Виды силовых трансформаторов: Типы силовых трансформаторов — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Типы силовых трансформаторов

250 кВА
400 кВА
630 кВА
800 кВА
1000 кВА
1250 кВА
1600 кВА
2500 кВА
6 кВ
10 кВ
Трансформатор-стабилизатор высоковольтный дискретный ВДТ-СН
Трансформаторы с литой изоляцией ТСЛ, ТСЗЛ
Трансформаторы ТС, ТСЗ
Комплектные трансформаторные подстанции
Сухие силовые трансформаторы
Масляные трансформаторы
Высоковольтные трансформаторы
Трансформаторы собственных нужд ТСКС
Трансформаторы силовые сухие ТС, ТСЗ
Однофазные вольтодобавочные трансформаторы

Трансформаторы используются в электротехнике для преобразования переменного тока из одного напряжения в другое посредством электромагнитной индукции, с сохранением неизменной частоты при минимальных мощностных потерях.

Существуют различные типы трансформаторов по количеству фаз, числу обмоток, типу изоляции и виду охлаждения.

Распространенная классификация устройств основана на том, куда погружается магнитная система (сердечник), то есть, по типу охлаждения. В этом случае выделяют трансформаторы:

Масляные – погружение сердечника происходит в трансформаторное масло с диэлектрическими свойствами (оно находится в корпусе прибора)
Сухие – в обмотку заливается эпоксидная смола
Жидкостные – в качестве охлаждающей среды используются различные органические жидкости, то есть негорючие диэлектрики

Охлаждение для всех трех видов трансформаторов имеет свои нюансы. Для вашего удобства мы свели их в таблицу:

Вид трансформатора	Тип охлаждения	Обозначение
Сухие	Естественное воздушное – для открытого исполнения	С
	Аналогично – для защищенного исполнения	СЗ
	Аналогично – для герметичного исполнения	СГ
	Воздушное с дутьем	СД
Масляные	Естественная циркуляция воздуха и масла	М
	2 вида циркуляции – принудительная для воздуха и естественная для масла	Д
	2 вида циркуляции – естественная для воздуха и принудительная для масла	МЦ
	Принудительная циркуляция воздуха и масла	ДЦ
	2 вида циркуляции – принудительная для воды и естественная для масла	МВ
	Принудительная циркуляция воды и масла	Ц
Жидкостные	Естественное охлаждение – негорючий жидкий диэлектрик	Н
Жидкостные	Охлаждение негорючим жидким диэлектриком посредством дутья	НД

Среди этих трех типов наиболее популярны последние. Почему – об этом вы можете прочесть здесь, в одном из наших материалов. Мы же расскажем об основных критериях классификации трансформаторов по типам и чуть подробнее остановимся на сухих разновидностях.

Трансформатор силовой трехфазный с литой изоляцией ТСЛ (ТСГЛ) и ТСЗЛ (ТСЗГЛ)

Трансформатор-стабилизатор высоковольтный дискретный ВДТ-СН

Основные параметры классификации трансформаторов

Тип охлаждения

О нем мы частично упомянули выше. Видов охлаждения несколько:

М – масляное
Д – охлаждение в масляной среде + воздушное дутье
Ц – масляное охлаждение с принудительной циркуляцией

С – воздушное охлаждение (то есть, «сухие» трансформаторы)

Маркировка типов трансформаторов расшифровывается следующим образом:

Буквенное обозначение – кол-во фаз, тип охлаждения, число обмоток и вид переключения ответвлений. Также могут быть дополнительные буквенные маркировки, говорящие о специальных особенностях конкретного трансформатора
Номинальная мощность + класс напряжения
Последние 2 цифры года выпуска рабочих чертежей конкретного трансформатора
Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69

Далее мы перечислим другие основные параметры классификации:

Климатическое исполнение

Прибор бывает наружный или внутренний

Конструктивное исполнение и характер работы

На этом параметре стоит остановиться более подробно:

Автотрансформаторы – одна обмотка с несколькими отводами, переключение между которыми позволяет получить разные показатели напряжения.
Импульсные – преобразовывают импульсный сигнал незначительной продолжительности (около десятка микросекунд) с минимальным искажением.
Разделительные – между первичной и вторичной обмоткой электрической связи нет, присутствует гальваническая развязка между входными и выходными цепями.
Пик—трансформатор – применяется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров

Количество фаз

Трехфазные (наиболее распространенные) и однофазные.

Количество обмоток

2-х и 3-х обмоточные с расщепленной обмоткой или без неё

Тип изоляции

По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н).

Назначение

Понижающие (для низкого напряжения из высоковольтных линий) и повышающие (соответственно, наоборот)

Уровень напряжения

Высоковольтный, низковольтный, высокопотенциальный

Форма магнитопровода

Стержневой, тороидальный, броневой

По мощности:

Всего выделяют 6 групп трансформаторов:

1-я группа (изделия с мощностью до 100 кВА)
2-я группа (диапазон мощности от 160 до 630 кВА)
3-я группа (от 1000 до 6300 кВА)
4-я группа (показатель мощности выше 10000 кВА)
5-я группа (все трансформаторы с мощностью выше 40000 кВА)
6-я группа (мощность от 100000 кВА)

Среди дополнительных критериев классификации стоит отметить наличие/отсутствие:

Наличие/отсутствие регулятора выходного напряжения.
Без расширителей, с азотной подушкой для защиты

Сухие трансформаторы

Несмотря на то, что масляные трансформаторы пользуются большой популярностью, широко востребованы силовые трансформаторы и сухого типа, в частности:

Силовые трехфазные с литой изоляцией ТСЛ (ТСГЛ) и ТСЗЛ (ТСЗГЛ)
Силовые трехфазный ТС и ТСЗ
Сухие ТС и ТСЗ
Трансформаторы собственных нужд (сухого типа) ТСКС

Назначение трехфазных сухих трансформаторов с воздушным охлаждением – преобразование электроэнергии в электросетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Предельная мощность сухих трансформаторов – 2500 кВА.

Такие трансформаторы монтируются на производстве и в общественных зданиях – на любых объектах, где действуют повышенные требования в области пожарной безопасности, взрывозащищенности и экологичности, то есть, где использование масляного трансформатора является потенциальным риском.

Единственное неудобство от сухих приборов – повышенный шум при работе.

Вам может быть интересно

Трансформатор сухой защищенный ТСЗЛ 125-6

Трансформатор ТСЛ 1000-10

Силовые трансформаторы — устройство и принцип действия

Содержание

Дополнительное оборудование

Устройство силового трансформатора включает в себя различные виды дополнительного навесного оборудования:

газовое реле. Это устройство выполняет защитные функции. При нестабильной работе трансформатора (нарушена система охлаждения, повреждения различного типа), масло начинает постепенно разлагаться на простые составляющие. В процессе выделяется определенное количество газов. Если реакция протекает медленно, то устройство подает предупреждающий сигнал, а если газ образуется слишком быстро, то реле просто отключает трансформатор;

индикаторы температуры. Специальные датчики на основе термопар регулярно проводят замеры температуры масла в самых горячих точках;
поглотители влаги. Так как конструкция маслонаполненной емкости не является абсолютно герметичной, то под крышкой может образоваться водяной конденсат. Специальные устройства поглощают влагу и препятствуют попаданию ее в масло;
система постоянной регенерации масла;
защита от повышения давления внутри емкости. Система комбинируется с устройствами сброса лишнего давления и работает в автоматическом режиме;
индикатор уровня масла. В большинстве случаев он выполнен в виде прибора с циферблатом и стрелкой или в виде трубки, которая заполнена маслом и соединена с емкостью по принципу сообщающихся сосудов.

Больше информации о современных силовых трансформаторах, их основных разновидностях, типах конструкции и новейших разработках в этой сфере можно узнать на международной выставке «Электро». Мероприятие состоится на территории ЦВК «Экспоцентр».

Производство, эксплуатация, монтаж, ремонт, тех. обслуживание силовых трансформаторовИзмерительные трансформаторы тока и напряженияНазначение, принцип действия измерительных трансформаторов, а также их монтаж и ремонт.

Виды конструкций однофазных трансформаторов

Конструкция однофазного трансформатора может быть выполнены стержневого типа так и броневого или тороидального.

конструкция стержневого трансформатора

Однофазный двух обмоточный трансформатор стержневого типа, представляет собой два стержня на которые располагаются обе обмотки. Объединяет эти стрежни, стальное ярмо, на котором и происходит соединение магнитных потоков двух обмоток.

Тип однофазного броневого трансформатора представляет собой один стержень (сердечник), который как бы бронируется, защищается с обеих сторон ярмом от внешних механических воздействий. Магнитный поток проходящий по ярму броневого меньше в два раз чем в стержне, поэтому ярма делают в два раза меньше, уменьшая тем самым габаритные размеры и вес.

Сборка трансформатора

Собирают магнитопроводы трансформаторов встык или в нахлест.

1- пластины Ш-образного профиля, 2 — пластины прямоугольного профиля, 3 — стержневые шпильки

Сборка внахлест пластины сердечника выполняют одна за другой укладывая их плотно в разных точках разреза полос. Монтаж и демонтаж такого трансформатора более трудоемок, но зато это позволяет сильно уменьшить магнитное сопротивление, снижает реактивные потери на вихревые токи и нагрев стали.

ленточный магнитопровод

Существуют также и ленточные магнитопроводы которые делают из холоднокатаной стали как стержневого типа так броневого типа. Магнитная проницаемость трансформаторной холоднокатаной стали больше чем у горячекатаной, но только при направлении которая совпадает с направлением проката стали. В связи с этим такие трансформаторы собирают внахлестку, уже из лент разной длины (пакеты) и затем соединяют вместе предварительно пропитывая для изоляции жаростойким лаком. Особенность такого трансформаторов, что они обязательно требуют установки изоляционной прокладки на месте стыка двух магнитопроводов или изоляцией лаком. Это предотвращает замыкания пластин, в результате чего не возникает чрезмерный нагрев сердечника трансформатора токами вихревыми. Такой нагрев может приводить к плавлению стали в одну сплошную массу.

Мощные силовые трансформаторы часто делают только стержневыми так у них проще выполнить изоляцию обмоток высшего напряжения от низшего.
Трансформаторы малой мощности, сетевые трансформаторы делаю из броневого магнитопровода. Обмотки у броневых трансформаторов располагаются на одном стержне, а не отдельно одна от другой. Как правило, первичная обмотка располагается ближе к сердечнику, а вторичная мотается поверх первой. Токи первичной и вторичной обмотки маломощного трансформатора невелики, так что усиленной изоляцией можно пренебречь.

Охладители

Обязательный элемент конструкции любого силового трансформатора. Большое количество электрической энергии, проходя через трансформатор, преобразуется в тепло. Специальная двухконтурная система, заполненная маслом, нуждается в регулярном охлаждении.

Для этих целей используются различные устройства:

радиаторы. Конструктивно охладитель состоит из металлических пластин различной конфигурации, которые обладают хорошей теплопроводностью, через которые и выводится тепловая энергия в атмосферу или вторичную охлаждающую среду;
гофрированный бак. Универсальное устройство для установок небольшой мощности. Конструктивно он совмещает в себе радиатор и емкость для масла. Тепло выводится благодаря внешним и внутренним гофрированным поверхностям;
принудительная вентиляция. Навесные вентиляторы применяют для трансформаторов большой мощности. Благодаря постоянному принудительному охлаждению удается повысить производительность системы до 20-25%;
охладители масляно-водяные. На сегодняшний день такие комбинированные конструкции используются чаще всего благодаря их простоте и высокой эффективности;
циркуляционные насосы. Устройство обеспечивает регулярное перемещение горячего масла в нижний контур, заменяя его холодным.

Определение и назначение

Для питания приборов нужны напряжения различных характеристик. Трансформатор — это конструкция для использования индукционной работы магнитного поля. Ленточные или проволочные катушки, объединенные общим потоком, понижают или увеличивают напряжение. В телевизоре применяется 5 В для работы транзисторов и микросхем, питание кинескопа требует нескольких киловольт при использовании каскадного генератора.

Изолированные обмотки располагаются на сердечнике из спонтанно намагниченного материала с определенным значением напряженности. Старые агрегаты использовали существующую частоту сети, около 60 Гц. В современных схемах питания электроприборов применяют импульсные трансформаторы с высокой частотой. Переменное напряжение выпрямляется и преобразовывается при помощи генератора в величину с заданными параметрами.

Напряжение стабилизируется благодаря управляющей установке с импульсно-широтной модуляцией. Высокочастотные всплески передаются трансформатору, на выходе получают стабильные показатели. Массивность и тяжесть приборов прошлых лет сменяется легкостью и небольшими размерами. Линейные показатели агрегата пропорциональны мощности в отношении 1:4, для уменьшения габаритов устройства увеличивается частота тока.

Массивные приборы используют в схемах электроснабжения, если требуется создать минимальный уровень рассеяния помех с высокой частотой, например при обеспечении качественного звука.

Составляющие конструкции

Высоковольтные линии электропередач с напряжением более 6 тысяч вольт защищают специальными устройствами, преобразующими переменный электрический ток и защищающими сети от серьёзного перенапряжения. Существует два типа таких устройств:

обычные трансформаторы;
автотрансформаторы.

Обе разновидности имеют похожее устройство и функциональные характеристики. Стандартная конструкция трансформатора включает в себя следующие составляющие:

Ферромагнитный сердечник. Он заключается в специальный прочный корпус, не позволяющий агрессивной среде вывести его из строя.
Обмотка. Бывает медной и алюминиевой, имеет сечения круглой либо прямоугольной формы. Концентрическая обмотка имеет вид цилиндров, располагающихся один в другом. Несколько слоёв обмотки с низким напряжением занимают место близко к сердечнику. Винтовая обмотка высокого напряжения устанавливается на специальный цилиндр, выполняющий роль изолятора. Балки, на которых находится обмотка, имеют специальную защиту.
Газовое реле. Находясь в трубопроводе между основным и расширительным баком, оно пропускает весь газ, образующийся в процессе нагрева масла. Реле срабатывает даже при минимальном газообразовании. Если объём газа увеличивается, об этом уведомляют световые и звуковые датчики. В случае когда газа образуется очень много, чтобы не допустить разложения масляных веществ, происходит автоматическое срабатывание выключателей во всём трансформаторе.
Гильза для термометра. Термометр требуется для постоянного отслеживания температуры поверхностных слоёв масла.
Осушитель воздуха. Не даёт влаге из воздуха попадать в масло и ухудшать его диэлектрические параметры.
Выхлопная труба. Для того чтобы масло поступало в нужном количестве, один край трубы соединяется с основным баком трансформатора, второй находится на уровне чуть выше расширителя.
Предохранительная мембрана. Крепится на край выхлопной трубы, выполняет защитную функцию при аварийном скачке напряжения. В некоторых устройствах вместо мембраны может использоваться сильфон или клапанные элементы.
Проходные изоляторы. С их помощью обеспечивается безопасное функционирование прибора. Для удобства управления прибор оснащается ручкой на крышке бака.

https://youtube.com/watch?v=fYUtgW0j2S0

Как выбрать силовой трансформатор

Трансформатор – это сердце понижающих и распределительных подстанций. Выбор силового трансформатора сопряжен с рядом нюансов и особенностей, которые были рассмотрены в данной статье. Основные учитываемые параметры следующие:

Первичное напряжение (ВН) – уровень высокого напряжения питающей сети. Например, 6, 10 или 20кВ.
Вторичное напряжение (НН) – уровень низкого напряжения, необходимого для питания потребителей электроэнергии. Например, 0,38кВ или 0,23кВ.
Количество фаз и частота (Гц).
Нагрузка в кВА, учитывающая потенциальный рост мощности в будущем.
Место установки силового трансформатора: снаружи/внутри помещения.
График нагрузки.
Категория надежности электроснабжения потребителей.
Перегрузочная способность трансформатора.

Когда дело касается выбора номинальной мощности исходят из суточного графика нагрузки, отображающего среднесуточную и максимальную активную нагрузку (кВт), а также из расчетной активной нагрузки (когда нет суточных графиков), темпа роста нагрузки и стоимости электроэнергии. Различают следующие типы силовых трансформаторов, представленные в таблице:

Основные показатели мощности силовых трансформаторов.

Если брать в качестве определяющих критериев другие показатели и характеристики, то можно выделить следующие виды силовых трансформаторов:

количество фаз – одна или три. Трехфазный силовой трансформатор является наиболее распространенным электротехническим устройством, которое используется на подстанциях;
число обмоток – трех- или двухобмоточные;
по своему назначению трансформаторы могут быть повышающими или понижающими;
если брать за критерий место установки, то различают внешние и внутренние устройства;
по типу охлаждения устройства делятся на две категории – силовые сухие трансформаторы (с воздушным охлаждением) и силовые масляные трансформаторы.

Вне зависимости от типа, мощностных характеристик или габаритных размеров принцип действия силового трансформатора базируется на основе явления электромагнитной индукции. При подаче на устройство тока с определенными характеристиками он проходит через замкнутый магнитопровод и попадает на первичную и вторичную обмотку.

В зависимости от числа витков в обмотках определяется коэффициент напряжений. Если в первичной обмотке число витков меньше – то это повышающий трансформатор, если наоборот, то речь идет о понижающем трансформаторе.

В практических условиях значение номинальной мощности выбирают в соответствии с графиком нагрузки и коэффициентом начальной нагрузки. Номинальная полная мощность трансформатора должна быть выше расчетной полной мощности. Необходимо также учитывать и температуру, при которой эксплуатируется трансформатор.

Трансформаторы специального назначения

Преобразователи напряжения, которые не предназначены для питания осветительной и силовой нагрузки, относятся к специальным трансформаторам. Они бывают нескольких видов: измерительные, сварочные, автотрансформаторы.

Измерительные преобразователи напряжения

Измерительные трансформаторы применяются для включения приборов измерения в цепи высокого напряжения. Их использование позволяет:

расширить границы измерения установок переменного тока;
увеличить защиту лиц, обслуживающих аппараты;
применять для измерения приборы небольшого размера и веса.

Первичная обмотка измерительных трансформаторов подключается в сеть, а к вторичной присоединяются приборы измерения.

Сварочное оборудование

Сварочные трансформаторы снижают напряжение сети (220 В или 380 В) до необходимого 60—70 В. Невысокое напряжение при сварке обеспечивает безопасность лицам, проводящим сварку. Понижение значения напряжения меньше 60 В недопустимо ввиду того, что дуга может попросту не зажечься.

Автотрансформатор с плавным регулированием напряжения

В машинных залах для запуска двигателей большой мощности, а также в лабораториях при проведении различного рода испытаний используются автотрансформаторы.

Основная отличительная черта автотрансформаторов — наличие электрического соединения между первичной и вторичной обмотками. В понижающих автотрансформаторах этот факт является недостатком, так как при недостаточном соблюдении техники безопасности, при аварийном режиме, поломке прибора, жизнь и здоровье обслуживающего персонала может оказаться под угрозой.

Назначение и принцип действия трансформатора

Назначение и принцип действия трансформатора — это передача электрической энергии на значительные расстояния от электростанций к различным потребителям: промышленным предприятиям, населению и т.п, с помощью электродвижущей силы и магнитной индукции.

Трансформаторы позволяют значительно экономить на стоимости проводов, а также снижают потери электроэнергии в линиях электропередач. Так как от силы тока зависит сечение проводов то, увеличивая напряжение и снижая силу тока (не снижая при этом передаваемую мощность) можно эффективно предавать напряжение на значительные расстояния.

передача электроэнергии трансформаторами

Это позволяет экономить на линиях электропередач:

Используя провода с меньшим поперечным сечение, снижается расход цветных металлов;
Уменьшаются потери мощности при передаче электроэнергии на большие расстояния.

На электростанциях вырабатывается электрическая энергия посредством синхронных генераторов и составляет от 11 кВ до 20кВ, в некоторых случаях может применяться напряжение 30-35 кВ. Эти величины не подходят как в быту, так и на промышленном производстве из-за слишком высокого напряжения. Но эти напряжения также недостаточны для экономичной передачи электроэнергии на расстояния. Поэтому на выходе из электростанций ставятся повышающие трансформаторы, которые повышают напряжение до 750 кВ, U=750kV напряжение которое непосредственно передается по линиям электропередач.

Приемники электрической энергии: различные бытовые приборы, электродвигатели, станки на производстве из-за соображения безопасности и конструктивными сложностями изготовления (требования к усиленной изоляции), также не могут работать с такими высокими напряжениями. Они рассчитываются на более низкое напряжения, как правило, это 220V в быту и 380V на производстве.

Повышающие трансформаторы используют для передачи электроэнергии на большие расстояния, понижающие для распределения электроэнергии в точке разветвления потребителей.

Электрическая энергия по пути движения от электростанции до потребителя может трансформироваться 3 или 4 раза. Преобразование электроэнергии происходит с помощью магнитопровода трансформатора и переменного магнитного поля.

Принцип действия и режимы работы

Простой трансформатор снабжен сердечником из пермаллоя, феррита и двумя обмотками. Магнитопровод включает комплект ленточных, пластинчатых или формованных элементов. Он передвигает магнитный поток, возникающий под действием электричества. Принцип работы силового трансформатора заключается в преобразовании показателей силы тока и напряжения с помощью индукции, при этом постоянной остается частота и форма графика движения заряженных частиц.

В трансформаторах повышающего типа схема предусматривает повышенное напряжение на вторичной обмотке по сравнению с первичной катушкой. В понижающих агрегатах входной вольтаж выше выходного показателя. Сердечник со спиральными витками располагается в емкости с маслом.

При включении переменного тока на первичной спирали образуется переменное магнитное поле. Оно замыкается на сердечнике и затрагивает вторичную цепь. Возникает электродвижущая сила, которая передается подключенным нагрузкам на выходе трансформатора. Функционирование станции проходит в трех режимах:

Холостой ход характеризуется разомкнутым состоянием вторичной катушки и отсутствием тока внутри обмоток. В первичной спирали течет электричество холостого хода, составляющее 2-5% номинального показателя.
Работа под нагрузкой проходит с подключением питания и потребителей. Силовые трансформаторы показывают энергию в двух обмотках, работа в таком регламенте является распространенной для агрегата.
Короткое замыкание, при котором сопротивление на вторичной катушке остается единственной нагрузкой. Режим позволяет выявить потери для разогрева обмоток сердечника.

Режим холостого хода

Электричество в первичной спирали равно значению переменного намагничивающего тока, вторичный ток показывает нулевые показатели. Электродвижущая сила начальной катушки в случае ферромагнитного наконечника полностью замещает напряжение источника, отсутствуют нагрузочные токи. Работа на холостом ходу выявляет потери на мгновенное включение и вихревые токи, определяет компенсацию реактивной мощности для поддержания требуемого вольтажа на выходе.

В агрегате без ферромагнитного проводника потерь на изменение магнитного поля нет. Сила тока холостого режима пропорциональна сопротивлению первичной обмотки. Способность противостоять прохождению заряженных электронов трансформируется при изменении частоты тока и размера индукции.

Работа при коротком замыкании

На первичную катушку поступает небольшое переменное напряжение, выходы вторичной спирали накоротко соединены. Показатели вольтажа на входе подбирают так, чтобы ток короткого замыкания соответствовал расчетному или номинальному значению агрегата. Размер напряжения при коротком замыкании определяет потери в катушках трансформатора и расход на противодействие материалу проводника. Часть постоянного тока преодолевает сопротивление и преобразуется в тепловую энергию, сердечник греется.

Напряжение при коротком замыкании рассчитывается в процентном отношении от номинального показателя

Параметр, полученный при работе в этом режиме, является важной характеристикой агрегата. Умножив его на ток короткого замыкания, получают мощность потерь

Рабочий режим

При подсоединении нагрузки во вторичной цепи появляется движение частиц, вызывающее магнитный поток в проводнике. Оно направлено в другую сторону от потока, продуцируемого первичной катушкой. В первичной обмотке происходит разногласие между электродвижущей силой индукции и источника питания. Ток в начальной спирали повышается до того времени, когда магнитное поле не приобретет первоначальное значение.

Магнитный поток вектора индукции характеризует прохождение поля через выбранную поверхность и определяется временным интегралом мгновенного показателя силы в первичной катушке. Показатель сдвигается по фазе под 90˚ по отношению к движущей силе. Наведенная ЭДС во вторичной цепи совпадает по форме и фазе с аналогичным показателем в первичной спирали.

Watch this video on YouTube

Конструкция устройства

Силовые трансформаторы предназначены для преобразования (трансформирования) переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения — более низкого или более высокого. Трансформаторы, понижающие напряжение, называют понижающими, а повышающие напряжение — повышающими.

Трансформаторы изготовляют двухобмоточные и трехобмоточные. Последние кроме обмотки НН и ВН имеют обмотку СН (среднего напряжения). Трехобмоточный силовой трансформатор позволяет снабжать потребителей электроэнергией разных напряжений.

Схема устройства масляного трансформатора.

Обмотка, включенная в сеть источника электроэнергии, называется первичной, а обмотка, к которой присоединены электроприемники,— вторичной. В рассматриваемых распределительных устройствах и подстанциях промышленных предприятий применяют трехфазные двухобмоточные понижающие трансформаторы, преобразующие напряжение 6 и 10 кВ в 0,23 и 0,4 кВ.

В зависимости от изолирующей и охлаждающей среды различают трансформаторы масляные ТМ и сухие ТС. В масляных основной изолирующей и охлаждающей средой являются трансформаторные масла, в сухих — воздух или твердый диэлектрик.

В специальных случаях применяют трансформаторы с заполнением баков негорючей жидкостью — совтолом. Основой конструкции трансформатора служит активная часть, состоящая из магнитопровода с расположенными на нем обмотками низшего напряжения 3 и высшего напряжения 2 отводов и переключающего устройства.

Магнитопровод, набранный из отдельных тонких листов специальной трансформаторной стали, изолированных друг от друга покрытием, состоит из стержней, верхнего и нижнего ярма. Такая конструкция способствует уменьшению потерь на нагрев от перемагничивания (гистерезис) и вихревых токов.

Соединительные провода, идущие от концов обмоток и их ответвлений, предназначенные для регулирования напряжения, называют отводами, которые изготовляют из неизолированных медных проводов или проводов, изолированных кабельной бумагой либо гетинаксовой трубкой.

Режим работы и типы, применяемые на тяговой подстанции

Трансформаторы для тяговых подстанций переменного тока делятся на группы с учетом условий эксплуатации.

Устройство, которое устанавливается на железнодорожных сообщениях:

Опорные.
Тупиковые.
Промежуточные.

Опорные устройства применяются для питания других объектов. Тупиковые снабжаются электричеством от соседних трансформаторов, промежуточное устанавливаются между двумя соседями подстанциями.

Специальные виды используются для городского транспорта. Первая группа устройств требует регулярного обслуживания. Вторая работает полностью в автоматическом режиме. Действие третьего вида трансформаторов регулируется с помощью телеуправляемой техники, поэтому и поддержка таких устройств не требует работы обслуживающего персонала.

Изделия для метрополитена:

Тяговые.
Понизительные.
Тягово-понизительные.

Понизительные снабжаются электричеством от городских сетей. Понизительные уменьшают напряжение до 400-220 вольт, питают силовые установки и освещение. Подстанции уменьшают напряжение до необходимого уровня.

Типы и виды трансформаторов

Силовые агрегаты используют в случае преобразования высоковольтного тока и больших мощностей, их не применяют для измерения показателей сети. Установка оправдана в случае разницы между напряжением в сети производителя энергии и цепи, идущей к потребителю. В зависимости от числа фаз станции можно классифицировать как узлы с одной катушкой или многообмоточные устройства.

Однофазный силовой преобразователь устанавливается статически, для него характерны связанные взаимной индукцией обмотки, располагаемые неподвижно. Сердечник выполняется в виде замкнутой рамы, различают нижнее, верхнее ярмо и боковые стержни, где располагаются спирали. Активными элементами выступают катушки и магнитопровод.

Обвивки на стержнях находятся в установленных сочетаниях по числу и форме витков или устраиваются в концентрическом порядке. Наиболее распространена и часто применяется цилиндрическая обвивка. Конструктивные элементы агрегата фиксируют части станции, изолируют проходы между витками, охлаждают части и предупреждают поломки. Продольная изоляция охватывает отдельные витки или их сочетания на сердечнике. Главные диэлектрики используют для предупреждения перехода между заземлением и обмотками.

В схемах трехфазных сетей электричества ставят двухобмоточные и трехобмоточные установки для равномерного распределения нагрузки между входами и выходами или устройства замещения для одной фазы. Трансформаторы с масляным охлаждением содержат магнитопровод с обмотками, которые расположены в баке с веществом.

Обвивки устраиваются на общем проводнике, при этом предусмотрены первичные и вторичные контуры, взаимодействующие благодаря возникновению общего поля, тока или поляризации при перемещении заряженных электронов в магнитной среде. Такая общая индукция затрудняет определение рабочих показателей установки, высокого и низкого напряжения. Используется план замещения трансформатора, при которой обмотки взаимодействуют не в магнитной, а в электрической среде.

Применяется принцип эквивалентности действия рассеивающих потоков работе сопротивлений индуктивных катушек, пропускающих ток. Различают спирали с активным сопротивлением индукции. Второй вид представляет собой магнитосвязанные обвивки, передающие частицы без потоков рассеивания с минимальными препятствующими свойствами.

Watch this video on YouTube

Помогла ли вам статья?

Задать вопрос

Пишите ваши рекомендации и задавайте вопросы в комментариях

ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Для промышленной электротехнической промышленности и некоторых других областей трансформатор является незаменимым устройством. Трансформатор широко используется для решения электрических проблем. Сегодня Vietnamtransformer присоединится к вам, чтобы узнать о первичной классификации трансформатора, чтобы лучше понять это оборудование.

Содержание

1. Типы трансформаторов на основе сердечника трансформатора

а. Трансформатор с сердечником

б. Трансформатор кожухового типа

c. Трансформатор типа Берри

2. Типы трансформаторов на основе преобразования напряжения

a. Повышающий трансформатор

b. Понижающий трансформатор

3. Типы трансформаторов по назначению

а. Силовой трансформатор

б. Распределительный трансформатор

c. Разделительный трансформатор

d. Измерительные трансформаторы

e. Трансформатор тока

f. Потенциальный трансформатор

4. Типы трансформаторов на основе обмоток

а. Двухобмоточный трансформатор

b. Автотрансформатор

5. Типы трансформаторов в зависимости от используемой изоляции

a. Трансформатор сухого типа

b. Масляный трансформатор

6. Типы трансформаторов в зависимости от количества фаз

a. Однофазный трансформатор

b. Трехфазный трансформатор

Как и многие другие электрические устройства, существует множество способов классификации типов трансформаторов

В зависимости от фазы мы разделим трансформаторы на два типа: однофазные трансформаторы и трехфазные трансформаторы
По назначению различают повышающие и понижающие трансформаторы
В зависимости от применения: силовые трансформаторы, распределительные трансформаторы, изолирующие трансформаторы
На основе обмоток у нас есть двухобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы.
В зависимости от конструкции сердечника у нас есть трансформатор с сердечником, трансформатор с оболочкой и трансформатор с ягодным типом.

1. Типы трансформаторов на основе сердечника трансформатора

Одно из основных различий между трансформатором с сердечником и трансформатором с кожухом заключается в том, как обмотка окружает сердечник. В трансформаторах с кожухом сердечник окружает обмотки трансформатора, а в трансформаторах с сердечником обмотки наматываются на сердечник.

а. Трансформатор сердечникового типа состоит из двух цилиндров и двух горизонтальных стержней, образующих раму. Магнитопровод представляет собой квадратную форму с общим магнитопроводом. Цилиндрические катушки (ВН и НН) расположены на двух цилиндрах.

б. Трансформатор кожухового типа имеет центральный цилиндр и два внешних цилиндра. Катушки ВН и НН расположены на центральной колонне. Этот трансформатор имеет двойную магнитную цепь.

c. Трансформатор типа Берри: магнитная цепь выглядит как колесо. Металлическая оболочка плотно закреплена и заполнена внутри маслом.

2. Типы трансформаторов по преобразованию напряжения

а. Повышающий трансформатор

Повышающий трансформатор способствует повышению напряжения на выходе, поскольку количество витков вторичной обмотки всегда больше количества витков первичной обмотки. На вторичной обмотке трансформатора возникает высокое напряжение.

В таких странах, как Индия, электроэнергия вырабатывается на 11кВ. По экономическим причинам мощность переменного тока передается при очень высоком напряжении (220-440 В) на большие расстояния. Поэтому на генерирующей станции применяется повышающий трансформатор.

б. Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор напряжения снижает выходное напряжение. Другими словами, он преобразует высокое напряжение и мощность низкого тока в низкое напряжение и мощность высокого тока. Например, блок питания имеет напряжение 230-110В, а для дверного звонка требуется только 16В. Поэтому рекомендуется использовать понижающий трансформатор для снижения напряжения со 110В или 220В до 16В.

Для многих регионов напряжение снижено до 440в/230в из соображений безопасности, поэтому количество витков на вторичке меньше, чем на первичке; Меньшее напряжение генерируется на выходе трансформатора (вторичном) конце.

3. Типы трансформаторов по назначению

а. Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы в основном используются в сетях передачи более высокого напряжения. Его рейтинги следующие: 400кв, 200кв, 110кв, 66кв, 33кв. Мощность большинства силовых трансформаторов превышает 200 МВА. Их устанавливают на генерирующих станциях, передающих подстанциях, где необходим трансформатор большой мощности. Силовой трансформатор рассчитан на максимальную эффективность 100 % и больше, чем распределительный трансформатор.

При очень высоком напряжении мощность не может быть отдана потребителю напрямую, так как ему нужно меньшее напряжение, поэтому мощность понижается до нужного уровня с помощью понижающего силового трансформатора. Трансформатор загружен не полностью; следовательно, потери в сердечнике происходят в течение всего дня, а потери в меди основаны на цикле нагрузки распределительной сети.

Предположим, что силовой трансформатор подключен к сети передачи. В этом случае колебания нагрузки будут значительно меньше, так как она не подключена напрямую к потребителю. Тем не менее, при подключении к распределительной сети будут колебания нагрузки.

Трансформатор загружен на 24 часа на передающей станции; таким образом, потери в сердечнике и меди будут происходить в течение всего дня. Силовой трансформатор экономически эффективен, когда мощность вырабатывается при низком уровне напряжения. Если уровень напряжения повышается, то ток силового трансформатора уменьшается, что приводит к потерям I2R, а также увеличивается регулирование напряжения.

б. Распределительный трансформатор

Распределительный трансформатор, также известный как трансформатор потребления, отвечает за переключение с источника низкого среднего напряжения на напряжение, используемое для бытовых приборов и промышленного оборудования.

Распределительные трансформаторы предназначены для снижения напряжения при распределении для пользователей или коммерческого использования. Эта машина имеет хорошую регулировку напряжения и может работать 24 часа в сутки с максимальной эффективностью при нагрузке 50%.

в. Изолирующий трансформатор

Изолирующие трансформаторы представляют собой трансформаторы, первичная и вторичная обмотки которых независимы друг от друга, и между ними существует только зависимость магнитного потока. В отличие от автотрансформаторов, разделительные трансформаторы состоят из первичной и вторичной обмоток, связанных только магнитным полем. Обмотки разделены так, что они электрически независимы и образуют отдельные точки изолирующего трансформатора:

Любая точка вторичной обмотки имеет нулевое напряжение относительно земли. Поэтому, когда мы коснемся любой точки вторичной обмотки, удара не будет. Напряжение разное в 2-х точках вторичной обмотки, что является самым существенным преимуществом разделительного трансформатора. Это помогает снизить риск утечки тока в корпусе устройства и обеспечивает безопасность при использовании.
Каждая первичная или вторичная обмотка имеет разную вольт-амперную характеристику в зависимости от соотношения витков на первичной и вторичной обмотках.

д. Приборные трансформаторы

Приборный трансформатор обычно называют изолирующим трансформатором. Это электрическое устройство, используемое для преобразования тока, а также уровней напряжения. Чаще всего измерительные трансформаторы используются для безопасной изоляции вторичной обмотки, когда первичная имеет высокое напряжение и большой ток. Измерительный прибор, счетчики электроэнергии или реле, подключенные к вторичной обмотке трансформатора, не будут повреждены. Приборный трансформатор далее делится на два типа:

Трансформатор тока (ТТ)
Трансформатор напряжения (PT)

эл. Трансформатор тока

Трансформатор тока используется для измерения электроэнергии, а также для защиты. Когда ток большой для подачи непосредственно на измерительный прибор, трансформатор тока используется для преобразования высокого тока в требуемое значение тока в цепи.

Первичная обмотка трансформатора последовательно соединена с источником питания и различными измерительными приборами, такими как амперметр, вольтметр, ваттметр или катушка защитного реле, для измерения и контроля электроэнергии. Они имеют точное соотношение токов и соотношение фаз, чтобы обеспечить точное измерение счетчика на вторичной стороне. Соотношение терминов имеет большое значение в КТ.

ф. Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения представляет собой измерительный трансформатор, используемый для преобразования напряжения от более высокого значения в первичных обмотках к более низкому значению во вторичных обмотках. Этот трансформатор понижает напряжение до безопасного предельного значения, которое может легко измерить обычный низковольтный прибор, такой как ваттметр, вольтметр и счетчик ватт-часов.

4. Типы трансформаторов на основе обмоток

а . Двухобмоточный трансформатор (трансформатор с обычной обмоткой) имеет фиксированное число витков. Они отдельные; Это статическая машина, которая передает электрическую энергию от одного конца к другому без изменения частоты. Двухобмоточный трансформатор имеет две отдельные обмотки, которая является первичной и вторичной обмоткой.

б. Автотрансформатор имеет одни и те же витки (провода) между входным и выходным соединениями. Первичная и вторичная обмотки электрически не изолированы.

5. Типы трансформаторов в зависимости от используемой изоляции

a. Трансформатор сухого типа

Трансформатор сухого типа представляет собой трансформатор типа , в котором не используется изолирующая жидкость, поскольку его обмотка или сердечник погружены в жидкость. Вместо этого обмотки и сердечник находятся в герметичном резервуаре, который находится под давлением воздуха. Они все еще очень безопасны без жидкости.

У нас есть два типа трансформаторов сухого типа: трансформатор сухого типа с литой изоляцией (CRT) и трансформатор с вакуумной пропиткой под давлением (VPI)

б. Масляный трансформатор

Его также называют масляным трансформатором. Трансформатор с масляным погружением представляет собой тип устройства преобразования напряжения, использующего метод масляного охлаждения для снижения температуры трансформатора. В отличие от сухого трансформатора, корпус масляного трансформатора устанавливается в сварной стальной маслобак, заполненный изоляционным маслом. При работе тепло катушки и железного сердечника сначала преобразуется в изоляционное масло, а затем в охлаждающую среду. А по размерам мощности его можно разделить на погружной трансформатор с естественным охлаждением и погружной трансформатор с принудительным воздушным охлаждением.

6. Типы трансформаторов по количеству фаз

a. Однофазный трансформатор
Однофазный трансформатор — это электрическое устройство, которое принимает однофазный переменный ток и выдает однофазный переменный ток. Однофазный трансформатор используется в негородских районах, так как общий спрос и затраты ниже, чем у трехфазного распределительного трансформатора. Они снижают домашнее напряжение до подходящего значения без изменения частоты, поэтому его используют в качестве понижающего трансформатора. По этой причине он обычно используется в электронных приборах в жилых домах.

б. Трехфазный трансформатор
Трехфазный трансформатор состоит из трех наборов первичных и вторичных обмоток. Каждый набор обмоток намотан на одну ветвь узла железного сердечника. Это похоже на три однофазных трансформатора с одним объединенным сердечником, как на изображении ниже.

Трехфазный масляный трансформатор

Мы надеемся, что приведенная выше информация ответит на ваш вопрос о типах трансформаторов.

Краткая информация о компании Vietnamtransformer (MBT). Руководствуясь бизнес-девизом «Получите качество, чтобы завоевать доверие», MBT фокусируется на инвестировании в систему современных передовых технологических линий для четырех заводов площадью почти 20 000 квадратных метров. Большая часть исходных материалов импортируется из стран Большой семерки (G7).

Благодаря суровому рабочему духу, профессиональным методам, постоянному и постоянному творчеству высококвалифицированной команды специалистов и инженеров, а также многолетнему опыту работы с крупными производителями электрооборудования во Вьетнаме и за рубежом и система менеджмента качества ISO 9001-2015; ISO 14001…, бережливая и научная модель управления, строгий процесс контроля качества, продукция MBT всегда отвечает требованиям качества, техники, искусства и графика клиентов по всему миру.

Типы трансформаторов

Если вы не являетесь одним из суперзвезд в области лазания по столбам, ремонта подстанций и электрических испытаний, вы, вероятно, не думаете о трансформаторах все время.

Теперь все изменилось.

Трансформеры повсюду.

И поверьте мне, вы пожинаете плоды их ежедневно, осознаете вы это или нет.

В наших домах мы используем переменный ток (AC), потому что его легче генерировать и передавать. Переменный ток обычно передается при более высоких напряжениях, а затем превратил в более безопасный и пригодный для использования прибор с более низким напряжением, питающий электричество, которое мы все знаем и любим и без которого не можем представить свою жизнь!

Сейчас мы не будем вдаваться в подробности того, как сегодня работают трансформаторы, так как этот блог посвящен типам трансформаторов. Но на самом базовом уровне трансформаторы берут более высокие напряжения и преобразуют их в более низкие, пригодные для использования напряжения, как мы упоминали выше. Если вам интересно узнать больше о науке, лежащей в основе этого электромагнитного преобразования, мы рекомендуем посмотреть этот короткий анимационный ролик.

Итак, какие типы трансформаторов существуют?

Силовые трансформаторы

Силовой трансформатор передает электричество между генератором и первичными цепями распределения. Это немного сбивает с толку, потому что многие используют термин «силовой трансформатор» для обозначения группы трансформаторов, а не определенного типа конструкции. Точно так же некоторые даже называют большие передающие трансформаторы силовыми трансформаторами, чтобы легко различать распределительные трансформаторы.

Независимо от точного определения, силовые трансформаторы могут выполнять одну из трех задач: повышать выходное напряжение генератора до уровня напряжения системы передачи, понижать напряжение передачи до безопасного уровня для распределения или понижать напряжение до уровня системы вспомогательного питания в генерирующая станция.

Силовые трансформаторы также могут относиться к одному из двух классов – классу I или классу II. Очень оригинальная система именования, могу добавить. Так или иначе, силовые трансформаторы класса I имеют высоковольтные обмотки 69кВ и ниже, а силовые трансформаторы класса II имеют высоковольтные обмотки от 115 кВ до 765 кВ.

Чтобы немного усложнить задачу, вы также можете классифицировать их по размеру — маленькие, средние или большие. Малые силовые трансформаторы подпадают под 69 кВ, средние — до 230 кВ, а большие силовые трансформаторы — от 138 до 765 кВ.

Автотрансформаторы

А теперь давайте усложним. Автотрансформаторы технически подпадают под категорию больших силовых трансформаторов, но обычно они используются в качестве межзвенных трансформаторов передачи, которые можно использовать как в повышающем, так и в понижающем режиме. Что такое межзвенный трансформатор? Отличный вопрос. Межзвенный трансформатор помогает соединять сети переменного тока разного напряжения друг с другом, что является очень важным элементом в силовой сети.

Как правило, ваши автотрансформаторы будут самыми мощными силовыми трансформаторами в вашей системе передачи, работающими с достаточно сбалансированной и постоянной нагрузкой. Они также более экономичны, чем силовые трансформаторы с раздельными обмотками, поскольку существует физическая связь между последовательной и общей обмоткой. В основном это означает, что обмотка высокого напряжения состоит из последовательной обмотки, последовательно соединенной с общей обмоткой, а обмотка низкого напряжения является общей обмоткой.

Еще не запутались? Я тоже. Но все, что вам действительно нужно знать, это то, что он занимает треть места обычного трансформатора того же номинала, что является большим плюсом.

В идеале автотрансформатор не должен быть меньше половины размера обычного трансформатора, поскольку необходимо учитывать пространство, занимаемое ответвлениями и третичными обмотками. Любой менее половины размера не идеален для производительности.

Есть у автотрансформаторов и недостаток – низкое сопротивление. При низком импедансе ток короткого замыкания автотрансформатора намного выше, чем у обычного трансформатора. Чтобы противодействовать этому, автотрансформаторы обычно проектируются с более высоким, чем обычно, импедансом, что только увеличивает фактический размер устройства, что противоречит положительному моменту, о котором мы упоминали выше. Фу.

Повышающие трансформаторы для генераторов

Переходим к GSU или повышающим трансформаторам генераторов. Кто не любит хорошую аббревиатуру, верно?

В любом случае, GSU (иногда также называемые главными или блочными трансформаторами) повышают напряжение от генератора до самого высокого напряжения передачи для сети передачи. Это определение — просто перестановка самой фразы, буквально нарушающая все правила этикета определений, которые я когда-либо изучал. Очень полезно, но, думаю, я пропущу это.

Подключенные непосредственно к генератору, GSU обычно работают при постоянной нагрузке, близкой к их полной номинальной мощности. Поскольку они постоянно работают при номинальной температуре, они стареют намного быстрее, чем другие трансформаторы. Если вы читали какой-либо из этих блогов раньше, вы знаете, что чрезмерная жара никогда не бывает хорошей. Если вы не кактус…

GSU обычно не защищены автоматическим выключателем между генератором и трансформатором, поэтому они также могут довольно сильно пострадать от тока короткого замыкания (и в течение длительных периодов времени), что может привести к огромным перенапряжения. Если используется генераторный выключатель, то GSU можно использовать для питания вспомогательных систем сети.

Тебе уже надоели эти разговоры о трансформаторах? Держитесь, мы почти закончили.

Вспомогательные трансформаторы

Вспомогательные трансформаторы подают питание на вспомогательные нагрузки электростанции (например, питательные насосы, насосы охлаждающей жидкости и предохранительные устройства, необходимые для работы электростанции). Есть несколько различных типов вспомогательных трансформаторов, за которыми нужно следить, но, к счастью, у нас есть и другие аббревиатуры, облегчающие нашу жизнь.

Блок собственных трансформаторов (UAT) подключается к той же шине, что и генератор, понижая напряжение для питания шин системы собственных нужд. Всякий раз, когда генератор работает, UAT питает вспомогательную нагрузку.

Резервный вспомогательный трансформатор (RAT) или пусковой вспомогательный трансформатор (SAT) — это резервные трансформаторы, которые подключены к внешней системе высокого напряжения и обеспечивают вспомогательное питание установки во время пусков или периодов отключения.