Transformátory: účel, klasifikácia, menovité údaje pre transformátory

Transformátory — elektromagnetické statické meniče elektrickej energie. Transformátory sú elektromagnetické zariadenia, ktoré sa používajú na premenu striedavého prúdu jedného napätia na striedavý prúd iného napätia s rovnakou frekvenciou a na elektromagnetický prenos elektrickej energie z jedného obvodu do druhého.

„Transformátor je statické elektromagnetické zariadenie určené na premenu jedného – primárneho – systému striedavého prúdu na iný – sekundárny s rovnakou frekvenciou, ktorý má zvyčajne iné vlastnosti, najmä iné napätie a iný prúd“ (stroje Piotrovsky LM Electric).

Hlavným účelom transformátorov je zmena striedavého napätia. Transformátory sa tiež používajú na prevod počtu fáz a frekvencie.

Prúdové transformátory sa nazývajú zariadenia určené na premenu prúdu akejkoľvek veľkosti na prúd prípustný na meranie bežnými prístrojmi, ako aj na napájanie rôznych relé a cievok elektromagnetov.Počet závitov sekundárneho vinutia prúdového transformátora w2> w1.

Charakteristickým znakom prúdových transformátorov je ich prevádzka v režime blízkom skratu, pretože ich sekundárne vinutie je vždy uzavreté s malým odporom.

Napäťové transformátory sa nazývajú zariadenia určené na premenu vysokonapäťového striedavého prúdu na nízkonapäťový striedavý prúd a napájanie paralelných cievok meračov a relé. Princíp činnosti a konštrukcie napäťových transformátorov je podobný princípu činnosti výkonových transformátorov. Počet závitov sekundárneho vinutia je w2 <w1, keďže všetky meracie napäťové transformátory sú typu step-down.

Princíp činnosti napäťových transformátorov:

Zvláštnosťou činnosti meracieho transformátora napätia je, že jeho sekundárne vinutie je vždy uzavreté na vysoký odpor a transformátor pracuje v režime blízkom kľudovému režimu, pretože pripojené zariadenia spotrebúvajú zanedbateľný prúd.

Najbežnejšie sú transformátory napájacieho napätia, ktoré vyrába elektrotechnický priemysel pre kapacitu nad milión kilovoltampérov a pre napätie do 1150 — 1500 kV.

Konštrukcia výkonového transformátora:

Pre prenos a rozvod elektrickej energie je potrebné zvýšiť napätie turbogenerátorov a hydrogenerátorov inštalovaných v elektrárňach zo 16 — 24 kV na napätia 110, 150, 220, 330, 500, 750 a 1150 kV používaných v prenosových vedeniach. a potom znova znížiť na 35; desať; 6; 3; 0,66; 0,38 a 0,22 kV pre energetické využitie v priemysle, poľnohospodárstve a každodennom živote.

Keďže v energetických systémoch dochádza k viacnásobným transformáciám, výkon transformátorov je 7-10 krát väčší ako inštalovaný výkon generátorov v elektrárňach.

Výkonové transformátory sa vyrábajú hlavne pre frekvenciu 50 Hz.

Nízkoenergetické transformátory sú široko používané v rôznych elektrických inštaláciách, systémoch prenosu a spracovania informácií, navigácii a iných zariadeniach. Frekvenčný rozsah, v ktorom môžu transformátory pracovať, je od niekoľkých hertzov do 105 Hz.

Podľa počtu fáz sa transformátory delia na jednofázové, dvojfázové, trojfázové a viacfázové. Výkonové transformátory sa vyrábajú prevažne v trojfázovom prevedení. Na použitie v jednofázových sieťach sa vyrábajú jednofázové transformátory.

Klasifikácia transformátorov podľa počtu a schém zapojenia vinutí

Transformátory majú dve alebo viac vinutí, ktoré sú navzájom indukčne spojené. Vinutia, ktoré spotrebúvajú energiu zo siete, sa nazývajú primárne... Vinutia, ktoré dodávajú spotrebiteľovi elektrickú energiu, sa nazývajú sekundárne.

Polyfázové transformátory majú vinutia zapojené do viaclúčovej hviezdy alebo mnohouholníka. Trojfázové transformátory majú trojlúčové spojenie hviezda-trojuholník.

Schémy zapojenia vinutia výkonového transformátora:

Zvyšovacie a znižovacie transformátory

Podľa pomeru napätí primárneho a sekundárneho vinutia sa transformátory delia na zvyšovacie a znižovacie... V zvyšovací transformátor primárne vinutie je nízkonapäťové a sekundárne je vysoké. V zostupnom transformátore reverz, sekundárny je nízkonapäťový a primárny je vysoký.

Nazývajú sa transformátory s jedným primárnym a jedným sekundárnym vinutím s dvojitým vinutím... Dosť rozšírené transformátory s tromi vinutiami tri vinutia pre každú fázu, napríklad dve na strane nízkeho napätia, jedno na strane vysokého napätia alebo naopak. Polyfázové transformátory môžu mať viacero vinutí pre vysoké a nízke napätie.

Klasifikácia transformátorov podľa konštrukcie

Podľa návrhu sú výkonové transformátory rozdelené do dvoch hlavných typov - olejové a suché.

V olejové transformátory magnetický obvod s vinutiami je umiestnený v nádrži naplnenej transformátorovým olejom, ktorý je dobrým izolantom a chladiacim prostriedkom.

Suché transformátory sú chladené vzduchom. Používajú sa v obytných a priemyselných priestoroch, kde je prevádzka olejového transformátora nežiaduca. Transformátorový olej je horľavý a môže poškodiť iné zariadenie, ak nádrž nie je utesnená. Prečítajte si viac o tomto type transformátora tu: Suché transformátory

V súlade s normatívnymi dokumentmi sa konštrukčné charakteristiky transformátora odrážajú v označení jeho typu a chladiacich systémov.

Typ transformátora:

• Autotransformátor (pre jednofázový O, pre trojfázový T)-A
• Nízkonapäťová cievka - P
• Kvapalné dielektrické tienenie s dusíkovou pokrývkou bez expandéra — Z
• Prevedenie z liatej živice — L
• Trojvinutý transformátor - T
• Spínač záťaže Transformátor-N
• Suchý transformátor prirodzený vzduchom chladený (zvyčajne druhé písmeno v typovom označení), alebo verzia pre pomocné potreby elektrární (zvyčajne posledné písmeno v typovom označení) — C
• Tesnenie kábla - K
• Prírubový vstup (pre celé trafostanice) — F

Výkonový olejový transformátor TM-160 (250) kVA

Chladiace systémy suchého transformátora:

• Prírodný vzduch s otvoreným dizajnom — S
• Prírodný vzduch s chráneným vzorom — SZ
• Prirodzený vzduchotesný dizajn — SG
• Vzduch s núteným obehom vzduchu — SD

Chladiace systémy pre olejové transformátory:

• Prirodzená cirkulácia vzduchu a oleja - M
• Nútená cirkulácia vzduchu a prirodzená cirkulácia oleja — D
• Prirodzená cirkulácia vzduchu a nútená cirkulácia oleja s neusmerneným tokom oleja — MC
• Prirodzená cirkulácia vzduchu a nútená cirkulácia oleja s riadeným tokom oleja — NMC
• Nútená cirkulácia vzduchu a oleja s nesmerovým tokom oleja — DC
• Nútená cirkulácia vzduchu a oleja so smerovým tokom oleja — NDC
• Nútený obeh vody a oleja s nesmerovým tokom oleja — C
• Nútená cirkulácia vody a oleja s riadeným prietokom oleja — NC

Chladiace systémy pre transformátory s nehorľavým kvapalným dielektrikom:

• Kvapalné dielektrické chladenie s núteným obehom vzduchu — ND
• Nehorľavé kvapalinové dielektrikum chladenie s núteným prúdením vzduchu s kvapalinovým dielektrikom - NND

Súvisiace články:

Výkonové transformátory — zariadenie a princíp činnosti

Výkonové transformátory: menovité prevádzkové režimy a hodnoty

Chladiace systémy výkonových transformátorov

Automobilové transformátory

Spolu s transformátormi sú široko používané autotransformátory, kde je elektrické spojenie medzi primárnym a sekundárnym vinutím. V tomto prípade je výkon z jedného vinutia autotransformátora do druhého prenášaný magnetickým poľom aj v dôsledku elektrickej komunikácie.Autotransformátory sú skonštruované pre vysoký výkon a vysoké napätie a používajú sa v energetických systémoch a používajú sa aj na reguláciu napätia v inštaláciách nízkeho výkonu.

Menovité údaje pre transformátory

Menovité údaje transformátora, pre ktorý je určený s výrobnou zárukou 25 rokov, sú uvedené na typovom štítku transformátora:

• menovitý zdanlivý výkon Snom, KV-A,

• menovité sieťové napätie Ulnom, V alebo kV,

• nominálny prúd vedenia AzIn A,

• nominálna frekvencia je, Hz,

• počet fáz,

• obvod a skupina na pripojenie cievok,

• skratové napätie Uc,%,

• Režim prevádzky,

• spôsob chladenia.

Štítok obsahuje aj údaje potrebné pre montáž: celková hmotnosť, hmotnosť oleja, hmotnosť pohyblivej (aktívnej) časti transformátora. Typ transformátora je špecifikovaný v súlade s GOST pre značky transformátora a výrobcu.

Menovitý výkon jednofázového transformátora Snom =U1nom I1nom, trojfázový

kde U1lnom, U1phnom, I1lnom a I1fnom — nominálne resp čiarové a fázové hodnoty napätí a prúdov.

Menovité napätie transformátora je medzifázové napätie naprázdno primárneho a sekundárneho vinutia transformátora. Na menovité prúdy primárneho a sekundárneho vinutia transformátora sa prúdy vypočítajú podľa menovitého výkonu pri menovitom primárnom a sekundárnom napätí.

Vzhľadom na ich spoločnú konštrukciu a metódy výpočtu možno transformátory klasifikovať ako reaktory, saturačné tlmivky a supravodivé indukčné úložné zariadenia.