Transformatory: przeznaczenie, klasyfikacja, dane znamionowe transformatorów

Transformatory — elektromagnetyczne statyczne przetworniki energii elektrycznej. Transformatory to urządzenia elektromagnetyczne, które służą do przekształcania prądu przemiennego o jednym napięciu na prąd przemienny o innym napięciu o tej samej częstotliwości oraz do elektromagnetycznego przenoszenia energii elektrycznej z jednego obwodu do drugiego.

„Transformator jest statycznym urządzeniem elektromagnetycznym przeznaczonym do przekształcania jednego — pierwotnego — prądu przemiennego w inny — wtórny o tej samej częstotliwości, który zwykle ma inne właściwości, w szczególności inne napięcie i inny prąd” (Piotrovsky LM Electric machines).

Głównym zadaniem transformatorów jest zmiana napięcia przemiennego. Transformatory są również używane do konwersji liczby faz i częstotliwości.

Przekładniki prądowe nazywane są urządzeniami przeznaczonymi do przekształcania prądu dowolnej wielkości w prąd dopuszczalny do pomiarów za pomocą zwykłych przyrządów, a także do zasilania różnych przekaźników i cewek elektromagnesów.Liczba zwojów uzwojenia wtórnego przekładnika prądowego w2> w1.

Cechą charakterystyczną przekładników prądowych jest ich praca w trybie zbliżonym do zwarciowego, gdyż ich uzwojenie wtórne jest zawsze zamykane małym oporem.

Przekładniki napięciowe nazywane są urządzeniami przeznaczonymi do przekształcania prądu przemiennego wysokiego napięcia na prąd przemienny niskiego napięcia i zasilania cewek równoległych mierników i przekaźników. Zasada działania i konstrukcja przekładników napięciowych jest podobna do zasady działania przekładników mocy. Liczba zwojów uzwojenia wtórnego wynosi w2 <w1, ponieważ wszystkie pomiarowe przekładniki napięciowe są typu obniżającego.

Zasada działania przekładników napięciowych:

Osobliwością działania przekładnika do pomiaru napięcia jest to, że jego uzwojenie wtórne jest zawsze zamknięte do wysokiej rezystancji, a przekładnik pracuje w trybie zbliżonym do trybu jałowego, ponieważ podłączone urządzenia pobierają znikomy prąd.

Najczęściej spotykane są przekładniki napięciowe, które są produkowane przez przemysł elektryczny dla mocy ponad miliona kilowoltoamperów i napięć do 1150 — 1500 kV.

Projekt transformatora mocy:

Do przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej konieczne jest podwyższenie napięcia turbogeneratorów i hydrogeneratorów zainstalowanych w elektrowniach z 16 — 24 kV do napięć 110, 150, 220, 330, 500, 750 i 1150 kV stosowanych w liniach przesyłowych a po zmniejszeniu tego ponownie do 35; dziesięć; 6; 3; 0,66; 0,38 i 0,22 kV do zastosowań energetycznych w przemyśle, rolnictwie i życiu codziennym.

Ponieważ w systemach elektroenergetycznych zachodzą wielokrotne przemiany, moc transformatorów jest 7-10 razy większa niż moc zainstalowana generatorów w elektrowniach.

Transformatory mocy produkowane są głównie dla częstotliwości 50 Hz.

Transformatory małej mocy znajdują szerokie zastosowanie w różnego rodzaju instalacjach elektrycznych, systemach transmisji i przetwarzania informacji, nawigacji i innych urządzeniach. Zakres częstotliwości, w którym mogą pracować transformatory, wynosi od kilku herców do 105 Hz.

W zależności od liczby faz transformatory dzielą się na jednofazowe, dwufazowe, trójfazowe i wielofazowe. Transformatory mocy produkowane są głównie w wersji trójfazowej. Produkowane są do użytku w sieciach jednofazowych transformatory jednofazowe.

Klasyfikacja transformatorów według liczby i schematów połączeń uzwojeń

Transformatory mają dwa lub więcej uzwojeń, które są ze sobą połączone indukcyjnie. Nazywa się uzwojenia pobierające energię z sieci pierwotny... Nazywa się uzwojenia dostarczające energię elektryczną do konsumenta wtórne.

Transformatory wielofazowe mają uzwojenia połączone w wielowiązkową gwiazdę lub wielokąt. Transformatory trójfazowe mają trójwiązkowe połączenie gwiazda-trójkąt.

Schematy połączeń uzwojenia transformatora mocy:

Transformatory podwyższające i obniżające napięcie

W zależności od stosunku napięć uzwojenia pierwotnego i wtórnego, transformatory dzielą się na podwyższające i obniżające... V transformator podwyższający uzwojenie pierwotne jest niskie, a wtórne wysokie. V transformator obniżający napięcie do tyłu, wtórny ma niskie napięcie, a pierwotny jest wysoki.

Nazywa się je transformatorami z jednym uzwojeniem pierwotnym i jednym uzwojeniem wtórnym z podwójnym uzwojeniem... Dość rozpowszechnione transformatory z trzema uzwojeniami po trzy uzwojenia dla każdej fazy, np. dwa po stronie niskiego napięcia, jedno po stronie wysokiego napięcia lub odwrotnie. Transformatory wielofazowe mogą mieć wiele uzwojeń dla wysokiego i niskiego napięcia.

Klasyfikacja transformatorów według projektu

Z założenia transformatory mocy dzielą się na dwa główne typy — olejowe i suche.

Transformatory olejowe V obwód magnetyczny wraz z uzwojeniami znajduje się w zbiorniku wypełnionym olejem transformatorowym, który jest dobrym izolatorem i czynnikiem chłodzącym.

Transformatory suche są chłodzone powietrzem. Stosowane są w obiektach mieszkalnych i przemysłowych, gdzie niepożądana jest praca transformatora olejowego. Olej transformatorowy jest łatwopalny i może uszkodzić inne urządzenia, jeśli zbiornik nie jest uszczelniony. Przeczytaj więcej o tym typie transformatora tutaj: Suche transformatory

Zgodnie z dokumentami normatywnymi cechy konstrukcyjne transformatora znajdują odzwierciedlenie w oznaczeniu jego typu i systemów chłodzenia.

Typ transformatora:

• Autotransformator (dla jednofazowego O, dla trójfazowego T)-A
• Cewka niskiego napięcia — str
• Ekranowanie płynnego dielektryka z płaszczem azotowym bez ekspandera — Z
• Wykonanie z żywicy lanej — L
• Transformator trójuzwojeniowy — T
• Transformator przełącznika obciążenia-N
• Naturalny transformator suchy chłodzony powietrzem (zwykle druga litera w oznaczeniu typu) lub wersja na potrzeby potrzeb własnych elektrowni (zwykle ostatnia litera w oznaczeniu typu) — C
• Uszczelnienie kabla — K
• Wlot kołnierzowy (dla całych stacji transformatorowych) — F

Transformator olejowy mocy TM-160 (250) kVA

Suche systemy chłodzenia transformatorów:

• Naturalne powietrze o otwartej konstrukcji — S
• Powietrze naturalne o chronionym wzorze — SZ
• Konstrukcja uszczelniona naturalnym powietrzem — SG
• Powietrze z wymuszonym obiegiem powietrza — SD

Układy chłodzenia transformatorów olejowych:

• Naturalna cyrkulacja powietrza i oleju — M
• Wymuszony obieg powietrza i naturalny obieg oleju — D
• Naturalny obieg powietrza i wymuszony obieg oleju z niekierowanym przepływem oleju — MC
• Naturalny obieg powietrza i wymuszony obieg oleju z ukierunkowanym przepływem oleju — NMC
• Wymuszony obieg powietrza i oleju przy bezkierunkowym przepływie oleju — prąd stały
• Wymuszony obieg powietrza i oleju z kierunkowym przepływem oleju — NDC
• Wymuszony obieg wody i oleju przy bezkierunkowym przepływie oleju — C
• Wymuszony obieg wody i oleju z ukierunkowanym przepływem oleju — NC

Układy chłodzenia transformatorów z niepalnym ciekłym dielektrykiem:

• Chłodzenie płynnym dielektrykiem z wymuszonym obiegiem powietrza — ND
• Niepalny płynny dielektryk z wymuszonym przepływem powietrza z wymuszonym przepływem dielektryka — NND

Powiązane artykuły:

Transformatory mocy — urządzenie i zasada działania

Transformatory mocy: znamionowe tryby pracy i wartości

Układy chłodzenia transformatorów mocy

Transformatory samochodowe

Wraz z transformatorami są szeroko stosowane autotransformatory, gdzie istnieje połączenie elektryczne między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym. W tym przypadku moc z jednego uzwojenia autotransformatora do drugiego jest przenoszona zarówno przez pole magnetyczne, jak i dzięki komunikacji elektrycznej.Autotransformatory są budowane dla dużych mocy i wysokich napięć i są stosowane w systemach elektroenergetycznych, a także są wykorzystywane do regulacji napięcia w instalacjach małej mocy.

Dane znamionowe transformatorów

Dane znamionowe transformatora, dla którego jest on przeznaczony z fabryczną gwarancją 25 lat, podane są na tabliczce znamionowej transformatora:

• nominalna moc pozorna Snom, KV-A,

• napięcie znamionowe linii Ulnom, V lub kV,

• prąd znamionowy linii AzIn A,

• częstotliwość nominalna to Hz,

• liczba faz,

• obwód i grupa do podłączenia cewek,

• napięcie zwarcia Uc,%,

• tryb działania,

• metoda chłodzenia.

Na tabliczce znajdują się również dane niezbędne do montażu: masa całkowita, masa oleju, masa części ruchomej (aktywnej) transformatora. Typ transformatora jest określony zgodnie z GOST dla marek transformatorów i producenta.

Moc znamionowa transformatora jednofazowego Snom = U1nom I1nom, trójfazowego

gdzie U1lnom, U1phnom, I1lnom i I1fnom — odpowiednio nominalne liniowe i fazowe wartości napięć i prądów.

Napięcie znamionowe transformatora to międzyprzewodowe napięcie bez obciążenia uzwojenia pierwotnego i wtórnego transformatora. Dla prądów znamionowych uzwojenia pierwotnego i wtórnego transformatora przyjmuje się prądy obliczone zgodnie z mocą znamionową przy znamionowym napięciu pierwotnym i wtórnym.

Ze względu na powszechną budowę i metody obliczeniowe transformatory można podzielić na dławiki, dławiki nasycenia oraz nadprzewodzące indukcyjne urządzenia magazynujące.