transformátor (od transformo transformácie) - elektromagnetické zariadenie statické (bez pohyblivých častí) určené na premenu elektromagnetickou indukciou systémstriedavý prúd jedného napätia v systéme striedavého prúdu iného napätia s konštantnou frekvenciou a bez výraznej straty výkonu.
Silový transformátor - stacionárne zariadenie s dvoma alebo viacerými vinutiami, ktoré prostredníctvom elektromagnetickej indukcie konvertuje systém alternatívneho napätia a prúdu na iný systém napätia a prúdu spravidla rôznych hodnôt s rovnakou frekvenciou na prenos elektriny.
história tvorby
Na vytvorenie transformátorov bolo potrebné študovať vlastnosti materiálov: nekovové, kovové a magnetické, ktoré vytvárajú svoju teóriu.
Prvým v tomto smere boli diela Alexandra G. Stoletova, profesora na Moskovskej univerzite: zistil hysteréznu slučku a doménovú štruktúru feromagnetu (80. rokov)
Hopkinsonovci vyvinuli teóriu elektromagnetických obvodov.
V roku 1831 objavil anglický fyzik Michael Faraday fenomén elektromagnetickej indukcie, ktorý je základom pôsobenia elektrického transformátora pri vykonávaní základného výskumu v oblasti elektrickej energie.
Schématické znázornenie budúceho transformátora sa prvýkrát objavilo v roku 1831 v dielach Faradaya a Henryho. Avšak ani jeden ani druhý nevnímali vo svojom zariadení takú vlastnosť transformátora ako zmenu napätia a prúdov, to znamená transformáciu striedavého prúdu.
V roku 1848 vynašiel francúzsky mechanik G. Rumkorf indukčnú cievku. Bola prototypom transformátora.
30. novembra 1876, dátum prijatia patentu Yablochkovom Pavlom Nikolajevičom, sa považuje za dátum narodenia prvého transformátora. Bol to transformátor s otvoreným jadrom, ktorý bol tyčou, na ktorej boli vinuté vinuté.
A tak: Transformátory sú považované za "šťastné narodeniny" 30. novembra 1876keď vynikajúci ruský elektroinžinier a vynálezca Pavel Nikolaevich Yablochkovdostal francúzsky patent, ktorý opisoval princíp fungovania a spôsobu použitia transformátora.Ale aby ochránil, že to bol Yablochkov, ktorý sám vyvinul silový transformátor bol nesprávny, veľa vedcov pracovalo na tejto myšlienke pred a po svojom patentu.
Ruský elektrikár, tvorca trojfázového prúdového zariadenia M. Dolivo-Dobrovolsky v roku 1890, ponúka návrh trojfázového transformátora, ktorý v trojfázovej sieti umožní nahradiť tri jednofázové jednotky. Neskôr Angličan Ferranti, americký J. Westinghouse, srbský N. Tesla, zohral významnú úlohu pri zlepšovaní a rozvoji konštrukcie trojfázových transformátorov.
Je to vďaka objavom a úspechom domácich vedcov v Rusku. Na prelome 19. a 20. storočia bola zvolená správna paradigma - orientácia ďalšieho rozvoja elektroenergetiky na aC prúd vysokého napätia na rozdiel od cudzích konceptov v prospech technológie jednosmerného prúdu a nízkeho napätia.
Začiatok výroby silových transformátorov v Rusku možno považovať za november 1928, kedy začal pracovať Moskovský transformátorový závod (neskôr - Moskva elektro-závod). Čoskoro výrobné závody začali uspokojovať potreby krajiny pre vysokonapäťové transformátory. Už v predvojnovom období vyrábala elektráreň silné výkonové transformátory s napätím do 220 kV. Prvé sovietske transformátory boli vytvorené na základe modelu transformátorov vyrábaných firmou General Electric (USA) a za účasti jej konzultanta.
Po vojne boli vybudované nové podniky a predovšetkým Zaporizhia Transformer Plant, Togliatti Electrotechnical Plant, atď. Tieto elektrárne najskôr prevzali hlavné bremeno výroby vysokonapäťových výkonových transformátorov pre energetiku. Moskovský elektrozavod sa stále viac a viac začal špecializovať na výrobu výkonových transformátorov pre elektrické pece, skratové reaktory všetkých tried napätia, transformátory prístrojového napätia, riadiace transformátory atď.
Výroba výkonových transformátorov konečnej kapacity sa postupne zamerala na Zaporizhia Transformer Plant a výrobu významného množstva transformátorov s malou kapacitou (až do napätia 20 kV) na Minsk elektrotechnickej továrni postavenej koncom 50. rokov.
Po páde ZSSR bolo značné množstvo kapacity transformátorov mimo Ruska.
Domáce transformátory - OA UCC Electrozavod (Moskva), Transformer OJSC (Togliatti), Uralelectrotyazhmash OJSC (Jekaterinburg), Birobidzhan Plant of Power Transformers - za nových podmienok musel vykonať významné úpravy vyrábaných nomenklatúru a obchodnú politiku, aby odolali konkurencii so svojimi nedávnymi partnermi zo susedných krajín a silných spoločností v Európe a USA.
Priebeh výstavby transformátorov v dvadsiatom storočí v našej krajine iv zahraničí charakterizovali najmä tieto oblasti:
a) zabezpečenie zvýšenia limitujúcich parametrov transformátorov v súvislosti s rastom výkonu energetických sústav a pohonných jednotiek;
b) zníženie veľkosti, hmotnosti a straty energie v každom transformátore určitej triedy napätia a napätia.
Pokrok v technických a ekonomických ukazovateľoch transformátorov je spôsobený predovšetkým zlepšením kvality aktívnych a izolačných materiálov, ako aj konštruktívnymi úspechmi realizovanými prostredníctvom tzv. Parametrickej a štrukturálnej optimalizácie. Prvý umožňuje nájsť najlepšie hodnoty parametrov, druhý - najrozumnejšie schémy konštrukcie pre vzájomné usporiadanie častí a komponentov transformátora.
Ako je známe, materiály použité pri výrobe transformátorov sú rozdelené na aktívne, izolačné a štrukturálne
, Ako aktívne materiály sa používajú:
-elektrickú oceľ - na výrobu magnetických;
- meď - na výrobu vinutia.
Jedným z hlavných aktívnych materiálov transformátora je tenká plechová elektrická oceľ. Už dlhé roky bola pre magnetické systémy transformátorov použitá oceľová doska valcovaná za tepla s hrúbkou plechu 0,5 alebo 0,35 mm. Kvalita tejto ocele sa postupne zlepšovala, avšak špecifické straty v nej boli vysoké.
Vzhľad ocele s textúrovaným valcovaním za studena, ku koncu 40. rokov, t. ocele s určitou orientáciou zŕn (kryštálov), ktoré majú výrazne nižšie špecifické straty a vyššiu magnetickú priepustnosť, umožňujú zvýšiť indukciu v magnetickom systéme a významne znižujú hmotnosť aktívnych materiálov a znižujú energetické straty v transformátore. Zároveň sa dosiahlo zníženie spotreby iných materiálov - izolačných, konštrukčných, olejových atď.
Použitie ocele valcovanej za studena tiež umožnilo znížiť vonkajšie rozmery a zvýšiť výkon transformátora v jednej jednotke, čo je dôležité najmä pre vysokokapacitné transformátory, ktorých vonkajšie rozmery sú obmedzené podmienkami prepravy po železnici.
Jedným zo základných znakov ocele valcovanej za studena je anizotropia jej magnetických vlastností, t.j. rozdiel týchto vlastností v rôznych smeroch vo vnútri oceľového plechu alebo dosky. Táto oceľ má najlepšie magnetické vlastnosti (najmenšie špecifické straty a najväčšiu magnetickú priepustnosť) v smere valcovania.
Konštrukcia magnetického systému transformátora, berúc do úvahy anizotropiu magnetických vlastností ocele valcovanej za studena, musí byť navrhnutá tak, aby vo všetkých jej častiach - tyčiach a v ťahoch - magnetický indukčný vektor mal smer, ktorý sa zhoduje so smerom valcovania ocele.
Parametre transformátora sa môžu výrazne zlepšiť prechodom na takzvané amorfné ocele. Avšak technológia takého prechodu ešte nebola vyvinutá. Oddelené vzorky zo zahraničia s amorfnými magnetickými jadrami sú príliš drahé, čo neumožňuje hovoriť o ich hromadnom použití pri výrobe transformátorov.
Iný aktívny transformačný materiál je kovové vinutia - po dlhú dobu nebola zmenená. Nízky elektrický odpor, ľahké spracovanie (navíjanie, spájkovanie), dostatočná odolnosť proti korózii a dostatočná mechanická pevnosť elektrolytickej medi spôsobuje, že je to jediný materiál pre vinutia transformátorov už niekoľko desaťročí. Napriek tomu pomerne malá celosvetová distribúcia prírodných rezerv medených rúd nás nútila hľadať spôsoby, ako nahradiť meď iným kovom a najprv hliníkom, ktorý je v prírode rozšírenejší.
Počas prechodu na hliníkové vinutia sa vyriešilo množstvo technologických problémov súvisiacich s technológiou navíjania hliníkových vinutia, spájkovaním a zváraním hliníka. V súčasnosti sú všetky nové série univerzálnych transformátorov s kapacitou do 16 000 kVA spolu s hliníkovými vinutiami.
Objavenie vodivých materiálov v 80. rokoch s vlastnosťami vysokoteplotnej supravodivosti otvorilo nové vyhliadky na vytvorenie transformátorov menších rozmerov so zníženými stratami. Bolo možné prekonať hlavnú prekážku použitia supravodivosti: objemné kryogénne systémy na výrobu tekutého hélia boli nahradené jednoduchými inštaláciami kvapalného dusíka pri atmosférickom tlaku. Tento smer zlepšenia konštrukcie transformátorov možno považovať za jeden z najsľubnejších.
Elektrické aplikácie
Pretože straty na vykurovaní drôtu sú úmerné štvorcu prúdu prechádzajúceho drôtom, je výhodné pri veľmi veľkom napätí a malých prúdoch pri prenose elektrickej energie na dlhé vzdialenosti. Z bezpečnostných dôvodov a zníženie izolačnej hmoty v každodennom živote je žiaduce používať nie také veľké napätie. Transformátory sa preto opakovane používajú na najvýhodnejšiu prepravu elektrickej energie v sieti: po prvé zvýšenie napätia generátorov v elektrárňach pred prepravou elektriny a potom zníženie napätia elektrického vedenia na prijateľnú úroveň pre spotrebiteľov.
dizajn
Najjednoduchší konštruktívny transformátor pozostáva zmagnetickým vodičom (magnetickým systémom) a vinutím transformátora.
Magnetický systém
Magnetický systém (magnetické jadro) transformátora je súbor prvkov (najčastejšie dosiek) z elektrickej ocele alebo iného feromagnetického materiálu, zostavený v špecifickej geometrickej forme, určený na lokalizáciu hlavného magnetického poľa transformátora. Magnetický systém v plne zostavenom stave spolu so všetkými uzlami a časťami, ktoré slúžia na pripevnenie jednotlivých častí do jednej konštrukcie, sa nazýva rám transformátora.
Časť magnetického systému, na ktorom sú umiestnené hlavné vinutia transformátora, sa nazýva - tyč
Časť magnetického systému transformátora, ktorý nesie hlavné vinutie a slúži na uzavretie magnetického obvodu, sa nazýva jarmo.
V závislosti od priestorového umiestnenia tyčí prideľte:
Plochý magnetický systém - magnetický systém, v ktorom sú pozdĺžne osi všetkých tyčí a vĺn umiestnené v jednej rovine
Priestorový magnetický systém - magnetický systém, v ktorom sú pozdĺžne osi tyčí alebo strmeňa alebo tyče a vetvy umiestnené v rôznych rovinách
Symetrický magnetický systém je magnetický systém, v ktorom všetky tyče majú rovnaký tvar, konštrukciu a rozmery a relatívna poloha akejkoľvek tyče vzhľadom na všetky tyče je rovnaká pre všetky tyče.
Asymetrický magnetický systém - magnetický systém, v ktorom sa jednotlivé tyče môžu líšiť od ostatných tyčí v tvare, konštrukcii alebo veľkosti, alebo relatívna poloha tyče vzhľadom na iné tyče alebo väzníky sa môže líšiť od umiestnenia akejkoľvek inej tyče.
vinutia
Hlavným prvkom navíjania je cievka - elektrický vodič alebo rad paralelne spojených vodičov (viacžilové jadro), ktoré kedysi zahŕňajú časť magnetického systému transformátora, ktorého elektrický prúd vytvára spolu s prúdmi iných vodičov a iných častí transformátora magnetické pole transformátora a v ktorom magnetické pole vyvolané elektromotorickou silou.
Navíjanie - súbor cievok tvoriacich elektrický obvod, ktorý zhŕňa emf indukovaný v cievkach. V trojfázovom transformátore, vinutie zvyčajne znamená súbor vinutí s jedným napätím troch fáz spojených navzájom.
Vinutie vodičov v výkonových transformátoroch má obyčajne štvorcový tvar pre najefektívnejšie využitie voľného priestoru (na zvýšenie faktora plnenia v jadre). Zvýšením plochy vodiča môže byť vodič rozdelený na dva alebo viac paralelných vodivých prvkov, aby sa znížili straty vírivého prúdu vo vinutí a uľahčila sa funkcia vinutia. Vodivý prvok štvorcového tvaru sa nazýva žila.
Preložený kábel používaný v vinutí transformátora
Každé jadro je izolované pomocou vinutia na papier alebo lakového skla. Dve samostatne izolované a paralelne pripojené jadrá môžu mať niekedy bežnú papierovú izoláciu. Dva takéto izolované vodiče v bežnej papierovej izolácii sa nazývajú kábel.
Špeciálny typ vinutia vodiča je nepretržite transponovaný kábel. Tento kábel pozostáva z jadier izolovaných dvomi vrstvami lakového skla, umiestnených vzájomne v axiálnej polohe, ako je znázornené na obrázku. Nepretržite transponovaný kábel sa získa pohybom vonkajšieho jadra jednej vrstvy na ďalšiu vrstvu s konštantným rozstupom a aplikáciou spoločnej vonkajšej izolácie.
Papierové vinutie kábla je vyrobené z tenkých (niekoľko desiatok mikrometrov) papierových pásikov niekoľko centimetrov široko navinutých okolo jadra. Papier je zabalený v niekoľkých vrstvách, aby sa dosiahla požadovaná celková hrúbka.
Vinutie disku
Vinutia sú delené:
vymenovanie
hlavná - vinutia transformátora, do ktorého sa dodáva energia konvertovanej energie alebo z ktorej sa odstráni energia premeneného striedavého prúdu.
regulačné - pri nízkych hodnotách navíjacieho prúdu a pri príliš širokom rozmedzí riadenia môžu byť vinutia vybavené kohútimi na reguláciu pomeru transformácie napätia.
Pomocné - vinutia, ktoré sú navrhnuté napríklad na napájanie siete vlastnými potrebami s výkonom podstatne menším ako je nominálny výkon transformátora, na kompenzáciu tretieho harmonického magnetického poľa, magnetizáciu magnetického systému jednosmerným prúdom atď.
poprava
Obyčajné navíjanie - cievky navíjania sú umiestnené v axiálnom smere po celej dĺžke vinutia. Následné cievky sa navzájom navzájom pevne navinú a nevytvárajú žiadny medzipriestor.
Vinutie skrutkou - skrutkové vinutie môže byť variantom viacvrstvového vinutia s rozstupmi medzi každým otočením alebo navíjacím priblížením.
Vinutie disku - Vinutie disku pozostáva zo série diskov zapojených do série. Každý disk otočí cievky v radiálnom smere vo forme špirály smerom dovnútra a von na susedné disky.
Fóliové navíjanie - fóliové vinutia sú vyrobené z širokého medeného alebo hliníkového plechu s hrúbkou od desatín milimetra až po niekoľko milimetrov.
Ostatné prvky transformátora nepodnikajú pri konverzii elektrickej energie priamo, ale bez nich môže byť prevádzka transformátora húževnatá alebo dokonca nemožná.
terminály
Svorky v suchých transformátoroch je možné pripojiť na svorkovnicu v podobe kontaktov skrutiek alebo plochých kontaktných konektorov. Terminály môžu byť umiestnené vo vnútri krytu. V hermetickom oleji alebo kvapalných transformátoroch je zabezpečený pohyb elektrických spojení z vnútra nádrže vonku:
Izolačné puzdrá - svorkovnica vo forme izolačného puzdra prevádza spojenia z vnútorného izolačného média transformátora do vonkajšieho izolačného média, sú:
Nízkonapäťové puzdro
Izolátory puzdier kondenzátora
Izolátory s vysokou prúdovou vložkou
Káblové pripojenia
SF6 plynové prípojky
chladiča
Chladiace zariadenie prenesie horúci olej z hornej časti nádrže a vráti ochladený olej spodnej strane. Chladiaca jednotka má formu dvoch olejových okruhov s nepriamou interakciou, jedného vnútorného a jedného vonkajšieho okruhu. Vnútorný obrys prenáša energiu z vykurovacích plôch na olej. Vo vonkajšom okruhu preteká olej teplo do sekundárneho chladiaceho média. Transformátory sú zvyčajne chladené atmosférickým vzduchom.
Typy chladičov:
Radiátory majú rôzny typ. V podstate sú to súpravy plochých kanálov v doskách s koncovým zvarom, ktoré spájajú hornú a dolnú záhlavie.
Vlnitá nádrž je ako nádrž a chladiaca plocha pre nízko a stredne silné distribučné transformátory. Takáto nádrž má veko, vlnité steny nádrže a spodnú skriňu.
Ventilátory. Pri veľkých zostavách je možné používať zavesené ventilátory pod radiátormi alebo na ich bočných stranách, aby sa zabezpečilo nútené prúdenie vzduchu a chladenie prírodným olejom a núteným vzduchom (ONAF). To môže zvýšiť nosnosť transformátorov o približne 25%.
Výmenníky tepla s núteným obehom oleja, vzduchu. Pri veľkých transformátoroch vyžaduje rozptýlenie tepla prirodzenou cirkuláciou radiátormi veľa priestoru. Požiadavky na priestor pre kompaktné chladiče sú oveľa nižšie ako u jednoduchých batérií chladiča. Z hľadiska šetrenia priestorov môže byť výhodné použiť kompaktné chladiče s výrazným aerodynamickým odporom, ktoré si vyžaduje použitie núteného obehu oleja pomocou čerpadla a silných ventilátorov na vynútenie vzduchu.
Chladiče oleja a vody sú zvyčajne valcové rúrkové výmenníky tepla s odnímateľnými rúrkami. Takéto výmenníky tepla sú veľmi bežné a sú klasickou technológiou. Majú rozmanité aplikácie v priemysle. Modernejšie návrhy, napríklad výmenníky tepla s plochou membránou, ešte nenadobudli platnosť.
Olejové čerpadlá. Cirkulačné čerpadlá pre zariadenia na chladenie oleja sú špeciálne kompaktné, plne utesnené konštrukcie. Motor je ponorený do transformátorového oleja; vypchávacie boxy chýbajú.
Zariadenia na stabilizáciu napätia
Väčšina transformátorov je vybavená niektorými zariadeniami na nastavenie pomeru transformácie pridaním alebo vypnutím počtu závitov.
Nastavenie sa môže vykonať pomocou spínača pre počet závitov transformátora pod zaťažením alebo výberom polohy skrutkového spojenia s transformátorom bez elektrického prúdu a uzemnením.
K dispozícii sú:
Prepína počet závitov bez zaťaženia
Prepína počet závitov pod zaťažením
Prídavné vybavenie
Plynové relé
Relé plynu sa zvyčajne nachádza v spojovacej rúrke medzi nádržou a expanznou nádržou. Relé plynu má dve funkcie:
akumuluje voľné plynové bubliny, ktoré sa pohybujú v smere expanznej nádoby z nádrže transformátora;
keď prietok oleja medzi nádržou a expanznou nádržou presahuje vopred stanovenú hodnotu.
Zobrazenie teploty
Teplomery sa zvyčajne inštalujú na meranie teploty oleja v hornej vrstve a na označenie nebezpečných bodov prehriatia vo vinutí.
Vstavané prúdové transformátory
Prúdové transformátory môžu byť umiestnené vo vnútri transformátora, často v blízkosti uzemnenej manžety na olejovej strane izolačných puzdier, ako aj na pneumatikách nízkeho napätia. V tejto otázke zohráva úlohu, ktorú hrajú ceny, kompaktnosť a bezpečnosť. S týmto riešením nie je potrebné mať na triediacej stanici niekoľko oddelených prúdových transformátorov s vonkajšou a vnútornou izoláciou, navrhnutými pre vysoké napätie.
Tlmiče vlhkosti
Odstránenie vlhkosti zo vzduchového priestoru nad úrovňou oleja v expanznej nádrži je nevyhnutné, aby sa zabezpečilo, že v transformátorovom oleji nie je voda.
Systémy na ochranu oleja
Najbežnejšou ochranou proti olejom je otvorená expanzná nádrž, v ktorej je vzduch nad hladinou oleja odvzdušnený cez vysúšacie zariadenie.
Expanzná nádoba transformátora môže byť vybavená nafukovacím vankúšom. Nafukovací vankúš zo syntetického kaučuku sa nachádza nad olejom. Vnútorný priestor vankúša je pripojený k atmosfére, takže môže vdychovať vzduch, keď sa transformátor ochladí a objem oleja je stlačený, a vyfúknuť vzduch, keď sa transformátor zahrieva.
Ďalším riešením je expanzná nádrž, ktorá je horizontálne rozdelená membránou alebo membránou, ktorá umožňuje, aby olej expandoval alebo zmrštil bez priameho kontaktu s vonkajším vzduchom.
Priestor nad olejom v expanznej nádrži môže byť naplnený dusíkom. To sa môže vykonať z valca so stlačeným plynom cez prevodový ventil. Keď sa transformátor inhaluje, ozubený ventil uvoľňuje dusík z valca. Pri zvyšovaní objemu sa dusík uvoľňuje do ovzdušia ventilovým ventilom.
Aby sa ušetrila spotreba dusíka, môžete nastaviť určitý stupeň tlaku medzi naplnením dusíkom a uvoľňovaním dusíka.
Transformátory môžu mať hermetické prevedenie. V malých olejových naplnených distribučných transformátoroch môže kompenzovať rozšírenie oleja elastická vlnitá nádrž. V opačnom prípade je potrebné zabezpečiť, aby priestor nad olejom vo vnútri nádrže transformátora bol naplnený suchým vzduchom alebo dusíkom, aby pôsobili ako vankúš pri rozširovaní alebo stlačení oleja.
Môžete použiť kombináciu rôznych riešení. Transformátorová nádrž môže byť úplne naplnená olejom a súčasne musí mať veľkú expanznú nádobu s dostatočným objemom na rozšírenie oleja a potrebného plynového vankúša. Tento plynový vankúš môže pokračovať v ďalšej prídavnej nádrži, prípadne na úrovni terénu. Na obmedzenie objemu plynového vankúša môžete otvoriť správu s vonkajšou atmosférou v danom hornom a dolnom limite vnútorného tlaku.
Ukazovatele hladiny oleja
Merače hladiny oleja sa používajú na stanovenie hladiny oleja v expanznej nádrži, spravidla sú to náradie montované priamo na expanznú nádrž.
Zariadenia na odľahčenie tlaku
Oblúkové výboje alebo skraty, ku ktorému dochádza v transformátoroch naplnených olejom, sú obvykle sprevádzané vzhľadom na pretlak v nádrži vzhľadom na plyn, ktorý vzniká pri rozklade a odparení oleja. Zariadenie na zníženie tlaku je navrhnuté tak, aby znižovalo pretlak spôsobené vnútorným skratom a tým znížilo riziko rozbitia nádrže a nekontrolovaného úniku oleja, ktorý môže byť tiež zložitý požiarom v dôsledku skratu. Nízka hmotnosť ventilového kotúča a nízka tuhosť pružiny uzavieracích pružín zabezpečujú rýchle a široké otváranie. Po uvoľnení pretlaku sa ventil vráti do svojho normálneho zatvoreného stavu.
Zariadenie na ochranu proti prepätiu
Náhle zvýšenie tlaku je navrhnuté tak, aby fungovalo, keď v prípade vážnych porúch dôjde k vzniku vlny pružného oleja v transformátorovej nádrži. Toto zariadenie dokáže rozlíšiť medzi rýchlym a pomalým vytváraním tlaku a automatickým vypnutím spínača, ak tlak stúpa rýchlejšie, ako je nastavený.
Zariadenia na ochranu proti prepätiu
Ochranné zariadenia silových transformátorov sú. Prvky RZIA, poistky sa používajú na transformátoroch 6/10 kV
Kolesá / lyžiny na prepravu
V praxi sa veľké jednotky zriedka dodávajú s žeriavom na miesto inštalácie na základni. Musia byť nejakým spôsobom posunuté od vozidla k zemi. Ak sú umiestnené liate lišty od miesta vykládky z vozidla až po konečnú inštaláciu jednotky, môže byť jednotka vybavená valcovými kolesami. Otočenie o 90 stupňov pre dopravné účely je zabezpečené kolesami pracujúcimi v dvoch smeroch. Zariadenie sa zdvihne zdvihom a otočí sa kolesami. Keď je jednotka inštalovaná na mieste, zamknuté kolesá môžu byť na nej alebo odstránené a nahradené podpornými blokmi. Jednotku môžete tiež znížiť priamo na základňu.
Ak nie je k dispozícii taký systém koľajníc, použite obvyklé ploché vodidlá. Jednotka sa posúva pozdĺž mazaných vodidiel priamo do miesta inštalácie alebo sa použije reťaz.
Jednotku možno zvárať na základ, na ktorom je inštalovaná. Jednotka môže byť tiež umiestnená na vibračnom základe, aby sa znížil prenos šumu cez základňu.
Detektor horľavých plynov
Detektor horľavých plynov indikuje prítomnosť vodíka v oleji. Vodík sa zachytí cez dialyzačnú membránu. Tento systém poskytuje skorý signál o procese pomalého vytvárania plynu ešte predtým, ako sa voľný plyn začne bublinkovať v smere plynového akumulátora.
Prúdomer
Na kontrolu úniku oleja z čerpadiel v transformátoroch s núteným chladením sa nainštalujú prietokomery oleja. Prevádzka prietokomeru je zvyčajne založená na meraní tlakového rozdielu na oboch stranách prekážky v prietoku oleja. Prietokomery sa používajú aj na meranie prietoku vody vo vodou chladených transformátoroch.
Prietokomery sú typicky vybavené alarmom. Môžu mať aj indikátor číselníka.
Symbol transformátora
Blokový diagram symbolov transformátora
Písmenová časť symbolu by mala obsahovať zápis v nasledujúcom poradí:
A - autotransformátor;
O alebo T - jednofázový alebo trojfázový transformátor;
R - rozdelené vinutie HH;
H - verzia transformátora s chladením prírodným olejom alebo s chladením nehorľavým kvapalným dielektrikom s ochranou pomocou dusíka bez expandéra;
L - realizácia transformátora s odlievanou izoláciou;
T - trojväzný transformátor (pre transformátory s dvojitým vinutím neuvádza);
N - transformátor s RPN;
С - realizácia transformátora vlastných potrieb elektrární.
Strata transformátora
Stupeň straty (a zníženie účinnosti) v transformátore závisí hlavne od kvality, konštrukcie a materiálu "transformátorového železa" (elektrickej ocele). Strata v oceli pozostáva hlavne zo strát spôsobených vykurovaním jadra, hysterézou a vírivými prúdmi. Straty v transformátore, kde je "železo" monolitické, sú výrazne väčšie ako v transformátore, kde sú zložené z mnohých častí (pretože v tomto prípade klesá počet vírivých prúdov). V praxi sa monolitické jadrá nevzťahujú. Na zníženie strát v magnetickom jadre transformátora je magnetické jadro tiež vyrobené zo špeciálnych stupňov transformátorovej ocele s prídavkom kremíka, ktoré zvyšuje odpor železa na elektrický prúd a samotné dosky sú lakované pre izoláciu od seba navzájom. Okrem toho sú straty v transformátore pridané kvôli ohrevu drôtov. Toto sa vezme do úvahy v ekvivalentnom obvode skutočného transformátora s aktívnym odporom.
Režimy prevádzky transformátora
1. Nečinný režim. Tento režim je charakterizovaný otvoreným sekundárnym okruhom transformátora, v dôsledku ktorého prúd v ňom netečie. Pomocou skúseností z voľnobehu môžete určiť účinnosť transformátora, pomer transformácie a stratu ocele.
2. Režim nabíjania. Tento režim je charakterizovaný uzavretým zaťažením sekundárneho okruhu transformátora. Tento režim je hlavnou funkciou transformátora.
3. Režim skratu. Tento režim je spôsobený skratom v sekundárnom okruhu. Pomocou toho môžete určiť stratu užitočného výkonu pre vykurovanie drôtov v obvode transformátora.
schémy pripojenia vinutí transformátora
Y-spojenie, tzv. Hviezdicové spojenie, kde sú všetky tri vinutia spojené v jednom bode jedným koncom každého vinutia nazývaným neutrálny bod alebo hviezda
D-spojenie, tzv. Delta-pripojenie alebo pripojovací trojuholník, kde trojfázové vinuté sú zapojené do série a tvoria krúžok (alebo trojuholník)
Medzi moderné zariadenia elektrotechniky patrí jeden z najbežnejších transformátorov. Tento prístroj je široko používaný v domácich spotrebičoch a výkonovej elektronike. Jeho činnosťou je previesť prúd. Navyše transformátor môže zmeniť svoju hodnotu smerom hore aj dole.
Konkrétne zariadenie sa líšilo. Majú určité štrukturálne a funkčné rozdiely. Aby sme pochopili, čo predstavuje takéto zariadenie, ako aj vlastnosti jeho činnosti, každý typ by sa mal zvážiť podrobne.
Existujúce dnes typy prúdových transformátorov majú určité spoločné charakteristiky. Prístroj má vo svojom systéme jedno, dve a viac vinutia. Sú umiestnené na jednom jadre. Transformátory, ktoré sa dnes prezentujú v predaji, sa líšia spôsobom výroby. Ich spoľahlivosť závisí od výrobcu. Výkonnosť týchto typov zariadení je podobná.
Transformátor nie je určený na konverziu DC. V opačnom prípade to povedie k prehriatiu vodiča. Transformátory sú schopné pracovať výhradne so striedavým, impulzným a pulzačným prúdom.
Všetky odrody prezentovaného zariadenia pozostávajú z troch povinných komponentov. Patria sem magnetické obvody, chladiaci systém a vinutie. Prvá zložka sa tiež nazýva jadro.
s ohľadom na účel a typy transformátorovtreba povedať pár slov o ich funkčných vlastnostiach. V takomto zariadení je primárne a sekundárne vinutie. Prvé napätie sa aplikuje na prvú cievku. Je potrebné zvýšiť alebo znížiť. 
Sekundárne vinutia môžu pozostávať z jednej alebo viacerých zvitkov. Transformované napätie sa prenáša z nich. Základom fungovania takéhoto zariadenia je Faradayov zákon. Magnetický tok, ktorý sa časom mení cez polstrovanú oblasť, vytvára elektromotorické sily. Navyše prúd, ktorý sa v priebehu času mení, môže vyvolať nekonštantné magnetické pole.
V diagramoch je transformátor znázornený ako dve (alebo viac) cievky. Vertikálna línia prechádza medzi prvým a sekundárnym vinutím. Zobrazuje jadro (magnetické jadro). Pri vykonávaní priradených funkcií má transformátor malú stratu energie. To spôsobilo, že zariadenie bolo prezentované v dopyte.
existujúce typy prevádzky transformátora možno rozdeliť do troch skupín. Medzi ne patrí voľnobeh, skrat a režim prevádzky. V prvom prípade nie sú výstupy sekundárneho vinutia pripojené nikde. V tomto režime, ak je jadro vyrobené z mäkkého magnetického materiálu, prúd bude vykazovať stratu. 
V prípade skratu sú vedenia sekundárnych cievok prepojené. V tomto prípade sa na primárne vinutie použije malé napätie. Tento režim je prítomný pri meraní typov transformátorov.
Pri aktívnom zaťažení dochádza k napätiu na koncoch všetkých typov vinutia. Ak je táto hodnota na sekundárnom vinutie vyššia, transformátor sa nazýva step-up. A naopak. Stupeň transformácie je určený daným koeficientom.
Existuje niekoľko prístupov k klasifikácii predloženého zariadenia. To vám umožní pochopiť jeho štruktúru a funkcie. existujúce typy prúdových transformátorov môžu byť klasifikované podľa účelu. V tomto prípade sa rozlišujú stresové, meracie, laboratórne, ochranné, stredné typy.
Podľa spôsobu inštalácie existuje aj niekoľko skupín. Podmienky, za ktorých môže zariadenie pracovať, závisia od toho. Transformátory môžu byť interné a externé, stacionárne, autobusové alebo podporné, rovnako ako prenosné. 
V systéme môže existovať jeden alebo niekoľko krokov. Na základe menovitého napätia rozlišujte vysokonapäťové a nízkonapäťové zariadenia. Vzhľadom na typ izolácie môžete tiež vybrať niekoľko skupín transformátorov. Tento ukazovateľ závisí od výrobnej technológie. Existujú zariadenia s izolovanou, suchou a olejom papierovou izoláciou.
Podľa rozsahu použitia prideľujte energiu, domácnosť, zváranie, olej, autotransformátory atď.
existujúce typy výkonových transformátorov používajte prístroje s nízkou frekvenciou. Používajú sa v energetických sieťach podnikov, miest, miest atď. Takéto zariadenie znižuje napätie v sieti na požadovanú hodnotu 220 V. 
Silové transformátory môžu mať dva alebo viac vinutí. Sú nainštalované na jadre panciera. Najčastejšie je takýto konštrukčný prvok vyrobený z elektrickej ocele. Takýto transformátor sa umiestni do nádrže so špeciálnym olejom. Ak je výkon zariadenia vysoký, používa aktívne chladenie.
Pre elektrárne sa používajú výkonové trojfázové transformátory. Ich výkon je až 4 000 kW. Takéto typy zariadení vám umožnia znížiť energetické straty o 15% v porovnaní s tromi jednofázovými transformátormi.
V 80. rokoch minulého storočia bola najčastejšou sieťou transformátor. Typy transformátorov Tento typ dokončený. Dnes sú vyrobené na jadre typu W, rovnako ako jadrové alebo toroidné magnetické jadrá. Na nich sú nainštalované vinutia.
S pomocou takéhoto zariadenia sa napätie, ktoré pochádza z domácej siete, zníži na požadovanú hodnotu (napríklad 12, 24 V). Najkompaktnejšie sú transformátory s toroidným jadrom. Jeho magnetické jadro je úplne pokryté vinutím. Zároveň sa vyhýba vzniku prázdneho jarmo.
existujúce typy vinutí transformátora veľmi rôznorodé. Môžu byť regulačné, základné, pomocné. Najoriginálnejšia štruktúra má vinutie autotransformátora. Jedná sa o zariadenia s nízkou frekvenciou. Jeho sekundárne vinutie je integrálnou súčasťou primárneho. Sú pripojené magneticky, rovnako ako v iných typoch transformátorov. Takéto navíjanie je však tiež hlásené elektricky. 
Niekoľko kolíkov sa odchyľuje od jednej cievky, čo vám umožní získať napätie inej hodnoty. Výhodou tohto dizajnu sú jeho nízke náklady. Drôty na montáž navíjania budú potrebné menej. Zdá sa, že ušetrí množstvo materiálu jadra. Hmotnosť autotransformátora bude nižšia ako hmotnosť ostatných typov zariadení.
Tento typ nástroja však nie je galvanicky izolovaný. Toto je nedostatok autotransformátorov. Takéto zariadenie sa používa v technológii automatického riadenia, ako aj na vysokonapäťovej komunikácii. V súčasnosti sú veľmi obľúbené trojfázové autotransformátory. Ich pripojené vinutie tvorí trojuholník alebo hviezdu.
Dnes tiež vyniká typy napäťových transformátorov a prúd. Všetko závisí od toho, ako zariadenie funguje. Ak znižuje prúd, je to prúdový transformátor. Pre reguláciu napätia bola vyvinutá aj určitá kategória zariadení. 
Primárne vinutie transformátora prúdu je napojené na elektrinu a sekundárne na meracie alebo ochranné zariadenia. Najčastejšie sa používa prvý typ zariadenia. Cievka s primárnym vinutie je zapojená do série v sérii. Meria striedavý prúd.
Jadro takéhoto zariadenia je vyrobené z vrstvenej elektrickej ocele. Vyrába sa za studena valcovaným spôsobom. Primárne vinutie je najčastejšie pneumatikou. Pri používaní takéhoto zariadenia je dôležité zvážiť pomer transformácie.
Pre priemysel možno vyrábať podobné zariadenia s niekoľkými skupinami sekundárnych vinutia. Jeden z nich je pripojený k meracím zariadeniam (napríklad meračom) a druhý k ochrannému zariadeniu.
s ohľadom na aké druhy transformátorov platí dnes, nedá sa povedať pár slov o typoch impulzov prezentovaných zariadení. Takmer úplne nahrádzali nízkofrekvenčné ťažké transformátory. Ich jadro sa vyrába nie z ocele, ale z feritu. Tvar magnetického obvodu môže byť veľmi odlišný, napríklad pohár, krúžok, typ W.
Impulzné transformátory môžu pracovať pri vysokých frekvenciách (500 kHz alebo viac). Vzhľadom na túto vlastnosť sa rozmery týchto výrobkov výrazne znížili. Vyžaduje sa používanie menšieho drôtu na navíjanie.
Impulzné transformátory a tlmivky s feritovou tyčou sa dnes používajú všade. Môžu sa nachádzať v energeticky úsporných žiarovkách, nabíjačkách, meničoch energie atď. Rozsah ich aplikácie je veľmi široký.
Niektoré impulzné transformátory používajú obvod spätného napájania. V tomto prípade je zariadenie v podstate tlmivka dvojitého typu. Zároveň procesy prijímania a prenosu elektrickej energie neprebiehajú súčasne.
Aby bolo možné merať smer a veľkosť prúdu, špeciálny transformátor. Typy transformátorov Táto skupina má feritové jadro. Najčastejšie má jedno zvonenie. Vodič prechádza cez jeho stred. Skúma prúd. Navíjanie pri nakladaní na odpor.
Meranie sa vykonáva jednoduchou schémou. Ak je zaťaženie vykonané na odporu známeho odporu, napätie pri meraní na ňom bude úmerné hodnote vinutia.
Na predaj sú transformátory tohto typu s rôznymi pomermi pomeru transformácie. Ak potrebujete len poznať smer prúdu, prístroj je nabitý iba dvoma stabilizátormi zabudovanými do obvodu.
Transformátory sú spoľahlivé zariadenia. Avšak v dôsledku rôznych škôd môže dôjsť k núdzovej situácii. Preto rôzne typy ochrany transformátora.
Takéto systémy odpojí zariadenie zo siete v prípade poškodenia. V závislosti od typu konštrukcie môže ochrana odstrániť iba napájanie z poškodenej časti zariadenia. Ak sa zistí porucha, systém môže dať signál. Súčasne sa používajú rôzne typy ochrany autotransformátorov.
Diferenčná ochrana je potrebná v prípade porušenia integrity vinutia, zbernice a vstupov zariadenia. Ak je poškodenie zistené z boku, dôjde k odpojeniu prúdu. Toto je okamžitá ochrana.
Ochrana plynom sa používa na poškodenie vo vnútri nádrže. To môže generovať plyn. Funguje aj pri klesaní hladiny oleja.
Maximálna prúdová alebo smerová ochrana umožňuje chrániť zariadenie pred nadprúdom. V niektorých štruktúrach môže byť zabezpečená aj ochrana pred skratom a preťažením. Druhý systém reaguje na signál a upozorňuje zamestnancov.
Po zvážení dizajnu a princípu fungovania je možné pochopiť, čo tvorí transformátor. Typy transformátorovexistujúce dnes sa líšia mnohými spôsobmi. To ovplyvňuje ich funkčnosť.
Transformátor je elektrické zariadenie, ktoré prenáša elektrinu z jedného okruhu do druhého pomocou magnetickej indukcie. Transformátory sa stali najpoužívanejšími elektrickými zariadeniami používanými v každodennom živote a priemysle. Tieto zariadenia sa používajú na zvýšenie alebo zníženie napätia, ako aj v napájacích obvodoch na konverziu prichádzajúceho striedavého prúdu na jednosmerný prúd na výstupe.
Schopnosť transformátorov prenášať elektrickú energiu sa využíva na prenos výkonu medzi rôznymi schémami nekoordinovaných elektrických obvodov. Zvážte rôzne typy a typy výkonových transformátorov, ich inštaláciu a technické vlastnosti.
Návrhy transformátorov majú inú štruktúru. V závislosti od toho sa vypočítava nominálne napätie buď medzi fázou a zemou, alebo medzi dvoma fázami.
1 - primárne vinutie 2 - sekundárne vinutie 3 - jadro magnetického obvodu 4 - jho magnetického jadra
Konštrukcia bežného štandardného transformátora pozostáva z dvoch vinutí s bežným jhrom na vytvorenie elektromagnetického spojenia medzi vinutím. Jadro je vyrobené z elektrickej ocele. Cievka, na ktorú vstupuje elektrický prúd, je primárne vinutie. Výstupná cievka sa nazýva sekundárna.
Existuje taký typ transformátorov ako toroidný. V tomto transformátore sú induktory pasívne zložky pozostávajúce z magnetického jadra vo forme kruhu. Jadro má zvýšenú magnetickú priepustnosť, vyrobenú z feritu. Cievka je navinutá okolo krúžku. Toroidné filtre a cievky sa používajú pre vysokofrekvenčné transformátory. Používajú sa na skúšky napájania.
Striedavý prúd sa dodáva do primárneho vinutia transformátora, vytvára sa elektromagnetické pole, ktoré sa rozvíja v magnetickom toku jadra. Princípom elektromagnetickej indukcie v sekundárnom vinutie je vytvorená variabilná EMF, ktorá vytvára napätie na výstupných svorkách transformátora.
Silové transformátory s dvoma vinutiami nie sú určené na jednosmerný prúd. Avšak v okamihu ich pripojenia k jednosmernému prúdu vytvárajú na výstupe krátky napäťový impulz.
Konštrukcia výkonového transformátora je podobná konvenčnému domácemu transformátoru.
Existuje veľa faktorov, pomocou ktorých sa môžu klasifikovať výkonové transformátory. Pri zvažovaní týchto zariadení vo všeobecnosti môžeme povedať, že konvertujú elektrickú energiu rovnakej veľkosti napätia na elektrickú energiu s väčším alebo menším rozmerom napätia.
1. Podľa úlohy
, Zostupné transformátory. Používa sa na výrobu nízkeho napätia z vysokonapäťových elektrických vedení. Boost, používaný na zvýšenie hodnoty napätia.
2. Počet fáz, Transformátory 3-fázové, 1-fázové. Široko používaný v trojfázovom napájaní. Najlepšou možnosťou je inštalácia troch jednofázových transformátorov v každej fáze v trojfázovej sieti.
3. Počet vinutia
, Dvojité vinutie a tri vinutie.
4. Na mieste inštalácie
, Externé a interné.
Existuje mnoho ďalších rôznych faktorov, ktorými možno rozdeliť výkonové transformátory. Napríklad podľa spôsobu ochladzovania alebo pripojenia vinutia atď. Pri inštalácii zariadenia hrajú dôležitú úlohu klimatické podmienky, ktoré tiež rozdeľujú transformátory na triedy.
Transformátorové zariadenia môžu byť univerzálne a účelové až do 4000 kW s napätím 35 000 voltov. Špecifický model je vybraný úlohou priradenou k transformátoru.
Transformátor je elektromagnetické statické zariadenie, ktoré má 2 alebo viac indukčne pripojených vinutí. Sú navrhnuté tak, aby zmenili jednu AC na inú. Sekundárny prúd sa môže líšiť podľa akýchkoľvek vlastností: hodnota napätia, počet fáz, aktuálny vzor, frekvencia. Široké používanie v elektrických inštaláciách, ako aj v distribučných systémoch získalo výkonové transformátory.
Pomocou takýchto zariadení môžete previesť veľkosť napätia a prúdu. V tomto prípade sa počet fáz, tvar aktuálneho grafu a frekvencia nemenia. Elementárny výkonový transformátor má magnetické jadro z feromagnetického materiálu s dvoma vinutiami na tyčiach. Prvé vinutie je pripojené k elektrickej sieti. Nazýva sa to primárne. Záťaž je pripojená k druhému vinutiu. Bola nazvaná sekundárna. Magnetický obvod spolu s cievkami vinutia je umiestnený v nádrži naplnenej transformátorovým olejom.
Princípom činnosti je elektromagnetická indukcia. Keď sa napája primárne vinutie vo forme striedavého prúdu v magnetickom obvode, vytvorí sa striedavý magnetický tok. Zatvára sa na magnetickom jadre a tvorí spojenie s dvoma vinutiami, v dôsledku čoho sa EMF indukuje vo vinutí. Ak je na sekundárne vinutie pripojené nejaké zaťaženie, potom sa pod pôsobením EMF v obvode tohto navíjacieho prúdu a napätia vytvorí.
Pri vyšších výkonových transformátoroch je napätie na sekundárnom vinutie vždy vyššie ako napätie primárneho vinutia. Pri krokových zostupných transformátoroch sú napätia primárneho a sekundárneho vinutia rozložené v opačnom poradí, to znamená, že primárne napätie je vyššie a sekundárne napätie je nižšie. EMF obidvoch vinutí sa líši v počte závitov.
Preto pomocou vinutia s potrebným pomerom počtu závitov môžete získať konštrukciu transformátora na získanie akéhokoľvek napätia. Silové transformátory majú vlastnosť reverzibility. To znamená, že transformátor môže byť použitý ako zosilňovač alebo krok-down. Ale najčastejšie je transformátor určený pre konkrétnu úlohu, čiže musí zvýšiť alebo znížiť napätie.
Energia v moderných časoch nemôže robiť bez zariadení, ktoré konvertujú elektrickú energiu v sieťach a diaľniciach, ako aj jej prijímanie a distribúciu. Keď sa takéto zariadenia objavili, došlo k poklesu v používaní neželezných kovov, ako aj k zníženiu energetickej straty.
Pre účinnú prevádzku zariadenia je potrebné vypočítať straty v výkonovom transformátore. Ak to chcete urobiť, obráťte sa na odborníkov. Silové transformátory sa používajú vo vysokonapäťových vedeniach a distribučných staniciach. Bez nich nemôže robiť žiadny priemysel tam, kde je potrebná konverzia energie. Tu sú niektoré aplikácie výkonových transformátorov:
Najčastejšie základné vlastnosti prístroja sú uvedené v pokynoch v jeho súprave. Pre výkonové transformátory sú tieto základné vlastnosti:
Hodnota výkonu transformátora je určená výrobcom a je vyjadrená v kVA (kilovolt-amperes). Hodnota menovitého napätia je označená ako primárna pre príslušné vinutie a sekundárne na výstupných svorkách. Veľkosti týchto hodnôt sa nemusia zhodovať o 5% v jednom alebo druhom smere. Ak to chcete vypočítať, musíte urobiť jednoduchý výpočet.
Menovitý prúd a výkon zariadenia musia spĺňať normy. Dnes sa vyrábajú modely suchých transformátorov, ktoré majú takéto údaje o výkone od 160 do 630 kVA. Energia transformátora je zvyčajne uvedená v pase. Z jeho hodnoty určite nominálnu veľkosť prúdu. Pre výpočet použite tento vzorec:
I = S x √3U, kde S a U - je to výkon pri menovitom napätí a napätí.
Pre každé navíjanie vo vzore obsahuje vlastné hodnoty. Pri výpočte výkonu výkonového transformátora pri práci s energeticky náročným nákladom je potrebné vykonať pomerne zložité výpočty, ktoré môžu vykonávať špecialisti. Takéto výpočty sú potrebné, aby sa predišlo negatívnym momentom, ktoré môžu vzniknúť počas prevádzky transformátora.
Menovité napätie je lineárna hodnota napätia otvoreného obvodu na vinutí. Vypočítavajú sa na základe výkonu transformátora.
Mnohé verzie výkonových transformátorov majú veľkú hmotnosť. Preto sa dodávajú na miesto inštalácie na špeciálnych dopravných plošinách. Prinášajú sa do zostavenej pripravenej formy na pripojenie.
Inštalácia zariadenia sa vykonáva na špeciálnej základni alebo v určitej miestnosti. S transformátorom s hmotnosťou do 2 ton sa inštalácia vykonáva na základe. Kryt transformátora je nevyhnutne uzemnený.
Pred inštaláciou sa transformátor podrobí laboratórnym skúškam, počas ktorých sa meria transformačný pomer, kontrola kvality všetkých pripojení, izolácia sa kontroluje zvýšením napätia a monitoruje sa kvalita oleja.
Pred inštaláciou musí byť transformátor starostlivo skontrolovaný. Je potrebné venovať zvláštnu pozornosť prítomnosti únikov oleja, kontrole stavu izolátorov, spojenia kontaktov.
Po uvedení do prevádzky je potrebné pravidelne merať teplotu vykurovania pomocou špeciálnych sklenených teplomerov. Teplota by nemala presiahnuť 95 stupňov.
Aby sa zabránilo nehodám počas prevádzky výkonového transformátora, je potrebné periodicky merať zaťaženie. To poskytuje informácie o fázových deformáciách, ktoré deformujú napájacie napätie. Kontrola výkonového transformátora sa vykonáva dvakrát ročne. Obdobia inšpekcie sa môžu líšiť v závislosti od stavu zariadenia.
Slovo "transformátor" pochádza z latinskej transformo - transformácie.
Transformátor je určený na premenu striedavého prúdu jedného napätia na striedavý prúd iného napätia.
Transformátor je založený na fenoméne elektromagnetickej indukcie, ktorú objavil anglický fyzik Michael Faraday v roku 1831. Podstatou tohto javu je výskyt elektromotorickej sily (EMF) vo vodivom obvode, ktorý je v striedavom magnetickom poli alebo sa pohybuje v konštantnom magnetickom poli. Elektrický prúd spôsobený týmto poľom sa nazýva indukcia. Faraday objavil tento jav prechodom prúdu z batérie cez vinuté cievky. V tomto prípade bol výskyt prúdu pozorovaný vo vinutí inej cievky, ktorá v žiadnom prípade nebola spojená s prvou cievkou.
Po pol storočia, od 30. rokov 19. storočia, kedy sa objavil fenomén elektromagnetickej indukcie a do polovice 80. rokov 19. storočia, keď začalo rozsiahle využívanie elektrickej energie, prešiel transformátor z najjednoduchšej indukčnej cievky na priemyselný typ jednofázového transformátora aktuálne na začiatku 90. rokov 19. storočia. - trojfázový prúdový transformátor.
V 30 - 70? S XIX storočia. došlo k vzniku a rozvoju princípov transformácie, vytvorenie indukčných zariadení, ktoré konvertujú DC impulzy jedného napätia na prúdové impulzy iného napätia. V neskorých 40? S XIX storočia. Indukčné cievky od B. S. Jacobiho, G. D. Rumkorfa a ďalších vynálezcov sa stali rozšírenými. Neskôr tieto cievky zohrali významnú úlohu ako prístroje pre zapaľovací systém spaľovacích motorov. Takéto zariadenia nemôžu byť nazývané transformátory v modernom zmysle slova.
S rozšírením oblasti využívania elektrickej energie a narastajúcim počtom spotrebiteľov elektrickej energie bolo potrebné zlepšiť metódy transformácie, bez ktorých by nebolo možné distribuovať elektrickú energiu.
Vynálezcom transformátora bol ruský elektroinžinier P. N. Yablochkov. V roku 1876 použil jednofázový prúdový transformátor s otvoreným magnetickým systémom na drvenie elektrickej energie v obvodoch elektrického osvetlenia.
Transformátor sa skladá z primárneho vinutia a jedného alebo viacerých sekundárnych vinutia. Sú navíjané na ráme s izolovaným drôtom a umiestnené na jadre. Jadro pozostáva z tenkých dosiek zo špeciálnej ocele. V prvom transformátore Jabločkovské jadro bolo otvorené.
Striedavý prúd prúdiaci cez primárne vinutie vytvára okolo neho a v jadre striedavé magnetické pole prechádzajúce závitmi sekundárneho vinutia. Preto je v sekundárnom vinutia excitovaný premenlivý EMF. Pri pripájaní na svorky sekundárneho vinutia akéhokoľvek zariadenia, ktoré spotrebuje elektrický prúd, sa v uzavretom obvode objaví elektrický prúd.
Ak je počet závitov v primárnej a sekundárnej cievke rovnaký, potom v sekundárnej cievke sa vyvolá napätie, ktoré sa rovná napätiu privedenému na primárnu cievku. V transformátore, ktorý zvyšuje napätie, je počet závitov sekundárneho vinutia vyšší ako v primárnom vinutí. V transformátore s krokom dole naopak sekundárne vinutie obsahuje menej zákrutov než primárne. Pomer napätia na primárnom vinutie na napätie sekundárneho vinutia sa nazýva transformačný pomer tohto transformátora.
V roku 1882 počas moskovskej priemyselnej výstavy laboratórny asistent na moskovskej univerzite I. F. Usagin demonštroval prístroj, ktorý ukázal, že navrhovaný spôsob distribúcie energie PN s použitím indukčných cievok môže byť celkom úspešne aplikovaný na súčasnú dodávku akéhokoľvek druhu prijímača elektrického prúdu. Usagin používa indukčné cievky s rovnakým primárnym a sekundárnym vinutím. Primárne vinutia siedmich cievok boli zapojené v sérii do jednofázového obvodu striedavého prúdu a každé sekundárne vinutie obsahovalo rôzne prúdové prijímače: elektromotor, žeraviaca cievka, oblúková lampa s regulátorom, elektrické sviečky Yablochkov. Všetky tieto prijímače by mohli pracovať súčasne bez toho, aby sa navzájom rušili.
Novým krokom v používaní transformátorov s otvoreným magnetickým systémom na účely distribúcie elektriny bol "distribučný systém elektrickej energie pre výrobu svetelnej a motorovej energie", patentovaný vo Francúzsku v roku 1882 Goliar a Gibbs. Transformátory Golyar a Gibbs boli určené nielen na drvenie energie, ale aj na konverziu napätia, to znamená, že mali transformačný pomer iný ako 1. Na drevenom stojane bol zosilnený počet vertikálnych indukčných cievok, ktorých primárne vinutia boli zapojené do série. Sekundárne vinutia každej cievky boli rozdelené a každá sekcia mala pár vodičov na pripojenie prúdových prijímačov, ktoré pracujú nezávisle.
Dôsledne pripojené indukčné cievky vytvorili určitý induktívny odpor, ktorého hodnota mohla byť nastavená presunutím jadier cievok.
Transformátory Golyar a Gibbs boli prvýkrát demonštrované v apríli 1883 v osvetľovacom zariadení v Westminsterskom akváriu (Londýn). Primárne vinutia obidvoch transformátorov boli zapojené do série. Sekundárne vinutie jedného transformátora bolo napájané 26 žiarovkami (prúd 40 ampérov) a tri sekundárne vinutia druhého - resp. Päť žiaroviek, Yablochkovu sviečku a elektromotor.
Postupné pripojenie transformátorových vinutie vzniklo historicky v súvislosti s použitím oblúkových lámp. V oblúkových systémoch osvetlenia bolo spravidla regulované množstvo prúdu v okruhu sériovo pripojených spotrebičov. V prípade žiaroviek a iných typov prúdových prijímačov, pre ktoré je dôležité udržiavať konštantnú hodnotu napätia, sa ich paralelné prepojenie stalo výhodnejším. Ale ak by transformátory s otvoreným magnetickým obvodom, čo bola mierna indukčná impedancia, boli veľmi vhodné pre sériové zapojenie prvkov elektrického obvodu a potom s paralelným spínaním prijímačov sa technicky neodôvodnilo používať transformátory s otvoreným jadrom. Preto v 80? S XIX storočia. sa objavili návrhy transformátorov s uzatvoreným magnetickým systémom, ktoré mali výrazne lepšie vlastnosti (nižší magnetizačný prúd a následne nižšie straty a vyšší výkonový faktor). Keď sú prvky elektrického obvodu zapojené do série, bolo nepraktické použiť transformátory s uzavretým magnetickým systémom, ktoré majú veľmi vysokú indukčnosť.
V 80-90? S XIX storočia. Bol vyvinutý priemyselný typ transformátora s uzatvoreným magnetickým systémom a bolo navrhnuté paralelné prepojenie transformátorov s napájacou sieťou. Prvá konštrukcia transformátora s uzavretým magnetickým systémom bola vytvorená v Anglicku v roku 1884 bratmi Johnom a Edwardom Hopkinsonom. Jadro tohto transformátora bolo prijaté z oceľových pásov alebo drôtov oddelených izolačným materiálom, čo znižovalo straty vírivého prúdu. Na jadre boli umiestnené alternatívne cievky vyššieho a nižšieho napätia.
Paralelné prepojenie transformátorov bolo najprv navrhnuté a odôvodnené maďarským elektrotechnikom M. Deri, ktorý získal patent na túto metódu spojenia v roku 1885 (bez ohľadu na neho, tá istá ponuka bola v Anglicku vykonaná S.C Ferrantim a Kennedym v Amerike). Iba potom sa rozšírili transformátory s uzavretým jadrom.
Praktická realizácia progresívnych myšlienok o prenose elektrickej energie striedavým prúdom vysokého napätia sa ukázala byť možná po vytvorení priemyselného typu transformátora s uzavretým magnetickým systémom, ktorý mal pomerne dobré ukazovatele výkonnosti. Takýto transformátor v niekoľkých modifikáciách (kruh, pancier a tyč) bol vyvinutý v roku 1885 maďarskými elektrotechnikmi O. Blati, M. Deri a K. Tsipernovsky. V aplikácii si všimli význam uzatvoreného magnetického jadra, hlavne pre vysokovýkonné výkonové transformátory.
Zavedenie na konci 80. rokov 19. storočia bolo dôležité pre rozšírenie praktického využitia transformátorov a zlepšenie spoľahlivosti ich práce. (D. Swinburn) chladenie oleja vysokovýkonnými transformátormi. Prvé takéto transformátory boli umiestnené do keramickej nádoby naplnenej petrolejom alebo olejom, aby sa znížilo zahrievanie jadier a vinutí.
Systém trojfázového prúdu v prvých rokoch existencie potreboval riešenie problému prenosu energie na dlhé vzdialenosti. Prenos elektrického prúdu je však výhodný pri vysokom napätí, ktorý je potrebný v prípade striedavého prúdu. V trojfázovom systéme neboli pre transformáciu energie žiadne základné ťažkosti, ale namiesto jedného s jednofázovým systémom boli potrebné tri jednofázové transformátory. Aby sa zabránilo nárastu počtu drahých automobilov, bolo potrebné nájsť úplne nové riešenie.
V roku 1889 to urobil M. O. Dolivo? Dobrovolsky. Vynašiel trojfázový transformátor. Spočiatku to bol transformátor s radiálnym usporiadaním jadier, jeho dizajn sa stále podobal stroju s vyčnievajúcimi tyčami, v ktorom bola odstránená vzduchová medzera a rotorové vinutia boli prenesené na tyče. Potom bolo navrhnutých niekoľko návrhov takzvaných "prizmatických" transformátorov, v ktorých bolo možné získať kompaktnejšiu formu magnetického obvodu. Napokon, v októbri 1891 bola podaná patentová prihláška pre trojfázový transformátor s paralelnými tyčami umiestnenými v rovnakej rovine. V zásade sa tento dizajn zachoval až do súčasnosti.
Ciele prenosu energie boli splnené prácou súvisiacou so štúdiom trojfázových schém zapojenia. V 80-90? S XIX storočia. významné miesto bolo obsadené zaťažením osvetlenia, ktoré často prinášalo do systému značnú asymetriu. Navyše bolo niekedy potrebné mať k dispozícii nie jedno, ale dve napätia: jedna - pre zaťaženie osvetlením a druhá zvýšená - pre napájanie.
Aby bolo možné regulovať napätie v jednotlivých fázach a mať dve napätia v systéme (fázové a lineárne), v roku 1890 vyvinula spoločnosť Dolivo? Dobrovolsky štvorvodičový trojfázový obvod alebo alternatívne trojfázový prúdový systém s nulovým vodičom. Uviedol tiež, že namiesto neutrálneho alebo neutrálneho drôtu môžete použiť zem. Dobrovolsky zdôvodnil svoje návrhy tým, že preukázal, že štvorvodičový, trojfázový systém umožňuje určité asymetrie zaťaženia; pričom napätie na svorkách každej fázy zostane nezmenené. Na reguláciu napätia v jednotlivých fázach štvorvodičového systému Dolivo? Dobrovolsky navrhol použitie trojfázového autotransformátora, ktorý vynašiel.
V súčasnosti existuje mnoho typov transformátorov používaných v rôznych oblastiach technológie.
Hlavným typom transformátorov sú výkonové transformátory. Medzi nimi sú predovšetkým dvojité vinuté. Sú inštalované na elektrických vedeniach. Takéto transformátory zvyšujú napätie vyrábané elektrárňami z 10-15 tisíc voltov na 220 až 750 tisíc voltov. V miestach spotreby elektrickej energie pomocou výkonových transformátorov sa vysoké napätie mení na nízku (220-380 voltov). Tieto transformátory majú účinnosť 0,98-0,99.
Okrem výkonových transformátorov existujú aj transformátory určené na meranie vysokých napätí a prúdov: prístrojové transformátory, transformátory napätia, prúdové transformátory, ako aj zníženie úrovne rušenia v drôtových komunikáciách, konverziu sínusového na pulzné napätie a mnohé ďalšie.
Vynikajúca definícia
Neúplná definícia ↓
TRANSFORMERS
ÚČEL TRANSFORMÁTOROV A ICH POUŽITIE
Transformátor je určený na premenu striedavého prúdu jedného napätia na striedavý prúd iného napätia. Zvýšenie napätia sa vykonáva pomocou zosilňovacích transformátorov, ktoré znižujú? spúšťanie.
Transformátory sa používajú v elektrických vedeniach, komunikačných technológiách, automatizácii, meracej technológii a ďalších oblastiach.
V súlade s účelom rozlíšiť:
Silové transformátory na napájanie elektrických motorov a svetelných sietí;
Špeciálne transformátory na napájanie zváracích strojov, elektrických pecí a iných účelových spotrebiteľov;
Meracie transformátory na pripojenie meracích prístrojov.
Podľa počtu fáz sú transformátory rozdelené na jednofázové a trojfázové. Transformátory používané v komunikačných technológiách sú rozdelené na nízke a vysoké frekvencie.
Vypočítané výkonové transformátory sú rôzne? od voltových ampere až po desiatky tisíc kilovoltových ampérov; pracovné frekvencie? od jednotiek hertz až po stovky kilohertov.
Transformátor? jednoduché, spoľahlivé a ekonomické elektrické prístroje. Nemá žiadne pohyblivé časti a klzné kontaktné spoje, účinnosť dosiahne 99%. Transformátor účinnosti η, definovaný ako pomer výkonu P2 na napájanie na vstupe P1 závisí od zaťaženia.
TRANSFORMÁTOR ZARIADENIA
Transformátor je uzavretý magnetický obvod, na ktorom sú umiestnené dve alebo viac vinutí. V nízkoenergetických vysokofrekvenčných transformátoroch používaných v rádiových obvodoch môže byť magnetický obvod vzduch.
Na zníženie straty hysterézy je magnetické jadro vyrobené z magnetického materiálu? transformátorová oceľ, ktorá má úzku smyčku magnetizácie. Na zníženie straty vírivého prúdu sa do materiálu magnetického jadra zavádza kremíková nečistota, ktorá zvyšuje jej elektrický odpor a samotné magnetické jadro sa odoberá z jednotlivých elektrických oceľových plechov s hrúbkou 0,35 ± 0,5 mm izolovaných navzájom teplom odolným lakom alebo špeciálnym papierom.
K dispozícii sú transformátory tyčí (obr.7.1, a) a pancierové (obr.7.1, b) typy.
Obr. 7.1. Konštrukcia jednofázového nízkopríkonového transformátora (a) a obrnených (b) typov
Tento druhý chráni vinutia cievok pred mechanickým poškodením. Horná časť magnetického obvodu, nazývaná jarmo, je pripevnená po pripojení k jadru cievok (vinutia). Tyče a strmeň sa spájajú veľmi tesne, aby sa odstránili vzduchové medzery na kĺboch. Prstencové transformátory sú široko používané v transformátoroch s nízkym výkonom, ktoré sú zostavené z lisovaných krúžkov alebo zranené z dlhej stuhy. V týchto magnetických jadrách nie je žiadna vzduchová medzera, takže magnetický netesný tok je malý. V transformátoroch určených pre vyššie frekvencie sa prstencové jadrá často lisujú z feromagnetického prášku zmiešaného s izolačným lakom.
Vinutia transformátorov sú vyrobené z medeného drôtu a sú umiestnené na rovnakom alebo na rôznych tyčiach vedľa seba alebo pod druhým. V druhom prípade je navíjacie vedenie s nízkym napätím susedné s tyčou a na ňom je umiestnené vysokonapäťové vinutie.
Navíjanie transformátora, na ktoré sa aplikuje napájacie napätie, sa nazývaprimárny a navíjanie, ku ktorému je záťaž pripojená?sekundárne , Viaceré sekundárne vinutia s rôznym počtom závitov môžu byť umiestnené na jadre, čo umožňuje získať rôzne sekundárne napätia.
Počas prevádzky transformátora v dôsledku prúdov vo vinutí, ako aj v dôsledku magnetického obratu magnetického obvodu a vírivých prúdov sa vytvára teplo. Transformátory s malou kapacitou (do 10 kV-A), pre ktoré je dostatok vzduchového chladenia, sa nazývajú suché.
Obr. 7.2. Trojfázový výkonový transformátor 7.3. Všeobecný pohľad na autotransformátor
ja ?? posuvná kontaktná rukoväť; 2 ?? posuvný kontakt; 3 ?? navíjanie
V transformátoroch s vysokým výkonom sa používa chladenie oleja (obrázok 7.2). Magnetický obvod 1 s vinutím 2, 3 je umiestnený v nádrži 4, naplnenej minerálnym (transformátorovým) olejom. Olej nielenže odstraňuje teplo konvekciou alebo núteným obehom, ale je tiež dobrým dielektrikom (izolátorom). Olejové transformátory sú v prevádzke spoľahlivé a majú menšiu veľkosť a hmotnosť v porovnaní so suchými transformátormi rovnakej kapacity. Pri zmene teploty sa mení objem oleja. Keď teplota stúpa, prebytočný olej sa absorbuje expandérom 5 a keď teplota klesá, olej z expandéra sa vracia do hlavnej nádrže.
V prípadoch, keď je nevyhnutné plynule meniť sekundárne napätie, slúži posuvný kontakt na zmenu počtu závitov navíjania (približne rovnakým spôsobom ako v posuvných reostatoch). Posuvný kontakt je široko používaný v autotransformátore, určený na reguláciu napätia v malých limitoch (obrázok 7.3).
TRANSFORMÁTOR EMF FORMULA
Zoberme do úvahy cievku (obr. 7.4), ku ktorej sú svorky sínusové napätie. Zanedbanie odporu cievky a hysteréza a straty vírivého prúdu. Potom napätie aplikované na cievkuu = u m sinot iba self-induced emf bude vyváženýe = E m sin sin t.
Je to zrejmé, pretože iba rovnocenné a rovnako časovo premenlivé hodnoty sa navzájom úplne vyrovnajú.
V súlade so zákonom o elektromagnetickej indukcii e = ??w ; preto Em sin ωt = ω ω.
Táto diferenciálna rovnica vám umožňuje nájsť vzťah medzi EMF vinutia a magnetickým tokom v magnetickom jadre:
d F = - sin ωt dt
Integrujeme ľavú a pravú stranu tohto výrazu:
F = - ∫ sin ω t dt = cos ωt + A
Tu je integračná konštanta = 0, pretože sínusové emf nemôže vytvoriť konštantnú zložku magnetického toku. To znamená,
E = cos ω t = φ m cos ω t,
kde f m = E m / ω w Amplitúda hodnoty premenlivého magnetického toku v magnetickom jadre cievky. Nahradenie poslednej rovnosti Em = √2 E a ω = 2πf, dostaneme
Fm =, alebo E =
t.j. E = 4,44 fw fm , Tento výraz spájajúci účinnú hodnotu EMF vo vinutí s amplitúdou magnetického toku v magnetickom obvode sa nazýva vzorec transformátora EMF. Zohráva dôležitú úlohu v teórii transformátorov a AC elektrických strojov.
Obr. 7.4. Obvodová cievka s feromagnetickým jadrom v obvode striedavého prúdu
PRINCÍP ČINNOSTI JEDNOFÁZOVÉHO TRANSFORMÁTORA.
KOEFICIENT TRANSFORMÁCIE.
Prevádzka transformátora je založená na fenoméne vzájomnej indukcie, ktorá je dôsledkom zákona elektromagnetickej indukcie.
Pozrime sa podrobnejšie na podstatu procesu transformácie prúdu a napätia.
Pri pripájaní primárneho vinutia transformátora na striedavé napätieU 1 vinutie začne prúdiťI 1 (Obrázok 7.5), ktorý v magnetickom obvode vytvorí premenlivý magnetický tok F. Magnetický tok, ktorý preniká do závitov sekundárneho vinutia, vyvoláva v ňom emfE 2 ktoré možno použiť na napájanie záťaže.
Pretože primárne a sekundárne vinutia transformátora preniknú rovnakým magnetickým tokom Φ, výrazy emf indukované vo vinutí môžu byť napísané ako
E 1 = 4,44 fw 1 f m
E 2 = 4,44 fw 2 f m
kde f ?? Frekvencia AC;w 1, w 2 ?? počet závitov vinutí.
E 2 / E 1 = w 2 / w 2 = k.
Pomer počtu závitov vinutia transformátora sa nazýva transformačný pomerk.
Transformačný pomer teda ukazuje, ako sa vzťahujú efektívne hodnoty EMF sekundárneho a primárneho vinutia.
Na základe zákona o elektromagnetickej indukcii môžete napísať
e 1 = ?? w 1, e 2 = ?? w 2
Rozdeľujeme jednu rovnosť o druhúe 2 / e 1 = w 2 / w 1 = k
Preto sa pomer okamžitých hodnôt EMF sekundárneho a primárneho vinutia kedykoľvek rovná pomeru transformácie. Je ľahké pochopiť, že je to možné len s úplnou zhodou fázy EMF e1 a e2.
Ak je okruh sekundárneho vinutí transformátora otvorený (režim voľnobehu), napätie na vinutie je rovnaké ako jeho EMF:U2 = E2 a napätie zdroja energie je takmer úplne vyvážené emf primárneho vinutiaU ≈ E 1 , Preto to môžete napísaťk = E 2 / E 1 ≈ U 2 / U 1.
Obr. 7.5. Schematický diagram jedného fázového transformátora
Transformačný pomer môže byť teda určený na základe merania napätia na vstupe a výstupe nezaťaženého transformátora. Pomer napätia na vinutí nezaťaženého transformátora je uvedený vo svojom pase.
Vzhľadom na vysokú účinnosť transformátora možno predpokladať, žeS t ≈ S 2, kde S 1 = U 1 I 1 ?? spotreba energie zo siete;S 2 = U 2 I 2 ?? výkon dodaný na náklad.
Teda U 1 I 1 ≈ U 2 I 2, kde I 1 / I 2 ≈ U 2 / U 1 = k.
Pomer prúdov primárneho a sekundárneho vinutia je približne rovnaký ako transformačný pomer, teda prúdI 2 zvyšuje toľkokrát (klesá), koľkokrát klesá (zvyšuje)U 2.
TROJFÁZOVÉ TRANSFORMÁTORY
V elektrických vedeniach sa používajú najmä trojfázové výkonové transformátory. Vzhľad, konštrukčné vlastnosti a usporiadanie hlavných prvkov tohto transformátora sú znázornené na obr. 7.2. Trojfázové magnetické jadro transformátora má tri tyče, na ktorých sú umiestnené dve vinutia tej istej fázy (obrázok 7.6).
Obr. 7.6. Umiestnenie vinutia na jadro trojfázového transformátora
Na pripojenie transformátora k elektrickému vedeniu na veku nádrže sa nachádzajú priechodky, ktorými sú porcelánové izolátory, vo vnútri ktorých sú medené tyče. Vstupy vyššieho napätia sú označené písmenami A, B, C, vstupmi nižšieho napätia? písmená a,b , P. Vstup neutrálneho vodiča sa nachádza naľavo od vstupu a je označený ako O (obrázok 7.7).
Princíp činnosti a elektromagnetické procesy v trojfázovom transformátore sú podobné tým, ktoré boli diskutované vyššie. Špeciálnou vlastnosťou trojfázového transformátora je závislosť transformačného pomeru napájacích vedení od spôsobu pripojenia vinutí.
Tri spôsoby pripojenia vinutí trojfázového transformátora sa používajú predovšetkým: 1) spojenie primárneho a sekundárneho vinutia s hviezdou (obr.7.8, a); 2) spojenie primárnych vinutia hviezdou, sekundárne? trojuholník (obrázok 7.8, b); 3) spojenie primárnych vinutia s trojuholníkom, sekundárna hviezda (obrázok 7.8, c).
Obr. 7.8. Spôsoby pripojenia vinutí trojfázového transformátora
Označte pomer počtu závitov vinutia jednej fázy písmenak ktorá zodpovedá pomeru transformácie jednéhofázového transformátora a môže byť vyjadrená pomerom fázových napätí:k = w 2 / w 1 ≈ U 2f / U 1f
Označte transformačný pomer lineárnych napätí písmenom c.
Pri pripájaní vinutia podľa hviezdnej schémy? hviezda
Pri pripájaní vinutia podľa hviezdnej schémy? trojuholník
c =.
Pri pripojení vinutia v trojuholníkovej schéme? hviezda
Takže s rovnakým počtom závitov vinutia transformátora je možné 3 krát zvýšiť alebo znížiť jeho transformačný pomer výberom vhodného schémy pripojenia navíjania.
AUTOMATICKÉ TRANSFORMÁTORY A MERACIE TRANSFORMÁTORY
Schématické znázornenie autotransformátora je znázornené na obr. 7.9.
V autotransformátore sa ako sekundárne vinutie používa časť závitov primárneho vinutia, takže okrem magnetického spojenia existuje elektrické spojenie medzi primárnym a sekundárnym obvodom. V súlade s tým sa energia z primárneho okruhu na sekundárny je prenášaná ako magnetickým tokom, uzavretým pozdĺž magnetického obvodu, a priamo cez drôty. Pretože transformátorový vzorec EMF je použiteľný na vinutia autotransformátora, rovnako ako na vinutie transformátora, transformačný pomer autotransformátora je vyjadrený známymi vzťahmi
k = w 2 / w l = E 2 / E l ≈ U 2 / U 1 ≈ I 1 / I 2
V dôsledku elektrického pripojenia vinutia časťou cievok, ktoré sú súčasťou primárneho a sekundárneho obvodu, sú prúdyI1 a I2 ktoré sú orientované opačne a s malým pomerom transformácie, sa navzájom značne líšia. Preto je ich rozdiel malý a navíjanýw 2 môže byť vyrobený z tenkého drôtu. Tak, sk = 0,5 - 2 sa ušetrí významné množstvo medi. Pri väčších alebo menších pomeroch transformácie zmizne táto výhoda autotransformátora, pretože tá časť vinutia, cez ktorú preteká protiprúdI1 a I2 , klesá na niekoľko otočení a rozdiel prúdov sa zvyšuje.
Elektrické pripojenie primárneho a sekundárneho obvodu zvyšuje nebezpečenstvo pri prevádzke prístroja, pretože pri poruche izolácie v krokovom autotransformátore môže byť obsluha pod vysokým napätím primárneho okruhu.
Autotransformátory sa používajú na štart vysoko výkonných striedavých motorov, reguláciu napätia v sieťach osvetlenia, ako aj v iných prípadoch, keď je potrebné regulovať napätie v malých limitoch.
Meracie transformátory napätia a prúdu sa používajú na zapínanie meracích prístrojov, automatického riadenia a ochrany v obvodoch vysokého napätia. Umožňujú znížiť veľkosť a hmotnosť meracích prístrojov, zvýšiť bezpečnosť personálu a rozšíriť limity merania zariadení AC.
Meracie napäťové transformátory sa používajú na zapínanie voltmetrov a napäťových vinutia meracích prístrojov (obr. 7.10). Pretože tieto vinutia majú vysoký odpor a spotrebujú malú energiu, možno zvážiť, že napäťové transformátory pracujú v nečinnom režime.
Meracie transformátory prúdu sa používajú na zapínanie ampérmetrov a prúdových cieviek meracích zariadení (obrázok 7.11). Tieto cievky majú veľmi malý odpor, takže prúdové transformátory prakticky pracujú v režime skratu.
Obr. 7.10. Schéma zapojenia a obr. 7.11. Schéma zapojenia a
symbol merania je symbolom merania
transformátor transformátora napäťového prúdu
zheniya
Výsledný magnetický tok v magnetickom jadre transformátora sa rovná rozdielu v magnetických tokoch generovaných primárnym a sekundárnym vinutím. Za normálnych prevádzkových podmienok je transformátor prúdu malý. Ak sa však sekundárne vinutie otvorí v jadre, bude existovať iba magnetický tok primárneho vinutia, ktorý výrazne prevyšuje diferenčný magnetický tok. Strata v jadre sa dramaticky zvýši, transformátor sa prehrieva a zlyhá. Okrem toho sa na koncoch zlomeného sekundárneho okruhu objaví veľké EMF, ktoré je pre prevádzkovateľa nebezpečné. Transformátor prúdu preto nemožno zahrnúť do vedenia bez pripojeného meracieho zariadenia. Na zvýšenie bezpečnosti personálu údržby musí byť kryt meracieho transformátora dôkladne uzemnený.
ZVÁRACIE TRANSFORMÁTORY
Osobitné požiadavky sú kladené na zdroje energie zváracích strojov: pre daný výkon musia vytvárať veľké prúdy v záťaži a ostrý nárast odporu zaťaženia by nemal významne ovplyvniť hodnotu zváracieho prúdu.
Relatívne nízke napätia pri vysokých prúdoch poskytujú nielen efektívny odvod tepla v zváranom kontakte, ale aj bezpečnosť zváračky, ktorá zvyčajne pracuje medzi kovovými konštrukciami s vysokou elektrickou vodivosťou.
V súlade s uvedenými požiadavkami poskytujú zváracie transformátory pokles napätia z 220 alebo 380 V na 60 - 70 V. Toto napätie na sekundárnych svorkách sa nastavuje, keď je zvárací transformátor vo voľnobehu. V procese zvárania sa pohybuje od maximálnej hodnoty 60 ÷ 70 V až po hodnoty blízke nule. Odolnosť elektrického oblúka, ku ktorému dochádza počas zvárania, sa mení, keď ruka pohne zvárač. Ak by sa napätie na svorkách sekundárneho vinutia transformátora udržiavalo konštantné, v okruhu by došlo k ostrým výkyvom prúdu a nebolo by možné regulovať uvoľňovanie tepla. Preto je zvárací transformátor navrhnutý tak, že s prudkým poklesom odporu oblúka sa prúd v obvode mierne zvýši a výrobokI 2 R ktorý určuje, že množstvo tepla sa udržuje na požadovanej úrovni.
V súlade s Ohmovým zákonom, s prudkým poklesom odporu a miernym zvýšením prúdu, sa napätie naprieč oblúku znižuje. Zvárací transformátor má strmene namáčavú vonkajšiu charakteristiku.
Zvárací transformátor odoláva skratu, ku ktorému dochádza, keď sa elektróda dotýka zváracieho švu. Skratový prúd, ako vyplýva z vonkajšej charakteristiky, je obmedzený. Sekundárne vinutie transformátora je určené na dostatočne dlhý prúd tohto prúdu.
S konštantným napájacím napätím môže byť rýchly pokles výstupného napätia transformátora s miernym zvýšením prúdu dosiahnutý len zvýšením vnútorného poklesu napätia vinutia transformátora. Aby ste to dosiahli, zvýšite odpor vinutí.
Zváracie transformátory sú vyrábané s veľkou nastaviteľnou indukčnou odolnosťou vinutí. V tomto prípade nie je zvýšená aktívna odolnosť drôtov, ale induktívna odolnosť rozptýlenia vinutí, pretože zvýšenie aktívnej odolnosti by viedlo k zvýšeniu straty energie a prehriatiu transformátora.
Na zvýšenie indukčnej odolnosti rozptylu vinutia sa zvyšuje rozptýlený tok tým, že sa do magnetického obvodu transformátora zavádza magneticky vodivá tyč, cez ktorú je časť hlavného magnetického toku uzavretá. Zmenou hodnoty vzduchovej medzery v prepojovacej tyči môžete zmeniť magnetický tok. Stredná pohyblivá tyč, ktorá vykonáva funkcie magnetického skratu, je poskytnutá napríklad v konštrukcii domáceho zváracieho transformátora STAN-1.
Použiť iné spôsoby, ako zmeniť indukčnú odolnosť rozptylu vinutia. V transformátore je preto v sekundárnom vinutí zapojená špeciálna tlmivka s nastaviteľnou vzduchovou medzerou a v transformátore TC-500 sa mení vzdialenosť medzi primárnym a sekundárnym vinutím.
