представляет собой сердечник из металлических пластинок, плотно сжатых между собой, изготавливаются из мягкой трансформаторной стали, а в отдельных случаях, из специального состава ферромагнетика.
Первичной обмотки – катушка, размещенная на магнитопроводе, по ней пропускается ток, характеристики которого нужно изменить;
Вторичная обмотка – также катушка, но с проводами других характеристик, в которой индуцируется ток с другими, заранее рассчитанными параметрами.
Принцип работы и область применения
В электромагнитную схему трансформатора входят две обмотки и замкнутый сердечник, выполняемый из трансформаторных листовых материалов. Ток, проходящий по первичной катушке, возбуждает в сердечнике электромагнитную индукцию.
Пересекая провода вторичной катушки, она индуцирует в ней ток, соответствующий параметрам вторичной обмотки. Таких катушек может быть несколько с разными характеристиками (количество витков, сечение провода, материал), соответственно и результат индукции будет различным.
Трансформаторы используются в энергообеспечении народного хозяйства в различных областях:
Для передачи и преобразования электроэнергии:
Передача электроэнергии на далекие расстояния и ее разделение между пользователями. Передача электричества по сетям непосредственно после генерации связана с большими его потерями. Генераторы дают напряжение 6-24 кВ, а передача, во избежание потерь, осуществляется при напряжении от 110 до 750 кВ. Для получения таких характеристик применяются повышающие трансформаторы.
Когда электроэнергия по ЛЭП доходит до потребителя, она поступает на понижающие трансформаторные станции, где производится понижение напряжения и мощности в соответствии с потребностями для группы потребителей, а затем распределяется на другие трансформаторные подстанции, например, районного значения. Дальнейшее распределение энергии зависит от потребности того или иного объекта или их группы.
Для правильного включения вентилей в преобразователях, что позволяет согласовать величину напряжения на выходах и входах устройства. Их название – преобразовательные.
Для выполнения различных операций технологических процессов, например – сварки, в электролизных производствах, в обеспечении работы электросталеплавильных агрегатов и других.
Обеспечение работы схем и приборов радиоаппаратуры, электроники, средств связи, бытового электрооборудования и многого прочего.
Для подключения электроизмерительных приборов и отдельных аппаратов (реле, коммандеры и др.) в цепи высокого напряжения для обеспечения измерений и электробезопасности объектов. Такие трансформаторы образуют отдельный класс – измерительные.
Устройство
Магнитная схема
Конфигурация магнитной схемы разделяет эти устройства на три класса:
тороидальные;
броневые;
стержневые;
Стержень представляет собой ту часть магнитопровода, на которой размещены обмотки, остальная часть называется «ярмо». В виде стержневых изготавливаются трансформаторы большой и средней мощности.
Это связано также с более простой схемой охлаждения такой машины. Магнитопроводы обычно производятся из листовой электротехнической стали толщиной 0,25-0,5 мм. Листовые детали соединяются между собой электротехническим изолирующим лаком. Это делается для уменьшения влияния вихревых токов на работу магнитопровода.
Маломощные и микротрансформаторы обычно производят броневыми, поскольку они в изготовлении дешевле стержневых из-за меньшего числа катушек и технологичности изготовления.
Одним из преимуществ тороидальных трансформаторов является магнитная схема без зазоров. Этим обусловлено низкое магнитное сопротивление магнитопровода таких преобразователей.
Обмотки
В зависимости от конструкции, обмотки могут быть расположены последовательно. Эти называются дисковыми. Исполнение зависит от особенностей трансформатора и его назначения.
Мощные статические машины выделяют много тепла и нуждаются в интенсивном охлаждении.
Виды преобразователей
Силовой трансформатор
Предназначается для изменения параметров потока электричества в сетях, используемых для потребления. Необходимость их использования связана с потребностью понижения мощности (до 760 кВ) подводящих сетей в потребительскую мощность городского хозяйства (220/380 В). Силовой преобразователь переменного тока предназначается для изменения силы тока прямым воздействием в сети.
Автотрансформатор
Отличен от предыдущего тем, что обмотки в нем соединяются не только через индукционные потоки, но и непосредственно одна с другой. Вторичная обмотка имеет несколько выводов (но не менее трех), подключение к ним в различных комбинациях ведет к получению различного напряжения.
Преимуществом такой конструкции является повышенный КПД устройства, потому что изменению подвергается только часть энергии. Это эффективно при небольшом различии напряжений на входе и выходе.
Несовершенство этих устройств состоит в том, что между обмотками нет изоляции. Применение оправдано при надежном заземлении в сетях до 115 кВ и небольшим коэффициентом трансформации – в пределах 3-4 раз. Габаритные размеры магнитопровода и обмоток у таких машин меньше, следовательно, они экономичнее в производстве.
Трансформатор напряжения
Этот вид преобразователя питается от соответствующего источника. Применяется обычно для изменения высокого напряжения на пониженное в цепях автоматики или релейной защиты. Использование связано с необходимостью ограждения низковольтных участков схем от повышенного напряжения.
Трансформаторы тока
Здесь первичная катушка получает питание от источника тока. Применяется для понижения тока в устройствах релейной защиты и измерителях. Вместе с тем, производится гальваническая развязка. Как правило, ток на вторичной катушке составляет величину 1А или 5А.
Первичную катушку включают в одну цепь с нагружением, подлежащем контролю, а к вторичной катушке подключаются приборы контроля, либо релейные устройства. Идеальный режим работы вторичной обмотки близок к короткому замыканию. Если происходит замыкание вторичной катушки, возникающее напряжение настолько велико, что повреждает подключенные к ней элементы.
Разделительные трансформаторы
Обмотки таких машин не связаны между собой. Такие преобразователи применяются для улучшения условий безопасности функционирования сетей при замыкании, срабатывает гальваническая развязка.
Импульсные преобразователи
Предназначаются для реформирования сигналов в виде коротких (до 10 миллисекунд) импульсов с максимальным сохранением их формы. В основном применяется для передачи импульсов, характерных прямоугольной формой. Как правило, главное требование к этому преобразователю – передача кратковременного импульса в максимально сохраненной форме, при этом, изменение его амплитуды и полярности несущественно.
Согласующие трансформаторы
Используются при согласовании нагрузок различных участков с максимальным сохранением формы сигнала. Вместе с тем, использование такого преобразователя дает гальваническую развязку разных участков электронных схем.
Пик-трансформатор
Машина, обеспечивающая изменение синусоидальных напряжений в импульсные. При этом, происходит изменение полярности в каждом полупериоде.
Сдвоенный дроссель
Конструктивно выполняется в виде преобразователя с одинаковыми обмотками. Учитывая индуктивное влияние катушек друг на друга, он заметно эффективнее обычного дросселя. Распространены как входные фильтры БП блоков питания в звуковых схемах.
Устройство трансформатора, из чего состоит трансформатор
Трансформатором называется электромагнитное устройство которое служит для преобразования входного напряжения. Трансформатор работает на увеличение или уменьшение электрической энергии (увеличивающий или уменьшающий). Вид трансформатора для эксплуатации выбирается в зависимости от области его дальнейшего использования.
В одном из понятий трансформатора есть такое определение как величины. Величины бывают первичные и вторичные. Это зависит от принадлежности величины к обмотке. Первичные величины относятся к первичной обмотке, вторичные к вторичной.
По сути, трансформатор не имеет сложного внутреннего строения. Он состоит из основных составляющих таких как: сердечник, обмоток, в случае если трансформатор масляного типа то в нем расположен бак с трансформаторным маслом с размещенными на нем вводов (иначе проходных изоляторов) и расширителя. Остальное оборудование которым может комплектоваться состав трансформатора является дополнительный или вспомогательным.
К вспомогательному оборудованию трансформатора относится: бачок с масло указателем расширительного типа, переключатель для регулировки напряжения, реле газовое, элемент для заправки и слива из трансформатора масла, термометр и выхлопная труба.
Сердечники
Сердечник трансформатора состоит из стержней с размещенными на нем катушек обмоток. Название и вид сердечника в основном соответствует названию трансформатора. Сердечники как правило делятся на два вида: стержневые и броневые. Материалом для изготовления сердечника является спрессованная электротехническая сталь толщиной примерно 0,35; 0,28 мм.
Сердечники трансформатора делятся на стыковые и шихтованные, название сердечника зависит от способа соединения стержня с ярмом.
Стыковые сердечники как правило состоят из стержня и ярма, их отличительная особенность заключается в том что эти два элемента собираются отдельно и объединяются в один сердечник после укладки катушек.
Шихтованные сердечники состоящие также из стержня и ярма которые собираются в переплет (в отличие от стыкового), только в этом случае производится выемка полос верхнего ярма, которые снова укладываются на место после того как установлены катушки.
Стержнем называется часть сердечника на котором расположены обмотки, в случае если данные части не содержат обмотки, то они называются ярмом.
Составляющие элементы трехфазного масляного трансформатора:
активная часть
специальная деревянная планка
верхняя ярмовая балка
регулировочные ответвления
магнитопровод
маслопровод
ввод высшего напряжения
ввод низшего напряжения
линейный отвод высшего напряжения
переключатель
выхлопная труба
охладительные трубы
расширитель
обмотки высшего напряжения
газовое реле
бачок
указатель уровня масла
каток тележки
Активная часть трансформатора включает в себя:
переключатель
привод переключателя
крышку с расширителем и охлаждающей трубкой
регулировочные ответвления
ввод низшего напряжения
ввод низшего напряжения
трубки которые крепят отводы из бумажно-бакелитового материала
Активная часть трансформатора в данной сборке помещается в бачок с трансформаторным маслом.
Составляющие элементы сухого трансформатора:
обмотка высшего напряжения
стальное прессующее кольцо
регулировочные ответвления обмотки высшего напряжения
вертикальные стяжные шпильки
фарфоровые прокладки
прокладки для крепления отводов в исполнении из фарфора
опорные изоляторы отводов высшего напряжения
отводы высшего напряжения
доска зажимов
Элементы конструкции силовых трансформаторов

Мощный трансформатор высокого напряжения представляет собой сложное устройство, состоящее из большого числа конструктивных элементов, основными из которых являются: магнитная система (магнитопровод), обмотки, изоляция, выводы, бак, охлаждающее устройство, механизм регулирования напряжения, защитные и измерительные устройства, тележка.
Магнитная система
В магнитной системе проходит магнитный поток трансформатора (отсюда название «магнитопровод»). Магнитопровод является конструктивной и механической основой трансформатора. Он выполняется из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга. Качество электротехнической стали влияет на допустимую магнитную индукцию и потери в магнитопроводе.
В течение многих лет применялась горячекатаная сталь ЭЧ1, ЭЧ2 с толщиной листов 0,5-0,35 мм, допускающая индукцию 1,4-1,45 Тл, с удельными потерями 2,5-3,5 Вт/кг. В настоящее время применяется холоднокатаная текстурованная сталь марок 3405, 3406, т.е. сталь с определенной ориентировкой зерен, допускающая индукцию до 1,7 Тл, с удельными потерями 0,9-1,1 Вт/кг. Применение такой стали позволило значительно уменьшить сечение магнитопровода за счет большей допустимой магнитной индукции, уменьшить диаметр витков обмотки, уменьшить массу и габариты трансформаторов. Масса трансформаторов на единицу мощности в 1930г. достигала 3,33 т/(МВА), а в настоящее время 0,74 т/(МВА).
Уменьшение удельных потерь в стали, тщательная сборка магнитопровода, применение бесшпилечных конструкций, соединение стержней с ярмом с помощью косой шихтовки позволяют уменьшить потери холостого хода и ток намагничивания трансформатора. В современных мощных трансформаторах ток намагничивания составляет 0,5-0,6% I_ном, тогда как в трансформаторе с горячекатаной сталью ток достигал 3%; потери холостого хода уменьшились вдвое.
Листы трансформаторной стали должны быть тщательно изолированы друг от друга. Первоначально применялась бумажная изоляция – листы оклеивались с одной стороны тонким слоем специальной бумаги. Бумага создает потную электрическую изоляцию между листами, но легко повреждается при сборке и увеличивает размеры магнитопровода. Широко применяется изоляция листов лаком с толщиной слоя 0,01 мм. Лаковая пленка создает достаточно надежную изоляцию между листами, обеспечивает хорошее охлаждение магнитопровода, обладает высокой нагревостойкостью и не повреждается при сборке. Последнее время все шире применяется двустороннее жаростойкое покрытие листов стали, наносимое на металлургическом заводе после проката. Толщина покрытия меньше 0,01 мм, что обеспечивает лучшие свойства магнитной системы. Стяжка стержней осуществляемся стеклобандажами, ярм – стальными полу бандажами или бандажами.
Магнитопровод и его конструктивные детали составляют остов трансформатора. На остове устанавливают обмотки и крепят проводники, соединяющие обмотки с вводами, составляя активную часть.
Рис.1. Обмотки трансформатора:
а – концентрическая, б – чередующаяся
Обмотки трансформаторов
Обмотки трансформаторов могут быть концентрическими и чередующимися. В первом случае обмотки НН и ВН выполняют в виде цилиндров и располагают на стержне концентрически одна относительно другой (рис.1,а). Такое выполнение принято в большинстве силовых трансформаторов. Во втором случае обмотки ВН и НН выполняются в виде невысоких цилиндров с одинаковыми диаметрами и располагаются на стержне одна над другой (рис.1,б). В такой обмотке значительное число паек, она менее компактна и применяется для специальных электропечных трансформаторов или для сухих трансформаторов, так как обеспечивает лучшее охлаждение обмоток.
Обмотки трансформаторов должны обладать достаточной электрической и механической прочностью. Изоляция обмоток и отводов от нее должна без повреждений выдерживать коммутационные и атмосферные перенапряжения. Обмотки должны выдерживать электродинамические усилия, которые появляются при протекании токов КЗ. Необходимо предусмотреть надежную систему охлаждения обмоток, чтобы не возникал недопустимый перегрев изоляции.
Для проводников обмотки используются медь и алюминий. Как известно, медь имеет малое электрическое сопротивление, легко поддается пайке, механически прочна, что и обеспечило широкое применение меди для обмоток трансформаторов. Алюминий дешевле, обладает меньшей плотностью, но большим удельным сопротивлением, требует новой технологии выполнения обмоток. В настоящее время трансформаторы с алюминиевой обмоткой изготовляются на мощность до 6300 кВА.
В современных трансформаторах для обмотки применяется транспонированный провод, в котором отдельные проводники в параллельном пучке периодически изменяют свое положение. Это выравнивает сопротивление элементарных проводников, увеличивает механическую прочность, уменьшает толщину изоляции и размеры магнитопровода.
Изоляция трансформатора
Изоляция трансформатора является ответственной частью, так как надежность работы трансформатора определяется в основном надежностью его изоляции.
В масляных трансформаторах основной изоляцией является масло в сочетании с твердыми диэлектриками: бумагой, электрокартоном, гетинаксом, деревом (маслобарьерная изоляция).
Значительный эффект дает применение изоляции из специально обработанной бумаги (стабилизированной), которая менее гигроскопична, имеет более высокую электрическую прочность и допускает большой нагрев. В сухих трансформаторах широко применяются новые виды изолирующих материалов повышенной нагревостойкости на основе кремнийорганических материалов.
Активную часть трансформатора вместе с отводами и переключающими устройствами для регулирования напряжения помещают в бак. Основные части бака – стенки, дно и крышка. Крышку используют для установки вводов, выхлопной трубы, крепления расширителя, термометров и других деталей. На стенке бака укрепляют охладительные устройства – радиаторы.
В трансформаторах небольшой мощности бак выполняется с верхним разъемом: при ремонтах необходимо снять крышку трансформатора, а затем поднять активную часть из бака.
Если масса активной части более 25т, то она устанавливается на донную часть бака, а затем накрывается колоколообразной верхней частью бака и заливается маслом. Такие трансформаторы с нижним разъемом не нуждаются в тяжелых грузоподъемных устройствах для выемки активной части, так как при ремонтах после слива масла поднимается верхняя часть бака, открывая доступ к обмоткам и магнитопроводу.
Для уменьшения потерь от потоков рассеяния стальные баки экранируются с внутренней стороны пакетами из электротехнической стали или пластинами из немагнитных материалов (медь, алюминий).

Расширитель трансформатора
Расширитель трансформатора представляет собой цилиндрический сосуд, соединенный с баком трубопроводом и служащий для уменьшения площади соприкосновения масла с воздухом. Бак трансформатора полностью залит маслом, изменение объема масла при нагреве и охлаждении приводит к колебанию уровня масла в расширителе; при этом воздух вытесняется из расширителя или всасывается в него. Масло очень гигроскопично, и если расширитель непосредственно связан с атмосферой, то влага из воздуха поступает в масло, резко снижая его изоляционные свойства. Для предотвращения этого расширитель связан с окружающей средой через силикагелевый воздухоосушитель. Силикагель поглощает влагу из всасываемого воздуха. При резких колебаниях нагрузки силикагелевый фильтр полностью не осушает воздух, поэтому постепенно влажность воздуха в расширителе повышается. Для предотвращения этого применяются герметичные баки с газовой подушкой из инертного газа или свободное пространство в расширителе заполняется инертным газом (азотом), поступающим из специальных эластичных емкостей. Возможно применение специальной пленки – мембраны на границе масло-воздух. Осушение воздуха в расширителе осуществляют термовымораживателями.
К баку трансформатора крепится термосифонный фильтр, заполненный силикагелем или другим веществом, поглощающим продукты окисления масла. При циркуляции масла через фильтр происходит непрерывная регенерация его.
Рис.2. Трансформатор трехфазный трехобмоточный ТДТН-16000-110-80У1
1 – бак, 2 – шкаф автоматического управления дутьем, 3 – термосифонный фильтр,
4 – ввод ВН, 5 – ввод НН, 6 – ввод СН, 7 – установка трансформаторов тока 110 кВ,
8 – установка трансформаторов тока 35 кВ, 9 – ввод 0 ВН, 10 – ввод 0 СН,
11 – расширитель, 12 – маслоуказатель стрелочный, 13 – клапан предохранительный,
14 – привод регулятора напряжения, 15 – электродвигатель системы охлаждения,
16 – радиатор, 17 – каретка с катками
Для контроля за работой трансформатора предусматриваются контрольно-измерительные и защитные устройства. К контрольным устройствам относятся маслоуказатель и термометры. Маслоуказатель устанавливается на расширителе, термометр – на крышке бака. К защитным устройствам относятся реле понижения уровня масла и газовое реле.
На мощных трансформаторах 330-750 кВ дополнительно применяются устройства контроля изоляции вводов (КИВ) и манометры, контролирующие давление масла в герметичных вводах ВН. Основные конструктивные узлы трансформаторов показаны на рис.2.

Править]Основные части конструкции трансформатора
Стержневой тип трёхфазных трансформаторов
Броневой тип трёхфазных трансформаторов
В практичной конструкции трансформатора производитель выбирает между тремя различными базовыми концепциями:
§ Стержневой
§ Броневой
§ Тороидальный
Любая из этих концепций не влияет на эксплуатационные характеристики или эксплуатационную надёжность трансформатора, но имеются существенные различия в процессе их изготовления. Каждый производитель выбирает концепцию, которую он считает наиболее удобной с точки зрения изготовления, и стремится к применению этой концепции на всём объёме производства.
В то время как обмотки стержневого типа заключают в себе сердечник, сердечник броневого типа заключает в себе обмотки. Если смотреть на активный компонент (т.e. сердечник с обмотками) стержневого типа, обмотки хорошо видны, но они скрывают за собой стержни магнитной системы сердечника. Видно только верхнее и нижнее ярмо сердечника. В конструкции броневого типа сердечник скрывает в себе основную часть обмоток.
Ещё одно отличие состоит в том, что ось обмоток стержневого типа, как правило, имеет вертикальное положение, в то время как в броневой конструкции она может быть горизонтальной или вертикальной.
Основными частями конструкции трансформатора являются:
§ магнитная система (магнитопровод)
§ обмотки
§ система охлаждения
[править]Магнитная система (магнитопровод)
Магнитная система (магнитопровод) трансформатора – комплект элементов (чаще всего пластин) электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранных в определённой геометрической форме, предназначенный для локализации в нём основного магнитного поля трансформатора. Магнитная система в полностью собранном виде совместно со всеми узлами и деталями, служащими для скрепления отдельных частей в единую конструкцию, называется остовом трансформатора.
Часть магнитной системы, на которой располагаются основные обмотки трансформатора, называется – стержень^[16]
Часть магнитной системы трансформатора, не несущая основных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи, называется – ярмо^[16]
В зависимости от пространственного расположения стержней, выделяют:
1. Плоская магнитная система – магнитная система, в которой продольные оси всех стержней и ярм расположены в одной плоскости
2. Пространственная магнитная система – магнитная система, в которой продольные оси стержней или ярм, или стержней и ярм расположены в разных плоскостях
3. Симметричная магнитная система – магнитная система, в которой все стержни имеют одинаковую форму, конструкцию и размеры, а взаимное расположение любого стержня по отношению ко всем ярмам одинаково для всех стержней
4. Несимметричная магнитная система – магнитная система, в которой отдельные стержни могут отличаться от других стержней по форме, конструкции или размерам или взаимное расположение какого-либо стержня по отношению к другим стержням или ярмам может отличаться от расположения любого другого стержня
Править]Обмотки
Основным элементом обмотки является виток – электрический проводник, или ряд параллельно соединённых таких проводников (многопроволочная жила), однократно обхватывающий часть магнитной системы трансформатора, электрический ток которого совместно с токами других таких проводников и других частей трансформатора создаёт магнитное поле трансформатора и в котором под действием этого магнитного поля наводится электродвижущая сила.
Обмотка – совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведённые в витках. В трёхфазном трансформаторе под обмоткой обычно подразумевают совокупность обмоток одного напряжения трёх фаз, соединяемых между собой.
Проводник обмотки в силовых трансформаторах обычно имеет квадратную форму для наиболее эффективного использования имеющегося пространства (для увеличения коэффициента заполнения в окне сердечника). При увеличении площади проводника проводник может быть разделён на два и более параллельных проводящих элементов с целью снижения потерь на вихревые токи в обмотке и облегчения функционирования обмотки. Проводящий элемент квадратной формы называется жилой.
Транспонированный кабель применяемый в обмотке трансформатора
Каждая жила изолируется при помощи либо бумажной обмотки, либо эмалевого лака. Две отдельно изолированных и параллельно соединённых жилы иногда могут иметь общую бумажную изоляцию. Две таких изолированных жилы в общей бумажной изоляции называются кабелем.
Особым видом проводника обмотки является непрерывно транспонированный кабель. Этот кабель состоит из жил, изолированных при помощи двух слоёв эмалевого лака, расположенных в осевом положении друг к другу, как показано на рисунке. Непрерывно транспонированный кабель получается путём перемещения внешней жилы одного слоя к следующему слою с постоянным шагом и применения общей внешней изоляции^[17].
Бумажная обмотка кабеля выполнена из тонких (несколько десятков микрометров) бумажных полос шириной несколько сантиметров, намотанных вокруг жилы. Бумага заворачивается в несколько слоёв для получения требуемой общей толщины.
Дисковая обмотка
Обмотки разделяют по:
1. Назначению
§ Основные – обмотки трансформатора, к которым подводится энергия преобразуемого или от которых отводится энергия преобразованного переменного тока.
§ Регулирующие – при невысоком токе обмотки и не слишком широком диапазоне регулирования, в обмотке могут быть предусмотрены отводы для регулирования коэффициента трансформации напряжения.
§ Вспомогательные – обмотки, предназначенные, например, для питания сети собственных нужд с мощностью существенно меньшей, чем номинальная мощность трансформатора, для компенсации третей гармонической магнитного поля, подмагничивания магнитной системы постоянным током, и т. п.
2. Исполнению
§ Рядовая обмотка – витки обмотки располагаются в осевом направлении во всей длине обмотки. Последующие витки наматываются плотно друг к другу, не оставляя промежуточного пространства.
§ Винтовая обмотка – винтовая обмотка может представлять собой вариант многослойной обмотки с расстояниями между каждым витком или заходом обмотки.
§ Дисковая обмотка – дисковая обмотка состоит из ряда дисков, соединённых последовательно. В каждом диске витки наматываются в радиальном направлении в виде спирали по направлению внутрь и наружу на соседних дисках.
§ Фольговая обмотка – фольговые обмотки выполняются из широкого медного или алюминиевого листа толщиной от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров.
Основные части конструкции трансформатора

Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика
⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

В практичной конструкции трансформатора производитель выбирает между тремя различными базовыми концепциями:

Стержневой
Броневой
Тороидальный

Стержневой тип трёхфазных Броневой тип трёхфазных трансформаторов трансформаторов

Основными частями конструкции трансформатора являются:

магнитная система (магнитопровод)
обмотки
бак

Магнитная система (магнитопровод)

Магнитная система (магнитопровод) трансформатора — комплект элементов (чаще всего пластин) электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранных в определённой геометрической форме, предназначенный для локализации в нём основного магнитного поля трансформатора. Магнитная система в полностью собранном виде совместно со всеми узлами и деталями, служащими для скрепления отдельных частей в единую конструкцию, называется остовом трансформатора.

Часть магнитной системы, на которой располагаются основные обмотки трансформатора, называется стержень.

Часть магнитной системы трансформатора, не несущая основных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи, называется ярмо.

В зависимости от пространственного расположения стержней, выделяют:

Плоская магнитная система — магнитная система, в которой продольные оси всех стержней и ярм расположены в одной плоскости
Пространственная магнитная система — магнитная система, в которой продольные оси стержней или ярм, или стержней и ярм расположены в разных плоскостях
Симметричная магнитная система — магнитная система, в которой все стержни имеют одинаковую форму, конструкцию и размеры, а взаимное расположение любого стержня по отношению ко всем ярмам одинаково для всех стержней
Несимметричная магнитная система — магнитная система, в которой отдельные стержни могут отличаться от других стержней по форме, конструкции или размерам или взаимное расположение какого-либо стержня по отношению к другим стержням или ярмам может отличаться от расположения любого другого стержня.

Обмотки

Основным элементом обмотки является виток — электрический проводник, или ряд параллельно соединённых таких проводников (многопроволочная жила), однократно обхватывающий часть магнитной системы трансформатора, электрический ток которого совместно с токами других таких проводников и других частей трансформатора создаёт магнитное поле трансформатора и в котором под действием этого магнитного поля наводится электродвижущая сила.

Обмотка — совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведённые в витках. В трёхфазном трансформаторе под обмоткой обычно подразумевают совокупность обмоток одного напряжения трёх фаз, соединяемых между собой.

Обмотки разделяют по:

Назначению
Основные — обмотки трансформатора, к которым подводится энергия преобразуемого или от которых отводится энергия преобразованного переменного тока.
Регулирующие — при невысоком токе обмотки и не слишком широком диапазоне регулирования, в обмотке могут быть предусмотрены отводы для регулирования коэффициента трансформации напряжения.
Вспомогательные — обмотки, предназначенные, например, для питания сети собственных нужд с мощностью существенно меньшей, чем номинальная мощность трансформатора, для компенсации третей гармонической магнитного поля, подмагничивания магнитной системы постоянным током, и т. п.
Исполнению
Рядовая обмотка — витки обмотки располагаются в осевом направлении во всей длине обмотки. Последующие витки наматываются плотно друг к другу, не оставляя промежуточного пространства.
Винтовая обмотка — винтовая обмотка может представлять собой вариант многослойной обмотки с расстояниями между каждым витком или заходом обмотки.
Дисковая обмотка — дисковая обмотка состоит из ряда дисков, соединённых последовательно. В каждом диске витки наматываются в радиальном направлении в виде спирали по направлению внутрь и наружу на соседних дисках.

Дисковая обмотка

Фольговая обмотка — фольговые обмотки выполняются из широкого медного или алюминиевого листа толщиной от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Бак

Бак в первую очередь представляет собой резервуар для масла, а также обеспечивает физическую защиту для активного компонента. Он также служит в качестве опорной конструкции для вспомогательных устройств и аппаратуры управления.

Обозначение на схемах

На схемах трансформатор обозначается следующим образом:

Центральная толстая линия соответствует сердечнику, 1 — первичная обмотка (обычно слева), 2,3 — вторичные обмотки. Число полуокружностей в очень грубом приближении символизирует число витков обмотки (больше витков — больше полуокружностей, но без строгой пропорциональности).

Поиск по сайту:
Информация о трансформаторе
Информация о трансформаторе
Теория и применение трансформаторов
ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРА
Трансформатор состоит из трех основных частей:
железный сердечник, служащий магнитопроводом,
первичная обмотка или катушка с проводом и
вторичная обмотка или катушка провода.
К первичному обычно обращаются в качестве входа; вторичный как выход.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Переменный ток, приложенный к первичной обмотке, вызывает переменный ток. магнитный поток в железном сердечнике.Большая часть этого потока остается в ядре и только небольшой процент его перемещается по воздуху. Чередование магнитный поток в железном сердечнике затем связывает витки вторичной обмотки, вызывающие напряжение. Все это следует из закона Фарадея. индукция. Это объясняет, почему первичная обмотка имеет напряжение, а вторичная есть напряжение, но между ними нет связи.
ПОЧЕМУ МЫ ИСПОЛЬЗУЕМ ТРАНСФОРМАТОРЫ
ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПИТАНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ.
Более рентабельно распределять мощность при более высоких напряжениях, поскольку рассеиваемая мощность (потеря) в резистивной нагрузке определяется квадратом ток умножается на сопротивление провода.Лучше всего использовать самые низкие возможный ток и, следовательно, наибольшая разность потенциалов (напряжение). А Типичный трансформатор принимает входное напряжение 480 или 600 вольт и изменяет напряжение до 240 вольт для некоторых двигателей или до 120 вольт для других таких приложений, как потребительские товары, освещение и т. д. Общий результат лучшее регулирование напряжения, минимальные потери в линии и меньшие затраты на проводку.
ДЛЯ ИСКЛЮЧЕНИЯ ДВОЙНОЙ ПРОВОДКИ.
Для максимальной безопасности могут быть установлены цепи освещения и управления на 120 вольт. от силовых цепей 240, 480 или 600 вольт путем установки трансформаторов на наиболее удобное расположение груза.Это устраняет отдельные цепей и независимого измерения мощности и часто приводит к существенная экономия.
ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЦЕПЕЙ.
Установка трансформаторов позволяет разделить цепи на удовлетворить независимый спрос. Подключение к 3-фазной цепи 480 В a трансформатор может обеспечить
120/240 В, трехпроводная однофазная нагрузка:
Однофазная нагрузка 120 В:
Однофазная нагрузка 240 вольт.
Трансформаторы позволяют заземлять каждую цепь низкого напряжения.
12 различных частей трансформатора
Трансформатор
облегчает передачу мощности электрической энергии с минимальными потерями мощности. Основными частями трансформатора являются сердечник, первичная обмотка и вторичная обмотка. Помимо этого, в более крупных трансформаторах присутствуют различные другие компоненты, такие как изоляция, трансформаторное масло, устройства охлаждения, реле защиты, кожух и т. Д. Прежде чем углубляться в тему, давайте обсудим принцип работы трансформатора.
Трансформатор – Принцип действия
Трансформатор – это статическое устройство, работающее по принципу электромагнитной индукции.Когда переменный ток течет в первичной обмотке трансформатора, создается переменное электромагнитное поле, которое индуцирует ЭДС во вторичной обмотке. Величина наведенной ЭДС пропорциональна соотношению витков.
Детали трансформатора
Детали трансформатора
Ниже представлены различные детали трансформатора:
Сердечник
Обмотка
Изоляция
Резервуар
Клеммы и втулки
Трансформаторное масло
Масляный компрессор
Сапун
Радиаторы и вентиляторы
Реле
Взрывоотводчик
0007
1.Ядро
Сердечник обеспечивает путь электромагнитного потока с низким сопротивлением и поддерживает первичную и вторичную обмотки. Он изготавливается путем укладки тонких листов высококачественной стали с ориентированной структурой, разделенных тонким изоляционным материалом. Чтобы свести к минимуму гистерезис и вихревые токи, содержание углерода в стали сердечника поддерживается ниже 0,1%. Когда он легирован кремнием, можно уменьшить вихревые токи.
Типичный сердечник трехфазного трансформатора показан на рисунке выше.Каждая ветвь несет первичную и вторичную обмотки каждой фазы. Конечности магнитно связаны ярмами. Существует два типа конструкций сердечника: тип сердечника и тип оболочки. В конструкции оболочки обмотки окружены сердечником, как показано ниже:
Подробнее о сердечниках трансформаторов, их конструкции и принципах проектирования см .: Сердечник трансформатора
2. Обмотка
Трансформатор
имеет два набора обмоток на каждую фазу – первичная обмотка и вторичная обмотка.Эти обмотки состоят из нескольких витков медных или алюминиевых проводов, изолированных друг от друга и сердечника трансформатора. Тип и расположение обмоток, используемых для трансформаторов, зависят от номинального тока, прочности на короткое замыкание, превышения температуры, импеданса и импульсных перенапряжений.
Из первичной и вторичной обмоток та, которая рассчитана на более высокое напряжение, называется обмоткой высокого напряжения (ВН), а другая – обмоткой низкого напряжения (НН).
Проводники обмотки высокого напряжения тоньше проводов низкого напряжения и окружают обмотку низкого напряжения снаружи.Обмотка НН размещается близко к сердечнику.
В корпусных трансформаторах обмотка разделена на несколько катушек (несколько витков проводника). Катушки ВН зажаты между катушками НН. В трансформаторах с сердечником обмотки подразделяются на четыре типа: многослойные обмотки, спиральные обмотки, дисковые обмотки и обмотки из фольги. Выбор типа обмотки определяется количеством витков и ее допустимой токовой нагрузкой.
3. Изоляция
Изоляция – самая важная часть трансформаторов.Нарушения изоляции могут вызвать самые серьезные повреждения трансформаторов. Изоляция требуется между обмотками и сердечником, между обмотками, между каждым витком обмотки и между всеми токоведущими частями и резервуаром. Изоляторы должны иметь высокую диэлектрическую прочность, хорошие механические свойства и выдерживать высокие температуры. Синтетические материалы, бумага, хлопок и т. Д. Используются в качестве изоляции трансформаторов.
Сердечник, обмотка и изоляция являются основными частями трансформатора и присутствуют во всех типах.
4. Резервуар
Главный бак, являющийся частью трансформатора, служит двум целям:
Защищает сердечник и обмотки от воздействия внешней среды.
Служит контейнером для масла и опорой для всех других принадлежностей трансформатора.
Кузова-цистерны изготавливаются из катаных стальных листов для контейнеров. Они снабжены подъемными крюками и охлаждающими трубками. Для уменьшения веса и паразитных потерь вместо стальных листов также используются алюминиевые листы.Однако алюминиевые баки дороже стальных.
5. Вывод и втулки
Для подключения входящих и исходящих кабелей в трансформаторах присутствуют клеммы. Они устанавливаются на вводы и присоединяются к концам обмоток.
Втулки – это изоляторы, образующие барьер между выводами и резервуаром. Они устанавливаются над баками трансформатора. Они служат безопасным проходом для проводников, соединяющих выводы с обмотками.Их делают из фарфора или эпоксидных смол.
6. Масло трансформаторное
Во всех масляных трансформаторах трансформаторное масло обеспечивает дополнительную изоляцию между токопроводящими частями, лучший отвод тепла и функции обнаружения неисправностей. В качестве трансформаторного масла используется углеводородное минеральное масло. Он состоит из ароматических углеводородов, парафина, нафтенов и олефинов. Трансформаторное масло имеет температуру вспышки 310 градусов Цельсия, относительную проницаемость 2,7 и плотность 0,96 кг / см3.
7.Маслорасширители
Масляный расширитель перемещается на верхней части трансформаторов и расположен над баком и вводами. Обычно в некоторых маслорасширителях используется резиновый баллон. Трансформаторное масло расширяется и сжимается при повышении и понижении температуры. Маслорасширитель обеспечивает достаточно места для расширения масла. Он подключен к основному резервуару через трубу. Индикатор уровня установлен на расширителе, чтобы указать уровень масла внутри.
8. Сапун
Сапун присутствует во всех масляных трансформаторах, у которых есть бак расширителя.Необходимо предохранять масло от влаги. Из-за колебаний температуры трансформаторное масло расширяется и соприкасается, воздух поступает в бак расширителя и выходит из него. В этом воздухе не должно быть влаги. Этой цели служит сапун.
Сапун, прикрепленный к концу воздуховода так, что воздух входит и выходит через расширитель. Силикагель, присутствующий в сапунах, удаляет влагу из воздуха и подает не содержащий влаги воздух в консерватор.
9.Радиаторы и вентиляторы
Мощность, потерянная в трансформаторе, рассеивается в виде тепла. Сухие трансформаторы в основном имеют естественное воздушное охлаждение. Но когда дело доходит до масляных трансформаторов, применяются различные методы охлаждения. В зависимости от номинальной мощности кВА, потерь мощности и уровня требований к охлаждению на баке трансформатора устанавливаются радиаторы и охлаждающие вентиляторы.
Части трансформатора: радиаторы и охлаждающие вентиляторы.
Тепло, выделяемое в сердечнике и обмотке, передается окружающему трансформаторному маслу.Это тепло рассеивается на радиаторе. В более крупных трансформаторах принудительное охлаждение достигается с помощью охлаждающих вентиляторов, установленных на радиаторах.
10. Взрывоотводчик
Взрывоотводчик действует как аварийный выход для масляных и воздушных газов внутри трансформатора. Это металлическая труба с диафрагмой на одном конце, расположенная немного выше резервуара расширителя. Неисправности, возникающие под маслом, повышают давление внутри бака до опасного уровня. В таких условиях диафрагма разрывается при относительно низком давлении, чтобы передать силы внутри трансформатора в атмосферу.
11. РПН
Переключатели ответвлений используются для регулировки вторичного напряжения трансформаторов. Они предназначены для изменения коэффициента трансформации трансформатора по мере необходимости. Существует два типа переключателей ответвлений: переключатели ответвлений под нагрузкой и устройства РПН.
Устройства РПН
Устройства РПН предназначены для работы только тогда, когда трансформатор не питает нагрузку, тогда как устройства РПН могут работать без прерывания тока, протекающего к нагрузке.Также доступны автоматические переключатели ответвлений.
12. Реле Бухгольца
Реле Бухгольца
– одна из важнейших частей масляных трансформаторов мощностью более 500 кВА. Это реле, приводимое в действие маслом и газом, которое используется для определения неисправностей, возникающих в деталях, погруженных в масло.
Короткие замыкания, происходящие под трансформаторным маслом, выделяют достаточно тепла для разложения масла на водород, окись углерода, метан и т. Д. Эти газы постепенно перемещаются в бак расширителя через соединительную трубу.Реле Бухгольца, которое установлено на трубе, соединяющей бак расширителя и основной бак, определяет эти газы и активирует цепи отключения и аварийной сигнализации. Цепь отключения размыкает автоматический выключатель, подающий ток на первичную обмотку, и прерывает прохождение тока.
Подробнее о реле Бухгольца, их конструкции и работе можно узнать здесь.
Помимо всех частей трансформатора, описанных выше, существует множество других измерительных приборов (датчики температуры, датчики давления и т. Д.)), индикаторы, реле защиты, теплообменники (для эффективного охлаждения) и клапаны, присутствующие в огромных трансформаторах. Они зависят от области применения и присутствуют в огромных трансформаторах.
частей трансформатора – Miracle Electronics Devices Pvt. ООО
Трансформаторы используются для передачи электрической энергии от одной цепи к другой посредством электромагнитной индукции. Они используются для повышения или понижения уровня напряжения. Трансформатор состоит из нескольких различных частей, которые функционируют по-разному, чтобы улучшить общее функционирование трансформатора.К ним относятся сердечник, обмотки, изоляционные материалы, трансформаторное масло, устройство РПН, расширитель, сапун, охлаждающие трубки, реле Бухгольца и взрывное устройство. Сердечник, обмотки, изоляционные материалы и трансформаторное масло присутствуют почти в каждом трансформаторе, а другие компоненты – в трансформаторах мощностью более 50 кВА.
Ядро
Сердечник трансформатора используется для поддержки обмоток. Он изготовлен из мягкого железа для уменьшения потерь на вихревые токи и потерь на гистерезис, а также обеспечивает путь с низким сопротивлением для потока магнитного потока.Диаметр сердечника трансформатора прямо пропорционален потерям в меди и обратно пропорционален потерям в стали.
Обмотки
Обмотки состоят из нескольких медных витков катушки, связанных вместе, каждый пучок соединен, образуя целостную обмотку. Обмотки могут быть основаны либо на вводе-выводе питания, либо на диапазоне напряжений. Обмотки, основанные на питании, подразделяются на первичные и вторичные обмотки, то есть обмотки, на которые соответственно подается входное и выходное напряжение.С другой стороны, обмотки в зависимости от диапазона напряжений можно разделить на обмотки высокого и низкого напряжения.
Изоляционные материалы
Изоляционные материалы, такие как бумага и картон, используются для изоляции первичной и вторичной обмоток друг от друга, а также от сердечника трансформатора. Эти обмотки изготовлены из меди благодаря высокой проводимости и пластичности. Высокая проводимость сводит к минимуму необходимое количество меди и минимизирует потери. Кроме того, высокая пластичность позволяет легко изгибать проводники в плотную обмотку вокруг сердечника, что также сводит к минимуму количество меди и объем обмотки.
Масло трансформаторное
Трансформаторное масло изолирует, а также охлаждает сердечник и катушку в сборе. Сердечник и обмотки трансформатора должны быть полностью погружены в масло, которое обычно содержит углеводородные минеральные масла.
Консерватор
Маслорасширитель представляет собой герметичный металлический цилиндрический барабан, установленный над трансформатором, который сохраняет трансформаторное масло. Он вентилируется в верхней части и заполнен маслом только наполовину, чтобы обеспечить расширение и сжатие при колебаниях температуры.Однако главный бак трансформатора, к которому подключен расширитель, полностью заполнен маслом по трубопроводу.
Сапун
Сапун представляет собой цилиндрический контейнер, заполненный силикагелем, который используется для предотвращения попадания влаги в поступающий в резервуар воздух. Это связано с тем, что изоляционное масло, вступая в реакцию с влагой, может повлиять на изоляцию и вызвать внутренние неисправности, поэтому необходимо защищать воздух от влаги. В сапуне, когда воздух проходит через силикагель, влага поглощается кристаллами кремнезема.
Устройство РПН
Для уравновешивания колебаний напряжения в трансформаторе используются переключатели ответвлений. Есть два типа переключателей ответвлений – под нагрузкой и без нагрузки. В переключателях ответвлений под нагрузкой можно изменять ответвления без отключения трансформатора от источника питания, а в отключенном состоянии трансформатор должен быть отключен от источника питания.
Охлаждающие трубки
Как следует из названия, охлаждающие трубки используются для охлаждения трансформаторного масла. Циркуляция масла внутри трансформатора может быть естественной или принудительной.В случае естественной циркуляции, когда температура масла повышается, горячее масло естественным образом движется вверх, а холодное – вниз, а в случае принудительной циркуляции используется вечный насос.
Реле Бухгольца
Реле Бухгольца, размещенное над соединительной трубой, идущей от основного бака к баку расширителя, определяет неисправности, возникающие в трансформаторе. Он работает за счет газов, выделяемых при разложении трансформаторного масла при внутренних неисправностях. Таким образом, это устройство используется для обнаружения и защиты трансформатора от внутренних неисправностей.
Взрывоотводчик
Кипящее горячее масло из трансформатора во время внутренних неисправностей выталкивается через отверстие для взрыва, чтобы избежать взрыва трансформатора. Обычно он размещается выше уровня резервуара зимнего сада.
Понимание всех этих частей трансформатора поможет вам лучше понять трансформаторы и их функции. Имея широкий выбор трансформаторов, вам необходимо знать, какой тип трансформатора вам больше всего подходит.Тем не менее, для любого вида покупки трансформатора вы можете связаться с Miracle Electronics, которая производит лучшие в своем классе силовые трансформаторы в Индии за последние 20 лет и успешно поставляет свою продукцию в более чем 20 стран по всему миру. глобус.
Что определяет стоимость силовых трансформаторов? Как проверить надежность трансформатора? Электрический трансформатор
| Основные части
В этом руководстве я описываю одну из самых важных тем – что такое электрический трансформатор? с трансформаторной конструкцией и его основными частями.
Также я добавлю функции каждой части Трансформера. Так что это поможет вам легко понять.
Рассмотрим трансформатор подробнее.
Что такое электрический трансформатор?
Основное определение трансформатора –
Электромагнитное устройство, которое используется для повышения или понижения уровня напряжения по отношению к увеличению или уменьшению уровня тока при постоянной частоте. Это устройство называется электрическим трансформатором.
Иногда электрический трансформатор называют электростатическим устройством . Потому что это не состоит в удалении друг от друга.
Вот список некоторых важных моментов, связанных с трансформатором.
В трансформаторе отсутствует электрическое соединение, имеется только магнитное соединение.
Работает по принципу Закона электромагнитной индукции Фарадея .
Требуется и работает только от источника переменного напряжения.А источник переменного тока помогает генерировать магнитный поток в электромагнитном поле.
Это защитное устройство, регулирующее (повышающее или понижающее) напряжение в системе электроснабжения.
Основной функцией трансформатора является преобразование мощности от одной цепи к другой цепи с постоянной частотой.
Трансформатор более энергоэффективен и имеет очень низкие потери в трансформаторе по сравнению с другими электрическими машинами.
Генерирующая мощность трансформатора всегда измеряется в кВА, а не в кВт.
Что такое конструкция трансформатора?
Трансформатор изготовлен из многослойного железного сердечника и стальных лент. Пластины сердечника состоят из тонких металлических полос изолированного металла.
Эти листы изолированы слоем лака или бумаги и обернуты вокруг конечности.
Вы можете легко понять следующий рисунок.
Он состоит из двух типов обмоток, таких как первичная обмотка и вторичная обмотка. Эти обмотки разделены и образованы электрической медной катушкой (количество витков).
Источник переменного напряжения подается на первичную обмотку, а нагрузка подключена ко вторичной обмотке.
Мы уже обсуждали, обмотки трансформатора не связаны между собой электрически, а связаны магнитно.
Основная функция сердечника – поддерживать обмотку и обеспечивать путь с низким сопротивлением для протекающего магнитного потока, который может быть протекающим полезным потоком.
Какие основные части трансформатора?
Некоторым частям трансформатора приписываются разные функции, а работа выполняется следующим образом.
Сердечник из слоистого железа
Обмотка трансформатора
Изоляционный материал
Устройство переключения ответвлений
Трансформаторный бак
Бак расширителя масла
Сапун
Реле Бухгольца
Втулка
Трубка и радиатор охлаждения
Взрывоотводчик
Давайте изучим каждую часть по очереди.
1. Сердечник из слоистого железа
Сердечник трансформатора изготовлен из железа, кремнистой стали или ферромагнитных материалов.
Железный сердечник из тонких металлических полос и ламинации, покрытой слоем лака или бумаги. Каждая металлическая полоса имеет толщину около 0,5 мм.
На приведенном ниже рисунке вы можете увидеть количество металлических полос, соединенных друг с другом слоем ламинирования и образующих единую сердцевину.
Сердечник из слоистого железа
В основном, L-образные и E-образные пластины используются в трансформаторах различных типов. В трансформаторе с сердечником используется пластина в форме буквы «L» или «U».
Применяется трансформатор оболочечного типа «Е» или «I».
Это ламинирование сердечника помогает снизить потери на вихревые токи и потери на гистерезис. И он обеспечивает путь с низким сопротивлением и высокую проницаемость для потока в магнитной цепи.
2. Обмотка трансформатора
Обмотка трансформатора состоит из нескольких витков медной катушки. Он оборачивается ламинацией вокруг лимба или сердечника.
Эти обмотки покрыты изоляционным покрытием, поскольку оно предотвращает короткое замыкание.
На базе поставки двух типов как
Обмотка высокого напряжения
Обмотка низкого напряжения
В качестве
используются просто два типа обмотки.
Концентрическая обмотка
Сэндвич-типы намотки
I. Концентрические типы намотки:
Концентрические обмотки обычно используются в трансформаторах с сердечниками. Он содержит единственный единственный путь для взаимного потока (Φ). И эти протекающие потоки равномерно распределяются по боковым краям сердечника.
Путь одиночного потока показан на следующем рисунке.
Концентрические типы обмоток состоят из различных видов обмоток, например,
Винтовые обмотки
Типы дисков намоточные
Типы сердечников обмотки
В трансформаторах с сердечниками этих типов обмотки окружены сердечником. Значит, требуется огромное количество медной катушки и ламинированных материалов.
II. Типы бутербродов Обмотки:
В корпусных трансформаторах используются многослойные обмотки.В трансформаторе оболочкового типа первичная и вторичная обмотки размещены на центральном плече.
Этот центральный край несет два пути потока (взаимный поток и поток рассеяния) в магнитной цепи.
Вы можете видеть на приведенной выше диаграмме в корпусах трансформатора с сердечником, окруженным обмоткой.
Подробнее: Трансформатор типа сердечника против трансформатора типа оболочки
3. Изоляционный материал
В трансформаторе изоляционные материалы зависят от их номинального напряжения.В трансформаторе используются разные типы изоляционных материалов.
Эти изоляционные материалы могут быть трансформаторным маслом, изоляционной бумагой, деревом, изоляционным стеклом, изоляционной катушкой переключателя ответвлений от заземления и т. Д.
4. Устройство смены крана
Устройство РПН для регулирования напряжения питания или нагрузки и поддержания обоих условий путем изменения переменного числа оборотов.
Устройство РПН легко снимается с первого поворота и подключается к следующему передаточному числу. Переключатели ответвлений могут быть как на первичной, так и на вторичной стороне.
Обычно устройство РПН используется на стороне высоковольтной обмотки, поскольку оно снижает ток нагрузки.
Классификация переключателей ответвлений –
Он подразделяется на две следующие категории:
Устройство РПН
Устройство РПН
5. Бак трансформатора
Бак трансформатора представляет собой бак цилиндрической формы. Он изготовлен из стального металла большой толщины. Сердечник и обмотка трансформатора размещены в баке трансформатора.
Бак трансформатора необходим для хранения масла, особенно минерального. Это масло обеспечивает изоляцию и охлаждение обмотки трансформатора.
6. Бак расширителя масла
Бак расширителя масла имеет вид прямоугольного бака. Он накапливает лишнее масло и напрямую связан с баком трансформатора.
Бак расширителя масла играет важную роль в трансформаторе.
Целью расширительного бака является защита от расширения масла в основном баке трансформатора.Масло в трансформаторе используется для двух целей –
Когда уровень масла снижается из-за потерь или утечки, расширитель будет подавать масло в трансформатор. Таким образом, оно действует как пластовое масло.
7. Сапун
Сапун соединен с баком расширителя. Это цилиндрический сосуд, наполненный силикагелем синего цвета.
Они служат для двух целей – для удаления влаги из воздуха и для поглощения влаги в трансформаторе.
Он играет роль воздушного фильтра и обеспечивает свободный увлажняющий воздух в бак расширителя.
8. Реле Бухгольца
Реле Бухгольца – это защитное устройство, работающее на масле и газе. Он соединен с баком главного трансформатора и баком расширителя.
Когда в трансформаторе возникает внутреннее повреждение из-за потока утечки, изоляционного сердечника, соединения сердечника, пробоя сердечника и т. Д. В результате выделения избыточного тепла.
Это избыточное тепло разлагает масло в трансформаторе и образуются пузырьки газа.Пузырьки газа движутся вверх к расширителю и собираются в реле.
Реле Бухгольца – это неисправность, обнаруживаемая по количеству газа и уровню масла в трансформаторе.
Во время нескольких состояний неисправности выдается аварийный сигнал, затем эта команда отправляется на автоматический выключатель и изолирует трансформатор.
9. Втулка
Проходной изолятор представляет собой изолирующее устройство, изготовленное из фарфора. Клемма ввода обеспечивает путь проводника к баку трансформатора.
С помощью терминала трансформатор подает питание на другую систему.
В трансформаторе в основном используются два типа вводов – ввод высокого напряжения (HV) и ввод низкого напряжения (LV). Он зависит от номинального напряжения, которое может быть высоким или низким.
10. Трубка охлаждения и радиатор
Охлаждающая трубка необходима для поддержания температуры и циркуляции охлаждающего змеевика в трансформаторе.
А радиатор соединен с бачком трансформатора.Он также состоит из множества металлических полос или труб.
И охлаждающая трубка, и радиатор по-разному выполняют одну и ту же функцию. Когда в трансформаторе возникают потери, выделяется тепло. Это тепло поглощается охлаждающей трубкой и радиатором в виде систем охлаждения.
Делится на два типа систем охлаждения.
Естественная система охлаждения
Система принудительного охлаждения
В системе естественного охлаждения используются охлаждающая трубка и радиатор.А в системе принудительного охлаждения мы можем подключить дополнительный вентилятор к трансформатору.
11. Взрывоотводчик
Взрывоотводчик расположен в самом верхнем месте трансформатора. Бак-расширитель напрямую соединен с взрывным баком с помощью трубы.
Основная цель – предотвратить повреждение масляного бака трансформатора путем вытекания кипящего масла во время внутренней неисправности. И необходимо удалить нагретое масло (в виде газа) в трансформаторе.
Данный взрывной бак используют только в аварийных целях. В основном это работает, когда сапун и реле Бухгольца не работают должным образом.
Эти одиннадцать основных важных частей трансформаторов раскрыты с помощью учебного пособия.
Если вы хотите больше узнать о практических занятиях и о строительных проектах, вот список самых сложных идей для электротехнического проекта на основе трансформатора.
По теме прочтите следующую статью:
Готов к онлайн-тесту:
Если вы готовы пройти онлайн-викторину, вы можете напрямую присоединиться к викторине «Электрический трансформатор».
Сообщите мне, если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете поделиться в разделе комментариев.
Спасибо за чтение!
Если вы цените то, что я делаю здесь, в DipsLab, вам следует принять во внимание:
DipsLab – это самый быстрорастущий и пользующийся наибольшим доверием сайт сообщества инженеров по электротехнике и электронике. Все опубликованные статьи доступны БЕСПЛАТНО всем.
Если вам нравится то, что вы читаете, пожалуйста, купите мне кофе (или 2) в знак признательности.
Это поможет мне продолжать оказывать услуги и оплачивать счета.
Я благодарен за вашу бесконечную поддержку.
Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электрике на портале DipsLab.com.
Я рад поделиться своими знаниями в этом блоге. А иногда вникаю в программирование на Python.
Основные компоненты трансформатора
Добро пожаловать в третью часть серии из четырех отрывков из публикации Общества инженеров по обслуживанию холодильного оборудования «Электроэнергия для специалистов по HVACR.(Вы можете найти Часть 1 в Интернете по адресу bit.ly/CBPowerUpPart1. Часть 2 можно найти по адресу bit.ly/CBElectricityPart2). Эта публикация получила награду Contracting Business.com Mechanical Systems WEEK Product Showcase Award в 2009 году в категории «Образование». ПРИМЕЧАНИЕ: эта серия не предназначена для замены концентрированного формального обучения в аудиториях и / или на местах квалифицированным электриком.
Трансформатор – это устройство, которое может использоваться для увеличения («повышения») уровней напряжения и тока.Основными частями трансформатора являются две катушки провода, называемые первичной обмоткой и вторичной обмоткой, намотанные на материал сердечника определенного типа. Корпус защищает внутренние компоненты от грязи, влаги и механических повреждений. На рисунке 3-1 показана принципиальная схема простого трансформатора.
Общие дефекты
Существует как минимум пять распространенных неисправностей, с которыми вы можете столкнуться при работе с трансформаторами:
Открытая первичная. Это происходит, когда катушка провода в первичной обмотке обрывается или отделяется от выводов или клемм трансформатора.
Открытая вторичная. Это происходит, когда катушка провода во вторичной обмотке обрывается или отделяется от выводов или клемм трансформатора. Это состояние также является следствием перегоревшего внутреннего предохранителя.
Замыкание обмотки на обмотку. Это происходит, когда изоляция катушки с проводом в первичной или вторичной обмотке нарушается, и ток может переходить от одной обмотки к другой.
Обмотка к корпусу короткая. Это происходит, когда изоляция катушки с проводом в первичной или вторичной обмотке нарушается, и ток может проходить непосредственно на корпус или землю.
Перегрев трансформатора. Это происходит, когда нагрузка или нагрузка на трансформатор слишком велики. Это состояние можно определить по изменению цвета области обмотки трансформатора.
Номинальные характеристики трансформатора
Трансформатор рассчитывается в соответствии с его первичным напряжением, вторичным напряжением и допустимой мощностью. Допустимая мощность трансформатора измеряется в ваттах или вольт-амперах (ВА). Вы можете определить максимальный ток, с которым трансформатор может безопасно работать, используя «практическое правило» для преобразования вольт-ампер в амперы.Просто разделите вольт-амперную нагрузку трансформатора на вторичное напряжение.
Пример: для трансформатора на 40 ВА с первичной обмоткой 120 В и вторичной обмоткой 24 В рассчитайте потребляемый ток следующим образом:
А = 40 ВА / 24 В = 1,66 А
Номинальная мощность управляемых устройств в ВА не должна превышать номинальную мощность трансформатора в ВА. Если общая потребляемая мощность в ВА больше номинальной мощности трансформатора, вторичное напряжение может резко упасть, и трансформатор перегреется. Если вам необходимо заменить трансформатор, убедитесь, что вы выбрали трансформатор с номинальной силой тока равной или большей, чем у заменяемого трансформатора.
Трансформаторы для жилых помещений
На рис. 3-2 показан типичный низковольтный трансформатор с проволочными выводами. Этот тип трансформатора обычно используется в жилом оборудовании. Первичное напряжение такого трансформатора будет варьироваться в зависимости от того, размещен ли трансформатор в конденсаторной установке или в печи. Если трансформатор находится в конденсаторном блоке, первичное напряжение составляет 230 В. Если он находится в печи, первичное напряжение составляет 120 В. Вторичное напряжение будет в диапазоне от 24 до 28 В.Большинство бытовых трансформаторов имеют номинальную мощность 20 или 40 ВА. Некоторые могут достигать 75 ВА для очень больших систем.
На рис. 3-3 показан низковольтный трансформатор с винтовыми клеммами и вторичной обмоткой с двойным напряжением или с ответвлениями. Принципиальная схема этого трансформатора показана на Рисунке 3-4. Этот тип трансформатора также встречается в жилом оборудовании. В прошлом он часто использовался там, где требовалось более низкое напряжение для зажигающего устройства с катушкой накаливания в системе обогрева.
Трансформаторный предохранитель
Трансформаторы
с номинальной мощностью 40 ВА и выше обычно имеют внутренний предохранитель , встроенный во вторичные обмотки.Это требует от специалиста по обслуживанию , а не , закоротить вторичную обмотку с помощью отвертки (чтобы убедиться, что она «искры»). Если вторичная обмотка закорочена по какой-либо причине, предохранитель сработает, и трансформатор придется заменить. . Это может быть дорогостоящей ошибкой. Принципиальная схема трансформатора с внутренним предохранителем показана на Рисунке 3-5.
Некоторые новые трансформаторы, особенно заменяемые, имеют внешний предохранитель . В некоторых местных нормах и правилах требуется внешний предохранитель, а некоторые производители делают трансформаторы с внешними предохранителями, чтобы соответствовать требованиям UL.Внешний предохранитель может быть линейным или установленным на шасси. Независимо от типа предохранителя, помните, что если вы обнаружите открытый предохранитель, что-то должно было вызвать чрезмерный ток. Ищите проблему в другом месте цепи.
Испытание трансформаторов для жилых помещений
Чтобы проверить трансформатор, сначала отключите питание. Удалите все цепи управления и поместите вольтметр на клеммы на вторичной стороне трансформатора, как показано на Рисунке 3-6.Снова включите питание. Напряжение, считываемое на вторичной обмотке без нагрузки, называется напряжением разомкнутой цепи (OCV). OCV обычно примерно на 5-10% выше, чем напряжение, указанное на паспортной табличке. Если напряжение не считывается, выключите питание, отсоедините трансформатор и выполните проверку целостности первичной и вторичной обмоток трансформатора.
Если есть короткое замыкание во вторичной обмотке, обычно срабатывает предохранитель или обмотка может оказаться разомкнутой. В случае короткого замыкания на корпус или массу трансформатора обычно срабатывает автоматический выключатель или перегорает линейный предохранитель.Это связано с тем, что между первичной и вторичной обмотками трансформатора существует разность потенциалов. В результате ток может проходить от заземленного корпуса к нейтральному проводу первичной обмотки трансформатора. Это показано на Рисунке 3-7.
Чтобы узнать больше об электричестве для технических специалистов HVACR и других образовательных предложениях RSES, посетите rses.org/training.aspx . Щелкните ссылку «Электронное обучение» для просмотра онлайн-версий этого курса.
В ДЕКАБРЕ:
Реле: компоненты и испытания
Трансформаторы: типы, детали, принцип действия –
Трансформатор – это электрическое устройство, которое по принципам электромагнитной индукции передает электрическую энергию от одной электрической цепи к другой без изменения частоты.Передача энергии обычно происходит при изменении напряжения и тока. Трансформаторы либо повышают, либо понижают напряжение переменного тока.
Трансформаторы
используются для различных нужд. Некоторые трансформаторы могут быть высотой в несколько этажей, например, трансформаторы, которые можно найти на электростанции, или достаточно малы, чтобы их можно было держать в руке, которые можно использовать с зарядной подставкой для видеокамеры. Независимо от формы или размера, назначение трансформаторов остается неизменным: преобразование электроэнергии из одного типа в другой.
Очень простыми словами.
Трансформатор – это устройство, которое:
1. Передача электроэнергии из одной электрической цепи в другую электрическую цепь.
2. Работает без изменения частоты.
3. Проработайте на электрической индукции.
4. Когда в обеих цепях действует взаимная индукция.
5. Не может повышать или понижать уровень постоянного напряжения или постоянного тока.
6. Может повышать или понижать уровень переменного напряжения или переменного тока.
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРА
Любой трансформатор состоит из следующих трех основных частей.
1. Первичная обмотка.
Первичная катушка – это катушка, к которой подключен источник. Это может быть сторона высокого или низкого напряжения трансформатора. В первичной обмотке создается переменный поток.
2. Вторичная обмотка
Выходной сигнал снимается с вторичной обмотки. Переменный поток, создаваемый в первичной катушке, проходит через сердечник и связывается с их катушкой, и, следовательно, в этой катушке индуцируется ЭДС.
3. Магнитный сердечник Поток, создаваемый первичной обмоткой, проходит через этот магнитный сердечник. Он состоит из ламинированного сердечника из мягкого железа. Он обеспечивает поддержку катушки, а также обеспечивает путь для потока с низким сопротивлением.
КОМПОНЕНТЫ ТРАНСФОРМАТОРА
Это основные компоненты трансформатора.
1. Сердечник
Сердечник служит опорой для обмотки трансформатора. Он также обеспечивает путь с низким сопротивлением для потока магнитного потока.Он изготовлен из ламинированного сердечника из мягкого железа, чтобы уменьшить потери на вихревые токи и потери на гистерезис. Состав сердечника трансформатора зависит от таких факторов, как напряжение, ток и частота. Диаметр сердечника трансформатора прямо пропорционален потерям в меди и обратно пропорционален потерям в стали. Если диаметр сердечника уменьшается, вес стали в сердечнике уменьшается, что приводит к меньшим потерям в сердечнике трансформатора и увеличению потерь в меди. Когда диаметр сердечника увеличивается, происходит обратное.
Почему обмотки сделаны из меди?
• Медь обладает высокой проводимостью. Это сводит к минимуму потери, а также количество меди, необходимой для обмотки (объем и вес обмотки).
• Медь обладает высокой пластичностью. Это означает, что можно легко согнуть проводники в тугие обмотки вокруг сердечника трансформатора, тем самым минимизируя необходимое количество меди, а также общий объем обмотки.
2. Обмотка
Два набора обмоток выполнены поверх сердечника трансформатора и изолированы друг от друга.Обмотка состоит из нескольких витков медных проводников, связанных вместе и соединенных последовательно.
Обмотку можно классифицировать двумя способами:
1. По входному и выходному источнику питания
2. По диапазону напряжений
В соответствии с классификацией входных / выходных источников питания обмотки подразделяются на следующие категории:
1. Первичная обмотка – это обмотки, на которые подается входное напряжение.
2. Вторичная обмотка – это обмотка, на которую подается выходное напряжение.
В соответствии с классификацией диапазона напряжения обмотки подразделяются на следующие категории:
1. Обмотка высокого напряжения – изготовлена из медного проводника. Количество сделанных витков должно быть кратно количеству витков в обмотке низкого напряжения. Используемый проводник будет тоньше, чем провод обмотки низкого напряжения.
2. Обмотка низкого напряжения – состоит из меньшего числа витков, чем обмотка высокого напряжения. Он изготовлен из толстых медных проводников. Это связано с тем, что ток в обмотке низкого напряжения выше, чем в обмотке высокого напряжения.
В зависимости от мощности трансформатора обычно проектируются три типа катушек:
• квадратная обмотка
• непрерывная
• дисковая обмотка
Входное питание трансформаторов может подаваться от обмотки низкого (LV) или высокого (HV) напряжения в зависимости от требований.
3. Изоляционные материалы
Изоляционная бумага и картон используются в трансформаторах для изоляции первичной и вторичной обмоток друг от друга и от сердечника трансформатора.
Трансформаторное масло – еще один изоляционный материал. Трансформаторное масло выполняет две важные функции: помимо изолирующей, оно также может охлаждать сердечник и катушку в сборе. Сердечник и обмотка трансформатора должны быть полностью погружены в масло. Обычно в качестве трансформаторного масла используются углеводородные минеральные масла. Загрязнение масла является серьезной проблемой, поскольку загрязнение лишает масло его диэлектрических свойств и делает его бесполезным в качестве изоляционной среды.
4.Трансформаторное масло
Трансформаторное масло или изоляционное масло – это масло, устойчивое при высоких температурах и обладающее отличными электроизоляционными свойствами. Он используется в маслонаполненных трансформаторах, некоторых типах высоковольтных конденсаторов, балластах люминесцентных ламп и некоторых типах высоковольтных переключателей и автоматических выключателей. Его функции заключаются в изоляции, подавлении коронного разряда и дуги, а также в качестве охлаждающей жидкости.
5. Резервуар-расширитель
Это небольшой резервуар, который используется в трансформаторах большой мощности.Он подключается над основным баком трансформатора. Имеет цилиндрическую форму. Главный бак и бак расширителя соединены между собой трубой. Реле Бухгольца используется между баком расширителя и основным баком в трансформаторах мощностью более одного МВА. Бак-расширитель в трансформаторе выполняет следующие функции:
• Обеспечивает место для расширения горячего трансформаторного масла. Он также обеспечивает подачу масла в трансформатор после того, как масло остынет.
• Также используется для уменьшения окисления за счет уменьшения площади масла вокруг воздуха.
• Окисленное масло остается в баке расширителя. Зеркальная трубка также соединена с баком расширителя для считывания уровня масла в трансформаторах. Предварительно промаркированный датчик также присутствует в зеркальной трубке. Необходимо, чтобы уровень масла был охлажден до отметки манометра.
6. Сапун
Сапун регулирует уровень влажности в трансформаторе. Влага может возникнуть, когда колебания температуры вызывают расширение и сжатие изоляционного масла, что затем вызывает изменение давления внутри расширителя.Изменения давления уравновешиваются потоком атмосферного воздуха, поступающего в расширитель и выходящего из него, благодаря чему влага может попасть в систему.
Попадание в изоляционное масло влаги может повлиять на бумажную изоляцию или даже вызвать внутренние неисправности. Поэтому необходимо, чтобы воздух, поступающий в резервуар, не содержал влаги.
Сапун трансформатора представляет собой цилиндрический контейнер, заполненный силикагелем. Когда атмосферный воздух проходит через силикагель сапуна, влага воздуха поглощается кристаллами кремнезема.Сапун действует как воздушный фильтр для трансформатора и контролирует уровень влажности внутри трансформатора. Он подсоединяется к концу сапуна.
7. Устройство переключения ответвлений
Выходное напряжение трансформаторов изменяется в зависимости от входного напряжения и нагрузки. В условиях нагрузки напряжение на выходной клемме уменьшается, тогда как в условиях без нагрузки выходное напряжение увеличивается. Чтобы уравновесить колебания напряжения, используются переключатели ответвлений. Устройства РПН могут быть либо переключателями ответвлений под нагрузкой, либо переключателями ответвлений без нагрузки.В устройстве РПН ответвления можно изменять без отключения трансформатора от источника питания. В устройстве РПН это делается после отключения трансформатора. Также доступны автоматические переключатели ответвлений.
Переключатель ответвлений используется для регулирования вторичного напряжения в случае низкого напряжения на первичной стороне трансформатора. Используются переключатели двух типов:
1. Выключатель без нагрузки: используется для изменения соотношения напряжений обмотки. Переключатель ответвлений подключен к высоковольтной стороне трансформатора.Как следует из названия, переключатель РПН без нагрузки используется только при выключенном трансформаторе.
2. Переключатель нагрузки: переключатель РПН может использоваться с трансформатором под нагрузкой.
8. Охлаждающие трубки
Охлаждающие трубки используются для охлаждения трансформаторного масла. Трансформаторное масло циркулирует по охлаждающим трубкам. Циркуляция масла может быть естественной или принудительной. При естественной циркуляции, когда температура масла повышается, горячее масло естественным образом поднимается вверх, а холодное опускается вниз.Таким образом, масло естественным образом циркулирует по трубкам. При принудительной циркуляции для циркуляции масла используется внешний насос.
9. Реле Бухгольца
Реле Бухгольца представляет собой контейнер защитного устройства, размещенный над соединительной трубой от основного резервуара к резервуару-расширителю. Он используется для определения неисправностей, возникающих внутри трансформатора. Это простое реле, которое приводится в действие газами, выделяющимися при разложении трансформаторного масла при внутренних неисправностях. Это помогает обнаруживать и защищать трансформатор от внутренних неисправностей.
10. Взрывоотводчик
Взрывоотводчик используется для удаления кипящего масла из трансформатора во время серьезных внутренних повреждений, чтобы избежать взрыва трансформатора. При серьезных неисправностях масло вылетает из вентиляционного отверстия. Уровень взрывного устройства обычно поддерживается выше уровня резервуара зимнего сада.
11. Радиатор:
В трансформаторах мощностью 50 кВА и выше, радиаторы используются с главным баком трансформатора для охлаждения.Это как трубы или трубки. Увеличивает площадь поверхности трансформатора. Радиатор делает охлаждение трансформатора более эффективным. Этот способ охлаждения получил название ОНАН (масло натуральное воздушное натуральное).
12. Вентиляторы охлаждения:
В трансформаторах мощностью 26 МВА и выше вентиляторы охлаждения также используются на радиаторе. Датчик температуры масла подает сигнал на включение или выключение охлаждающих вентиляторов. Когда температура становится выше 75º, датчик температуры масла включает охлаждающие вентиляторы. Этот способ охлаждения получил название ОНАФ (масляное естественное и воздушно-принудительное).
13. Масляные насосы:
В трансформаторах мощностью 26 МВА масляные насосы также используются вместе с охлаждающими вентиляторами и радиаторными масляными насосами, используемыми для вращения масла в трансформаторе. Этот метод охлаждения называется OFAF (масляное и воздушное).
14. Масломер:
Масломер используется для измерения масла в трансформаторе. Показывает уровень масла. Масломер обычно циферблатного типа. Указатель на циферблатном индикаторе используется для измерения уровня масла. Он используется с трансформаторами среднего и высокого напряжения.
15. Втулки:
Втулки используются для вывода клемм обмоток из резервуара, а также для изоляции. Например, фарфоровые, маслонаполненные вводы и вводы конденсаторного типа. Рупоры дуги также соединены с вводами для защиты от молнии. В трансформаторе напряжением выше 34 кВ используются полностью герметичные вводы конденсаторного типа. В трансформаторах мощностью менее 25 кВ используются плоские вводы.
16. Термометр:
Термометр также используется в трансформаторах мощностью более 50 кВА.Он используется для измерения температуры масла. В трансформаторах большой мощности внутри обмоток также используется термометр, который измеряет температуру обмоток. При повышении температуры до опасного уровня включается сигнал тревоги.
КАК РАБОТАЮТ ТРАНСФОРМАТОР
Важно помнить, что трансформаторы не вырабатывают электроэнергию; они передают электроэнергию из одной цепи переменного тока в другую с помощью магнитной связи. Сердечник трансформатора используется для обеспечения контролируемого пути магнитного потока, генерируемого в трансформаторе током, протекающим через обмотки, которые также известны как катушки.
Основной трансформатор состоит из четырех первичных частей. Части включают входное соединение, выходное соединение, обмотки или катушки и сердечник.
* Входные соединения – Входная сторона трансформатора называется первичной стороной, потому что основная электрическая мощность, которую необходимо изменить, подключается в этой точке.
* Выходные соединения – выходная сторона или вторичная сторона трансформатора – это то место, где электрическая мощность передается на нагрузку. В зависимости от требований нагрузки поступающая электрическая мощность либо увеличивается, либо уменьшается.
* Обмотка – трансформаторы имеют две обмотки, первичную и вторичную. Первичная обмотка – это катушка, которая потребляет энергию от источника. Вторичная обмотка – это катушка, которая передает энергию преобразованного или измененного напряжения на нагрузку. Обычно эти две катушки подразделяются на несколько катушек, чтобы уменьшить создание магнитного потока.
* Сердечник – сердечник трансформатора используется для обеспечения контролируемого пути магнитного потока, генерируемого в трансформаторе.Сердечник, как правило, представляет собой не сплошной стальной стержень, а конструкцию из множества тонких ламинированных стальных листов или слоев. Эта конструкция используется для устранения и уменьшения нагрева.
Когда на первичную обмотку подается входное напряжение, в первичной обмотке начинает течь переменный ток. По мере протекания тока в сердечнике трансформатора создается изменяющееся магнитное поле. Когда это магнитное поле пересекает вторичную обмотку, во вторичной обмотке создается переменное напряжение.
Соотношение между количеством фактических витков провода в каждой катушке является ключом к определению типа трансформатора и того, каким будет выходное напряжение. Соотношение между выходным напряжением и входным напряжением такое же, как отношение количества витков между двумя обмотками.
Выходное напряжение трансформатора больше входного, если во вторичной обмотке больше витков провода, чем в первичной. Выходное напряжение повышается и считается «повышающим трансформатором».Если у вторичной обмотки меньше витков, чем у первичной, выходное напряжение ниже. Это «понижающий трансформатор».
Короче говоря, трансформатор выполняет следующие операции:
1. Передача электроэнергии из одной цепи в другую.
2. Передача электроэнергии без изменения частоты.
3. Передача по принципу электромагнитной индукции.
4. Две электрические цепи связаны взаимной индукцией.
ИДЕАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРА
Идеальный трансформатор характеризуется следующими характеристиками:
1.Нет утечки потока, что означает, что потоки, связанные с первичным и вторичным токами, ограничены внутри сердечника.
2. Первичная и вторичная обмотки не имеют сопротивления, что означает, что приложенное напряжение (напряжение источника) v1 такое же, как наведенное первичное напряжение e1; то есть v1 = e1. Аналогично v2 = e2.
3. Магнитопровод имеет бесконечную проницаемость, что означает, что сопротивление сердечника равно нулю. Следовательно, для создания магнитного потока требуется очень небольшое количество тока.
4. Магнитопровод без потерь, что означает, что гистерезис, а также потери на вихревые токи незначительны.
КОНФИГУРАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРА
Существуют разные конфигурации как для однофазных, так и для трехфазных систем.
• Однофазное питание – Однофазные трансформаторы часто используются для питания освещения жилых помещений, розеток, систем кондиционирования и отопления. Однофазные трансформаторы можно сделать еще более универсальными, если первичную и вторичную обмотки сделать из двух равных частей.Затем две части любой обмотки можно повторно соединить последовательно или параллельно.
• Трехфазное питание – Питание может подаваться через трехфазную цепь, содержащую трансформаторы, в которых используется набор из трех однофазных трансформаторов, или через трехфазный трансформатор. Когда на преобразование трехфазной мощности требуется значительная мощность, более экономично использовать трехфазный трансформатор. Уникальное расположение обмоток и сердечника позволяет сэкономить много железа.
• Определены треугольник и звезда – существует две конфигурации подключения для трехфазного питания: треугольник и звезда. Дельта и звезда – это греческие буквы, обозначающие конфигурацию проводов трансформаторов. При соединении треугольником три проводника соединяются встык в форме треугольника или треугольника. Для звездочки все проводники исходят из центра, что означает, что они соединены в одной общей точке.
• Трехфазные трансформаторы – Трехфазные трансформаторы имеют шесть обмоток; три основных и три средних.Шесть обмоток соединены производителем как треугольник, так и звезда. Как указывалось ранее, каждая из первичных и вторичных обмоток может быть соединена треугольником или звездой. Их не обязательно подключать в одной конфигурации к одному трансформатору. Фактические используемые конфигурации подключения зависят от приложения.
ВИДЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Трансформаторы можно классифицировать по разным признакам, например по типу конструкции, типу охлаждения и т. Д.
(A) НА ОСНОВЕ КОНСТРУКЦИИ
1. Трансформатор с сердечником
Имеет одну магнитную цепь. Сердцевина прямоугольная, имеющая два отростка. Обмотка охватывает сердечник. Используются катушки цилиндрического типа. Как упоминалось ранее, катушки намотаны спиральными слоями, причем разные слои изолированы друг от друга бумагой или слюдой. Обе катушки размещены на обеих конечностях. Катушка низкого напряжения расположена внутри рядом с сердечником, а катушка высокого напряжения окружает катушку низкого напряжения.Сердечник состоит из большого количества тонких пластин. Поскольку обмотки равномерно распределены по двум ветвям, естественное охлаждение более эффективно. Катушки можно легко снять, сняв ламинат верхнего ярма для обслуживания.
2. Трансформатор корпусного типа
Имеет двойную магнитную цепь. Ядро имеет три конечности. Обе обмотки размещены на центральном плече. Сердечник охватывает большую часть обмоток. Используемые змеевики обычно представляют собой многослойные дисковые или многослойные змеевики.Как упоминалось ранее, каждая катушка высокого напряжения находится в точке
между катушками низкого напряжения, а катушки низкого напряжения находятся ближе всего к верхней и нижней части ярм. Сердечник ламинированный. При укладке слоев сердечника следите за тем, чтобы все стыки на чередующихся слоях были расположены в шахматном порядке, чтобы избежать узкого воздушного зазора в стыке прямо через поперечное сечение сердечника. Такие швы называются швами внахлест или черепицей. Обычно для трансформаторов очень высокого напряжения предпочтительна корпусная конструкция.Поскольку обмотки окружены сердечником, естественного охлаждения не существует. Для снятия любой обмотки для обслуживания необходимо удалить большое количество накладок.
(3) Трансформатор ягодного типа
Сердечник похож на спицы колеса. Для размещения этого типа трансформатора используются плотно подогнанные резервуары из листового металла с заполненным внутри трансформаторным маслом.
(B) НА ОСНОВЕ НАЗНАЧЕНИЯ
1. Повышающий трансформатор: напряжение увеличивается (с последующим уменьшением тока) на вторичной обмотке.
2. Понижающий трансформатор: напряжение уменьшается (с последующим увеличением тока) на вторичной обмотке.
(C) НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1. Силовой трансформатор: Используется в сети передачи, высокий рейтинг
2. Распределительный трансформатор: Используется в распределительной сети, сравнительно более низкий рейтинг, чем у силовых трансформаторов.
3. Измерительный трансформатор: Используется для реле и защиты в различных приборах в промышленности
* Трансформатор тока (CT)
* Трансформатор потенциала (PT)
(D) НА ОСНОВЕ ОХЛАЖДЕНИЯ
1.Самоохлаждающийся тип с масляным наполнением
В масляном самоохлаждаемом типе используются распределительные трансформаторы малых и средних размеров. Собранные обмотки и сердечник таких трансформаторов устанавливаются в сварные маслонепроницаемые стальные резервуары, снабженные стальной крышкой. Резервуар заполняется очищенным высококачественным изоляционным маслом, как только сердечник возвращается на свое место. Масло помогает передавать тепло от сердечника и обмоток к корпусу, откуда оно излучается в окружающую среду.
Для трансформаторов меньшего размера резервуары обычно имеют гладкую поверхность, но для трансформаторов больших размеров требуется большая площадь теплового излучения, и это тоже без нарушения кубической емкости резервуара.Это достигается частым рифлением корпусов. Еще более крупные размеры снабжены радиацией или трубами.
№
2. Тип
с водяным охлаждением, заполненным маслом. Этот тип используется для гораздо более экономичного строительства больших трансформаторов, так как вышеупомянутый метод с самоохлаждением очень дорог. Здесь используется тот же метод – обмотки и сердечник погружаются в масло. Единственное отличие состоит в том, что рядом с поверхностью масла установлен охлаждающий змеевик, через который холодная вода продолжает циркулировать.Эта вода уносит тепло от устройства. Эта конструкция обычно реализуется на трансформаторах, которые используются в высоковольтных линиях электропередачи. Самым большим преимуществом такой конструкции является то, что для таких трансформаторов не требуется другого корпуса, кроме собственного. Это значительно снижает затраты. Еще одним преимуществом является то, что техническое обслуживание и осмотр этого типа требуется только один или два раза в год.
3. Тип воздушной продувки
Этот тип используется для трансформаторов с напряжением ниже 25 000 вольт.Трансформатор помещен в коробку из тонкого листового металла, открытую с обоих концов, через которую воздух продувается снизу вверх.
(E) НА ОСНОВЕ ОБМОТКА
1. Двухобмоточный трансформатор
Двухобмоточный трансформатор – это трансформатор, в котором две обмотки связаны общим изменяющимся во времени магнитным потоком. Одна из этих обмоток, известная как первичная, получает питание при заданном напряжении от источника; другая обмотка, известная как вторичная обмотка, подает мощность, обычно при значении напряжения, отличном от напряжения источника, на нагрузку.Роли первичной и вторичной обмоток можно поменять местами. Однако в трансформаторах с железным сердечником данная обмотка должна работать при напряжении, не превышающем ее номинальное значение при номинальной частоте, иначе возбуждающий ток станет чрезмерным.
2. Автотрансформатор
Автотрансформатор – это особый тип силового трансформатора. Он состоит из одной непрерывной обмотки, имеющей ответвления с одной стороны, чтобы обеспечить либо повышающую, либо понижающую функцию. Это отличается от обычного двухобмоточного трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки полностью изолированы друг от друга, но магнитно связаны общим сердечником.Обмотки автотрансформатора электрически и магнитно связаны между собой.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА
Наиболее важные области применения и применения трансформатора:
• Он может повышать или понижать уровень напряжения или тока (когда напряжение увеличивается, ток уменьшается, и наоборот, потому что P = V x I, а мощность такая же) в Цепь переменного тока.
• Может увеличивать или уменьшать значение конденсатора, катушки индуктивности или сопротивления в цепи переменного тока.Таким образом, он может действовать как устройство передачи импеданса.
• Его можно использовать для предотвращения передачи постоянного тока от одной цепи к другой.
• Трансформатор, используемый для согласования импеданса.
• Трансформатор, используемый для электрической развязки двух цепей.
• Трансформатор, используемый в вольтметре, амперметре, защитном реле и т. Д.
• Трансформатор, используемый в выпрямителе.
• Применяется в регуляторах напряжения, стабилизаторах напряжения, источниках питания и т. Д.
Трансформатор
является основной причиной для передачи и распределения мощности переменного тока вместо постоянного, потому что трансформатор не работает на постоянном токе, поэтому слишком сложно передавать мощность на постоянном токе.при переходе и распределении постоянного тока уровень напряжения повышается с помощью понижающего и повышающего преобразователя, но это слишком дорого и нецелесообразно с экономической точки зрения. Основное применение трансформатора – повышение (увеличение) или понижение (уменьшение) уровня напряжения. Другими словами, увеличить или снизить уровень тока, в то время как мощность должна быть такой же.
Другое применение и применение трансформатора:
Повышает уровень напряжения на стороне генерации перед передачей и распределением.
на стороне распределения, для коммерческого или бытового использования электроэнергии, трансформатор понижает (понижает) уровень напряжения, например, с 11 кВ до 220 В однофазный и 440 В трехфазный.
Трансформатор тока и трансформатор напряжения также используются в энергосистемах и в промышленности. Также он используется для согласования импеданса. Итак, это были простые способы использования трансформатора.
Просмотры сообщений: 4809
Связанные
ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРА СИЛЫ
Как называются основные части силового трансформатора?
Мы не можем отрицать тот факт, что только горстка из студентов-электриков и студентов в настоящее время знакомы с силовыми трансформаторами, особенно с точки зрения их внешнего вида.В отличие от трансформатора, который мы находим дома, силовой трансформатор выглядит несколько сложнее. Это не просто обмотка с первичной и вторичной обмоткой, хотя в основном любой трансформатор имеет такую обмотку. Функция, которую силовой трансформатор играет в электрической системе , очень важна, чтобы электрическая сеть не могла позволить себе потерять ее во время своей работы. Наше обсуждение здесь будет сосредоточено больше на основных частях и функциях силового трансформатора, которые обычно ощутимы, когда вы идете на подстанцию .Хотя не все силовые трансформаторы идентичны, тем не менее, все они имеют перечисленные ниже части, конструкция которых может отличаться.
1. Бак трансформатора – содержит обмотки трансформатора и его изолирующую среду (заполнена маслом). Баки трансформатора должны быть герметично закрыты, чтобы изолировать его содержимое от любых атмосферных загрязнений.

2. Высоковольтный ввод – это выводы, на которых заканчивается первичная обмотка трансформатора и которая служит изолятором от бака трансформатора.Расстояние до расслоения зависит от номинального напряжения трансформатора.

3. Проходной изолятор низкого напряжения – как и высоковольтный изолятор, это выводы, на которых оканчиваются вторичные обмотки трансформатора и которые служат изолятором от бака трансформатора. Изолятор низкого напряжения можно легко отличить от его аналога высокого напряжения, поскольку вводы низкого напряжения обычно меньше по размеру по сравнению с вводом высокого напряжения.

4. Ребра охлаждения / Радиатор – для того, чтобы трансформатор рассеивал тепло, выделяемое в его масляной изоляции, ребра охлаждения и радиаторы обычно прикрепляются к бакам трансформатора. Емкость трансформатора зависит от его температуры, поэтому крайне важно, чтобы он имел охлаждающий механизм для лучшей производительности и повышения эффективности.

5. Вентиляторы охлаждения – обычно крепятся к ребрам охлаждения. Вентиляторы охлаждения могут быть с таймером или с регулировкой температуры обмотки / масла.Охлаждающие вентиляторы помогают повысить мощность трансформатора в то время, когда температура трансформатора повышается из-за его нагрузки. Охлаждающие вентиляторы, используемые на трансформаторе, приводятся в действие с помощью релейного устройства, которое при обнаружении относительно высокой температуры позволяет вентилятору автоматически работать.

6. Резервуар-расширитель – Система консервации масла, в которой масло в основном резервуаре изолировано от атмосферы в указанном диапазоне температур с помощью вспомогательного резервуара, частично заполненного маслом и соединенного с полностью заполненным основным резервуаром. .

7. Клемма заземления системы – клеммы заземления системы в силовом трансформаторе обычно присутствуют всякий раз, когда тип соединения обмоток трансформатора имеет звезду. Этот вывод можно найти на одной линии с основными выводами трансформатора.

8. Сливной клапан – обычно находится в нижней части бака трансформатора. Сливные клапаны используются всякий раз, когда необходима замена масла. Через этот клапан замену масла в маслонаполненном трансформаторе можно легко выполнить, просто открыв этот клапан, как кран крана.

9. Дегидратирующий сапун – Дегидратирующий сапун используется для предотвращения контакта обычной влаги в воздухе с маслом в электрооборудовании при изменении нагрузки или температуры. Это снижает дегенерацию масла и помогает сохранить его изоляционные свойства. При использовании с системой консервирования с резиновой воздушной камерой он снижает накопление влаги в камере. Некоторые сапуны предназначены для трансформаторов с герметичными баками и дышат только при предварительно установленных уровнях давления.ABB
10. Манометры температуры / давления масла – используются для контроля внутренних характеристик трансформатора, особенно его обмоток. Эти датчики помогают оператору узнать уровень температуры и давления внутри трансформатора (масло и обмотка). Это также будет служить сигналом тревоги при достижении определенного уровня, который может нанести вред обмоткам трансформатора.
11. Втулочные трансформаторы тока – современное трансформаторное строительство сегодня включает в себя трансформаторы тока.Обычно они находятся вокруг клемм трансформатора, которые позже будут использоваться для измерения и реле. Его клеммы находятся в панелях управления, прикрепленных к трансформатору.

12. Панель управления – в ней размещаются все клеммы устройств контроля трансформатора и вспомогательные устройства, включая клеммы проходных трансформаторов тока и охлаждающих вентиляторов. Панели управления очень полезны, особенно когда необходимо построить дом дистанционного управления, он будет служить точкой их подключения.

13. Ограничители перенапряжения – разрядники этого типа устанавливаются непосредственно перед и после клемм трансформатора, чтобы минимизировать воздействие на трансформатор.