|
Назначение и устройство трансформаторов Категория: Электромонтер-ремонтник Назначение и устройство трансформаторов Трансформатор предназначен для преобразования (трансформации) электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого. Широкое применение нашли силовые трансформаторы для повышения напряжения (повышающие) на электростанциях и для понижения напряжения (понижающие) на подстанциях. Кроме этого, изготовляют специальные трансформаторы, применяемые для плавки (печные), сварки (сварочные) металла, для измерения высоких напряжений и больших токов (измерительные). Различают трансформаторы маслонаполненные (масляные) и сухие, однофазные и трехфазные. Рассмотрим устройство основных сборочных единиц трансформатора. Магнитопровод (сердечник) состоит из стержня и ярма, образующих замкнутую магнитную цепь. На стержне размещают обмотки. Наиболее распространенный тип магни-топровода — стержневой. По способу сборки стержневые магнитопроводы в большинстве случаев выполняются шихтованными. Магнитопровод собирают из листов электротехнической стали толщиной 0,35 — 0,5 мм горячей и холодной прокатки. Отдельные листы для уменьшения потерь от вихревых токов изолируют по всей поверхности лаковой пленкой. Поперечное сечение ярма обычно выполняют прямоугольной формы, а стержня — многоступенчатой фигурой, приближающейся к кругу. Для придания ярму магнито-провода жесткости и устойчивости и для предохранения от усилий, создаваемых токами короткого замыкания и массой обмотки, его стягивают с помощью ярмовых балок и сквозных болтов. В последнее время начато изготовление трансформаторов мощностью 160 — 630 кВ А с пространственным магнито-проводом, который отличается от плоского тем, что вертикальные оси стержней находятся в разных плоскостях. Рис. 1. Магнитопровод: Эти магнитопроводы имеют ряд преимуществ перед обычными плоскими, а именно: — уменьшаются потери холостого хода, так как сечение стержня увеличивается за счет отсутствия отверстий под шпильки, а в результате при равных мощностях трансформаторов для пространственного магнитопровода требуется меньше стали.  Пространственный магнитопровод изготавливают не шихтованным, а стыковым. Ярмо и стержни соединяются в магнитную цепь стыковкой. Во избежание замыкания листов стали ярма и стержня между ними предусмотрена изоляционная прокладка. Обмотки по назначению разделяют на первичную и вторичную. Первичной обычно называют ту, к которой присоединяют источник энергии, а вторичной — к которой присоединяют потребителей. Обмотку с более высоким напряжением называют обмоткой высшего напряжения (ВН), с низким — обмоткой низшего напряжения (НН). Рис. 2. Цилиндрические обмотки: Наиболее распространены концентрические обмотки круглой формы, которые делят на несколько типов: Магнитопровод вместе с обмотками называют активной частью трансформатора. Активная часть масляных трансформаторов погружена в бак с трансформаторным маслом. Для сухих трансформаторов активная часть защищена металлическим кожухом с отверстиями для воздушного охлаждения обмотки и стали магнито-провода. Соединения обмоток между собой, с переключающими устройствами и вводами называются отводами обмоток. Обмотки и отводы находятся под высоким напряжением по отношению к баку или кожуху трансформатора и поэтому должны быть надежно изолированы. Изоляцию маслонаполнен-ных силовых трансформаторов можно условно разделить на внутреннюю, расположенную внутри бака, и внешнюю, находящуюся вне бака в воздухе. Внутренняя изоляция разделяется на главную и продольную изоляцию обмоток, на изоляцию переключателя и отводов. Рис. 3. Схема главной изоляции обмоток: Рис. Переключатель и отводы изолируются масляными промежутками между токопроводящими и заземленными частями этих устройств. Крепление их выполняется деревянными или гетинаксовыми деталями. Внешняя изоляция между токопроводящими заземленными частями определяется расстоянием по воздуху. Например, при 10 кВ должно быть не менее 110 мм. Вспомогательными элементами масляного трансформатора являются бак, расширитель, вводы и переключатель. Общий вид трансформатора показан на рис. 4. Бак имеется только у масляных трансформаторов и предназначен для размещения в нем активной части, погруженной в масло. Крышка бака служит для закрывания бака, заполненного маслом. Между крышкой и баком устанавливают прокладку из маслостойкой резины. Крышка с баком стянута болтами. На крышке установлены вводы ВН и НН и вспомогательные контрольно-защитные устройства и арматура. Расширитель предназначен для свободного расширения масла при его нагреве и снижения возможности увлажнения и окисления масла. Расширителями снабжены все трансформаторы мощностью 25 кВ • А и выше. Вводы предназначены для присоединения концов обмотки трансформатора к внешней электрической сети. Они представляют собой фарфоровые проходные изоляторы с то-копроЕодящим стержнем. Начало обмоток ВН трехфазного трансформатора маркируется буквами А, В и С, а концы этих обмоток -л, > и Z. Нейтраль — 0. Начало и конец обмоток НН маркируются соответственно а, Ъ, с и х, у, z. Переключатель служит для переключения числа витков обмотки ВН и имеет три ступени регулировки напряжения: + 5%, номинальное напряжение, -5%. Технический термометр предназначен для измерения температуры верхних слоев масла в баке трансформатора. Маслоуказатель, имеющий контрольные отметки, соответствующие уровню масла при температурах +40, +15 и – 45 °С, устанавливается на дне расширителя. Термосифонный фильтр — устройство, которое очищает и регенерирует (восстанавливает) масло. Нагреваясь и сообщаясь с воздухом, масло поглощает влагу и окисляется, стареет. Фильтр заполнен специальным поглощающим веществом (сорбентом) — силикагелем КСК. Воздухоосушитель предназначен для того, чтобы через «дыхательное» отверстие расширителя не попадал влажный и загрязненный воздух. Осушитель крепят на стенке расширителя или бака трансформатора. Воздух очищается в слое силикагеля, проходя через слой масла фильтра. В ряде трансформаторов для такой же цели применяют силикагелевые поглотительные патроны, которые устанавливают на крышке трансформатора вблизи расширителя или в самом расширителе. К числу прочей арматуры относятся арматура для заливки, взятия пробы, спуска и фильтрации масла и зажим для заземления бака трансформатора.
Реклама:Читать далее:Определение основных видов повреждений и текущий ремонт трансформаторов
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
4. Трансформаторы мощностью 400 кВ А с плоским (а) и пространственным (б) магнитопроводом:
Для трансформаторов мощностью 160 кВ А и более баки выполняют с вваренными стальными трубами или снабжают радиаторами, которые значительно увеличивают поверхность охлаждения.
Устройство и принцип действия трансформатора
С открытием и началом промышленного использования электричества возникла необходимость создания систем его преобразования и доставки к потребителям.
Появлению их на свет предшествовало открытие явления электромагнитной индукции великим английским физиком Майклом Фарадеем почти 200 лет назад. Позже он и его американский коллега Д. Генри нарисовали схему будущего трансформатора.
Трансформатор Фарадея
Первое воплощение идеи в железо состоялось в 1848 году с создания индукционной катушки французским механиком Г. Румкорфом. Свою лепту внесли и российские ученые. В 1872 году профессор Московского университета А. Г. Столетов открыл петлю гистерезиса и описал структуру ферромагнетика, а 4 года спустя, выдающийся российский изобретатель П. Н. Яблочков получил патент на изобретение первого трансформатора переменного тока.
Как устроен и как работает трансформатор
Трансформаторы – это название огромного «семейства», куда входят однофазные, трехфазные, понижающие, повышающие, измерительные и множество других типов трансформаторов.
Основное их назначение – преобразование одного или нескольких напряжений переменного тока в другое на основе электромагнитной индукции при неизменной частоте.
Итак, кратко, как работает простейший однофазный трансформатор. Он состоит из трех основных элементов – первичной и вторичной обмоток и объединяющего их в единое целое магнитопровода, на который они как бы нанизаны. Источник подключается исключительно к первичной обмотке, в то время, как вторичная снимает и передает уже измененное напряжение потребителю.
Принцип работы трансформатора
Подключенная к сети первичная обмотка создает в магнитопроводе переменное электромагнитное поле и формирует магнитный поток, который начинает циркулировать между обмотками, индуцируя в них электродвижущую силу (ЭДС). Ее величина зависит от числа витков в обмотках. К примеру, для понижения напряжения необходимо, чтобы в первичной обмотке витков было больше, чем во вторичной. Именно по такому принципу работают понижающие и повышающие трансформаторы.
Важная особенность конструкции трансформатора состоит в том, что магнитопровод имеет стальную структуру, а обмотки, как правило имеющие форму цилиндра, изолированы от него, непосредственно не связаны друг с другом и имеют свою маркировку.
Трансформаторы напряжения
Это, пожалуй, наиболее многочисленная разновидность семейства трансформаторов. В двух словах, их основная функция – сделать произведенную на электростанциях энергию доступной для потребления различными устройствами. Для этого существует система передачи электроэнергии, состоящая из повышающих и понижающих трансформаторных подстанций и линий электропередач.
Вначале электроэнергия, произведенная электростанцией, подается на повышающую трансформаторную подстанцию (к примеру, с 12 до 500 кВ). Это необходимо для того, чтобы компенсировать неизбежные потери электроэнергии при передаче на большие расстояния.
Следующий этап – понижающая подстанция, откуда электроэнергия уже по низковольтной линии подается на понижающий трансформатор и далее к потребителю в виде напряжения 220 в.
Но на этом работа трансформаторов не заканчивается. В большинстве окружающих нас бытовых электроприборов — в ПК, телевизорах, принтерах, стиральных машинах-автоматах, холодильниках, микроволновых печах, DVD и даже в энергосберегающих лампочках установлены понижающие трансформаторы. Пример индивидуального «карманного» трансформатора – зарядное устройство мобильного телефона (смартфона).
Гигантскому разнообразию современных электронных устройств и выполняемых ими функций соответствует множество различных типов трансформаторов. Это далеко не полный их список: силовые, импульсные, сварочные, разделительные, согласующие, вращающиеся, трехфазные, пик-трансформаторы, трансформаторы тока, тороидальные, стержневые и броневые.
Какие они, трансформаторы будущего
Считается, что трансформаторная отрасль весьма консервативна. Тем не менее и ей приходится считаться с революционными изменениями в области электротехники, где все громче о себе заявляют нанотехнологии. Как и множество других устройств, они постепенно «умнеют».
Элегазовые трансформаторы
Активно ведется поиск новых конструкционных материалов – изоляционных и магнитных, способных обеспечить более высокую надежность трансформаторного оборудования. Одним из направлений может стать использование аморфных материалов, что значительно повысит его пожарную безопасность и надежность.
Появятся взрыво- и пожаробезопасные трансформаторы, в которых хлордифенилы, используемые для пропитки электроизоляционных материалов, будут заменены нетоксичными жидкими, экологически безопасными диэлектриками.
Элегазовые трансформаторы
Примером тому — элегазовые силовые трансформаторы, где функцию хладагента выполняет негорючий элегаз гексафторид серы, вместо далеко не безопасного трансформаторного масла.
Вопрос времени – создание «умных» электросетей, оснащенных полупроводниковыми твердотельными трансформаторами с электронным управлением, с помощью которых появится возможность регулировать напряжение в зависимости от потребностей потребителей, в частности, подключать к домашней сети возобновляемые и промышленные источники питания, или наоборот отключать лишние, когда в них нет необходимости.
Еще одно перспективное направление – низкотемпературные сверхпроводимые трансформаторы. Работа по их созданию началась еще в 60-е годы. Главная проблема, с которой столкнулись ученые – огромные размеры криогенных систем, необходимых для изготовления жидкого гелия. Все изменилось в 1986 году, когда были открыты сверхпроводниковые высокотемпературные материалы. Благодаря им, появилась возможность отказаться от громоздких охлаждающих устройств.
Трансформатор с полупроводниковым преобразователем
Сверхпроводимые трансформаторы обладают уникальным качеством: при высокой плотности тока потери в них минимальны, зато, когда ток достигает критических значений, сопротивление от нулевого уровня резко увеличивается.
Трансформатор | Определение, типы и факты
- Ключевые люди:
- Никола Тесла
- Похожие темы:
- трансформатор с воздушным сердечником разделительный трансформатор трансформатор с железным сердечником согласующий трансформатор импеданса коэффициент поворота
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Что такое трансформатор?
Трансформатор — это устройство, которое передает электрическую энергию от одной цепи переменного тока к одной или нескольким другим цепям, повышая (повышая) или уменьшая (понижая) напряжение.
Где используются трансформаторы?
Трансформаторы используются для самых разных целей. Например, трансформатор часто используется для снижения напряжения в обычных силовых цепях для работы низковольтных устройств и для повышения напряжения от электрогенераторов, чтобы можно было передавать электроэнергию на большие расстояния.
Почему железный сердечник трансформатора многослойный?
Железный сердечник трансформатора ламинирован для уменьшения вихревых токов. Вихревые токи — это небольшие токи, возникающие в результате изменения магнитного поля, создаваемого переменным током в первой катушке. Их необходимо свести к минимуму, чтобы они не мешали потоку электричества от первичной катушки к вторичной.
трансформатор , устройство, которое передает электрическую энергию от одной цепи переменного тока к одной или нескольким другим цепям, увеличивая (повышая) или уменьшая (понижая) напряжение.
Трансформаторы используются для самых разных целей; например, для снижения напряжения в обычных силовых цепях для работы низковольтных устройств, таких как дверные звонки и игрушечные электропоезда, и для повышения напряжения от электрогенераторов, чтобы можно было передавать электроэнергию на большие расстояния.
Трансформаторы изменяют напряжение посредством электромагнитной индукции; т. е. по мере того, как магнитные силовые линии (линии потока) нарастают и разрушаются при изменении тока, проходящего через первичную катушку, ток индуцируется в другой катушке, называемой вторичной. Вторичное напряжение рассчитывается путем умножения первичного напряжения на отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки, т. е. количество витков.
Викторина «Британника»
Энергия и ископаемое топливо
Трансформаторы с воздушным сердечником предназначены для передачи радиочастотных токов, т. е. токов, используемых для радиопередачи; они состоят из двух или более катушек, намотанных на твердый изолирующий материал или на форму изолирующей катушки.
Трансформаторы с железным сердечником выполняют аналогичные функции в звуковом диапазоне частот.
Трансформаторы для согласования импеданса используются для согласования импеданса источника и его нагрузки для наиболее эффективной передачи энергии. Разделительные трансформаторы обычно используются из соображений безопасности, чтобы изолировать часть оборудования от источника питания.
Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно пересмотрена и обновлена Адамом Августином.
Каково назначение силового трансформатора?
Содержание
Силовой трансформатор предназначен для преобразования напряжения высокого напряжения (линия передачи) в низкое напряжение (потребитель). Трансформатор представляет собой электрическое устройство, передающее электрическую энергию за счет электромагнитной индукции.
Трансформаторы широко используются в качестве однофазных и трехфазных источников питания на электростанциях, подстанциях, в распределительных сетях и в качестве понижающих регуляторов в промышленном оборудовании.
В этой статье мы обсудим, каково назначение силового трансформатора.
Различные типы трансформаторов
Трансформатор — это специальная машина, используемая для изменения напряжения постоянного тока с одного уровня на другой. Его можно рассматривать как преобразователь переменного тока в постоянный ток. Трансформатор преобразует электрическую энергию в другую форму и изменяет уровни напряжения переменного тока на некоторые другие уровни переменного тока. Вот некоторые трансформеры.
Повышающий и понижающий трансформатор
Повышающий и понижающий трансформаторы двух типов электрические трансформаторы . Они используются для уменьшения или увеличения напряжения в электрической цепи. Повышающий трансформатор — это устройство, которое при последовательном подключении к источнику напряжения увеличивает напряжение на заданную величину (величина обычно определяется отношением источника напряжения к трансформатору).
Если он подключен параллельно источнику, он снизит напряжение на заданную величину (опять же, величина обычно определяется отношением источника напряжения к трансформатору).
Повышающий трансформатор чаще всего используется для преобразования низковольтного сигнала переменного тока (AC) (обычно поступающего из настенной розетки) в более высокое напряжение в различных приборах или машинах. Он также используется в некоторых портативных источниках питания, таких как перезаряжаемые батареи.
Распределительный трансформатор
Трансформатор распределительный — трансформатор, обеспечивающий окончательное преобразование напряжения в системе распределения электроэнергии, понижая напряжение, используемое в распределительных линиях, до уровня, используемого потребителем.
Изобретение практичного и эффективного трансформатора сделало возможным распределение электроэнергии переменного тока; Сила переменного тока ранее использовалась только для более крупных промышленных приложений.
Распределительный трансформатор имеет электрическую мощность обычно ниже 100 кВА, при этом мощность большинства блоков варьируется от 16 кВА до 3500 кВА.
Большинство из них являются однофазными, хотя некоторые блоки большой мощности и большой мощности являются трехфазными. Распределительные трансформаторы можно найти на электрических подстанциях и на служебных входах в большие здания или группы зданий.
Распределительные трансформаторы меньшего размера могут располагаться на опорах или заглубляться под землю. Они спроектированы так, чтобы быть прочными, надежными и иметь длительный срок службы, обычно 30 лет и более.
Современные распределительные трансформаторы могут иметь номинальную мощность до 3000 кВА и снабжать весь район электричеством от линий высокого напряжения, обычно в диапазоне от 12 кВ до 69 кВ.
Вторичное напряжение зависит от местных стандартов и практики. В Австралии, например, 11 кВ обычно подается с вторичными соединениями 415 В (фаза-нейтраль).
Трансформатор тока
Трансформатор тока (CT) представляет собой тип измерительного трансформатора, предназначенного для создания переменного тока во вторичной обмотке, пропорционального току, измеряемому в его первичной обмотке.
Трансформаторы тока, наряду с трансформаторами напряжения или потенциала, являются измерительными трансформаторами.
Измерительные трансформаторы масштабируют высокие значения напряжения или тока до небольших, легко измеряемых значений для использования в измерительных и защитных реле. Приборные трансформаторы изолируют цепи измерения и защиты от высоких напряжений, присутствующих в измеряемой или защищаемой системе.
Они также понижают системное напряжение до значений, которые могут быть точно измерены счетчиками или реле защиты. Вторичная обмотка трансформатора тока обычно рассчитана на 5 А или 1 А, поскольку это упрощает измерение за счет немного менее точного считывания напряжения. Такие организации, как IEC, устанавливают отраслевые стандарты для измерительных трансформаторов (Международная электротехническая комиссия).
Для чего нужен силовой трансформатор?
Силовой трансформатор — это устройство, которое преобразует объемную электроэнергию с одной частоты на другую.
Он использует электромагнитное поле для создания магнитного поля в металлических катушках, которое накапливает электрическую энергию, а затем возвращает ее в виде электрического поля при включении кнопки действия.
Силовой трансформатор используется в Национальной энергосистеме, где электроэнергия преобразуется из переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Электричество переменного тока может быть преобразовано в электричество постоянного тока на электростанции. Электроэнергия постоянного тока затем может передаваться на большие расстояния по проводам или по сети.
Силовой трансформатор Chint Продукт
Chint Power Transformer — это силовой трансформатор премиум-класса, обеспечивающий надежное обслуживание клиентов. Трансформатор произведен, используя высококачественное сырье, обеспеченное от самых предполагаемых продавцов в промышленности.
Несколько особенностей, таких как простота установки и низкая стоимость обслуживания, обеспечивают оптимальную работу в неблагоприятных погодных условиях в течение длительного времени.
Вот некоторые из продуктов силовых трансформаторов Chint.
Трансформатор сухого типа
Сухой силовой трансформатор является разновидностью специального электрооборудования. Он широко используется на промышленных и горнодобывающих предприятиях, в гражданском строительстве и других местах, в основном используется для преобразования уровня напряжения распределения электроэнергии. В сухом трансформаторе China Power используется высококачественный лист из кремнистой стали с хорошей магнитной проводимостью.
В магнитном сердечнике используется передовая технология вакуумной заливки под давлением, что делает магнитный сердечник компактным, небольшим по размеру и легким по весу. В обмотке используется эмалированный провод, который может быть установлен непосредственно в помещении без масляного бака и системы охлаждения, что имеет высокий коэффициент безопасности. Он не вызовет возгорания из-за утечки масла, как это делает обычный трансформатор, что делает его более подходящим для использования внутри помещений и вблизи мест проживания людей.
Масляный трансформатор
China Power Масляный трансформатор — это трансформатор с отличными характеристиками, надежным качеством и разумной ценой. При проектировании и производстве используются передовые технологии и процессы отечественных и зарубежных аналогов.
Применяется на электростанциях, подстанциях и в других случаях. Основные компоненты масляного трансформатора Chint Power включают сердечник, катушку, бак, систему сохранения масла и систему охлаждения. Резервуар спроектирован так, чтобы быть герметичным.
Структура изоляции масляного трансформатора Chint Power обеспечивает очевидные преимущества продукта с точки зрения надежности, термостойкости и механической прочности. Ядро имеет пятиколонную или шестиколонную структуру с высокой механической прочностью.
В катушке используется новая структура обмотки с чередованием для снижения гармонических потерь при коротком замыкании, повышения стойкости к короткому замыканию, повышения стойкости к импульсному напряжению и снижения шума.
