В електрическата мрежа е статично монтиран електрически блок с две, три или повече намотки. Силовият трансформатор променя променливото напрежение и тока без отклонение на честотата. Преобразувателят, използван във вторичните захранвания, се нарича понижаващо устройство. Стъпкащите структури повишават напрежението, използват се във високоволтови електропроводи с висока мощност, пропускателна способност и капацитет.
Съдържание
Област на приложение
Комплектът от инсталации, предназначени за генериране на електроенергия, включва силови трансформатори. Електроцентралите използват енергията на атом, органично, твърдо или течно гориво, работят на газ или използват мощността на воден поток, но изходните преобразуватели на подстанцията са необходими за нормалното функциониране на потребителските и производствените линии.
Агрегатите са инсталирани в мрежи от промишлени съоръжения, селски предприятия, отбранителни комплекси, нефтени и газови разработки. Прякото предназначение на силовия трансформатор - за понижаване и увеличаване на напрежението и тока - се използва за експлоатация на транспортна, жилищна, търговска инфраструктура, мрежови разпределителни съоръжения.
Основни части и системи
Захранващото напрежение и натоварването се подават на входовете, които са разположени на вътрешния или външния клемен блок. Контактът е фиксиран с болтове или специални съединители. При маслените агрегати входовете са разположени отвън отстрани на резервоара или върху капака на подвижния корпус.
Предаването от вътрешните намотки отива към гъвкави амортисьори или резбови шпилки, изработени от цветни метали. Силовите трансформатори и техните корпуси са изолирани от шпилките с порцеланов или пластмасов слой. Пропуските се елиминират чрез уплътнения, изработени от материал, устойчив на масла и синтетични течности.
Охладителите намаляват температурата на маслото от горната част на резервоара и го прехвърлят към страничния долен слой. Охлаждащото устройство на силовия маслен трансформатор е представено от:
- външна верига, която отвежда топлината от носача;
- вътрешен контур за отопление.
Охладителите са от различни видове:
- радиатори - набор от плоски канали със заваряване в края, разположени в плочи за комуникация между долния и горния колектор;
- гофрирани резервоари - поставени в агрегати с ниска и средна мощност, те са едновременно контейнер за понижаване на температурата и работен резервоар със сгъната повърхност на стените и долна кутия;
- вентилатори - оборудвани са с големи трансформаторни модули за принудително охлаждане на потока;
- топлообменници - използвани в големи агрегати за преместване на синтетични течности с помощта на помпа, т.корганизацията на естествената циркулация изисква много пространство;
- водно-маслени инсталации - тръбни топлообменници по класическа технология;
- Циркулационните помпи са херметични конструкции с пълно потапяне на двигателя при липса на уплътнения на сапълнежната кутия.
Оборудването за трансформация на напрежението е снабдено с управляващи устройства за промяна на броя на работните завои. Напрежението на вторичната намотка се променя с помощта на превключвателя за броя на бобините или се задава чрез завинтване при избора на местоположението на джъмперите. По този начин се свързват проводниците на заземен или изключен трансформатор. Регулиращите модули преобразуват напрежението в малки диапазони.
В зависимост от условията, превключвателите за броя на спиралите са разделени на типове:
- устройства, работещи при изключен товар;
- елементи, които функционират, когато вторичната намотка е на късо до съпротивление.
Прикачен файл
Газовото реле се намира в свързващата тръба между разширителния и работния резервоар. Устройството предотвратява разлагането на изолационни органи, масла при прегряване и леки повреди на системата. Устройството реагира на образуване на газ в случай на неизправност, дава алармен сигнал или напълно изключва системата в случай на късо съединение или опасно спадане на нивото на течността.
Термодвойки се поставят в горната част на резервоара в джобове за измерване на температурата. Те работят на принципа на математическото изчисление, за да идентифицират най-нагрятата част от уреда. Съвременните сензори са базирани на оптична технология.
Устройството за непрекъсната регенерация се използва за възстановяване и пречистване на маслото. В резултат на работа в масата се образува шлака, въздухът навлиза в нея.Устройствата за регенерация са два вида:
- термосифонни модули, използващи естественото движение на нагретите слоеве нагоре и преминаване през филтъра, последващо спускане на охладените потоци до дъното на резервоара;
- агрегатите за качество на адсорбция принудително изпомпват масата през филтрите с помпа, разположени са отделно на основата и се използват във веригите на големи преобразуватели.
Маслозащитните модули са разширителен резервоар от отворен тип. Въздухът над повърхността на масата се пропуска през десиканти от силикагел. Адсорбентът при максимална влажност става розов, което служи като сигнал за смяната му.
В горната част на разширителя е инсталирано уплътнение. Това е устройство за намаляване на влажността на въздуха, работещо на трансформаторно сухо масло. Модулът е свързан към разширителния резервоар с тръба. В горната част е заварен контейнер с вътрешно разделяне под формата на няколко стени под формата на лабиринт. Въздухът преминава през маслото, отделя влага, след това се почиства със силикагел и влиза в разширителя.
Устройства за управление
Устройството за намаляване на налягането предотвратява авариен скок на налягането поради късо съединение или силно разлагане на масло и е предвидено в конструкцията на мощни агрегати в съответствие с GOST 11677-1975. Устройството е направено под формата на изпускателна тръба, разположена под ъгъл спрямо капака на трансформатора. В края има запечатана мембрана, която може моментално да се разгъне и да пропусне изгорелите газове.
Освен това в трансформатора са инсталирани други модули:
- Сензорите за нивото на маслото в резервоара, оборудвани с циферблат или направени под формата на стъклена тръба от комуникационни контейнери, се поставят в края на разширителя.
- Вградените трансформатори са разположени вътре в модула или близо до заземяващата втулка от страната на проходните изолатори или върху шини с ниско напрежение. В този случай няма нужда от голям брой индивидуални преобразуватели в подстанция с вътрешна и външна изолация.
- Детекторът на горими примеси и газове открива водород в маслената маса и го изстисква през мембраната. Устройството показва първоначалната степен на образуване на газ, преди концентрираната смес да предизвика работа на управляващото реле.
- Разходомерът следи загубите на масло в подстанции, работещи на принципа на принудително намаляване на температурата. Устройството измерва разликата в главата и определя налягането от двете страни на препятствието в потока. В агрегатите с водно охлаждане разходомерите отчитат консумацията на влага. Елементите са оборудвани с аларма при авария и циферблат за определяне на индикатори.
Принцип на действие и режими на работа
Прост трансформатор е оборудван със сърцевина от пермалой, ферит и две намотки. Магнитната верига включва набор от лента, плоча или формовани елементи. Той премества магнитния поток, който възниква под действието на електричество. Принципът на работа на силовия трансформатор е да преобразува индикаторите за ток и напрежение с помощта на индукция, докато честотата и формата на графиката на движението на заредените частици остават постоянни.
При повишаващите трансформатори веригата осигурява повишено напрежение на вторичната намотка в сравнение с първичната намотка. При понижаващите устройства входното напрежение е по-високо от изходното. Ядрото със спираловидни завои се намира в контейнер с масло.
Когато променливият ток е включен, върху първичната спирала се образува променливо магнитно поле. Затваря се върху ядрото и засяга вторичната верига. Генерира се електродвижеща сила, която се предава към свързаните товари на изхода на трансформатора. Станцията работи в три режима:
- Празен ход се характеризира с отворено състояние на вторичната намотка и липса на ток вътре в намотките. В първичната намотка протича електричество без натоварване, което е 2-5% от номиналната стойност.
- Работата под товар се извършва със свързването на захранването и консуматорите. Силовите трансформатори показват енергия в две намотки, работата в такива разпоредби е обичайна за уреда.
- Късо съединение, при което съпротивлението на вторичната намотка остава единственото натоварване. Режимът ви позволява да идентифицирате загубите за нагряване на намотките на сърцевината.
Режим на празен ход
Електричеството в първичната намотка е равно на стойността на променливия ток на намагнитване, вторичният ток показва нулеви стойности. Електродвижещата сила на първоначалната намотка в случай на феромагнитен накрайник напълно замества напрежението на източника, няма товарни токове. Работата на празен ход открива моментни загуби при включване и вихрови токове, определя компенсацията на реактивната мощност за поддържане на необходимото изходно напрежение.
В единица без феромагнитен проводник няма загуби поради промяна в магнитното поле. Токът на празен ход е пропорционален на съпротивлението на първичната намотка. Способността да се противопоставя на преминаването на заредени електрони се трансформира чрез промяна на честотата на тока и размера на индукцията.
Работа на късо съединение
Към първичната намотка се прилага малко променливо напрежение, изходите на вторичната намотка са на късо.Индикаторите на входното напрежение са избрани така, че токът на късо съединение да съответства на изчислената или номиналната стойност на уреда. Размерът на напрежението на късо съединение определя загубите в намотките на трансформатора и разходите за съпротива на материала на проводника. Част от постоянния ток преодолява съпротивлението и се превръща в топлинна енергия, сърцевината се нагрява.
Напрежението на късо съединение се изчислява като процент от номиналната стойност. Параметърът, получен по време на работа в този режим, е важна характеристика на уреда. Умножаването му по тока на късо съединение дава загубата на мощност.
Режим на работа
Когато във вторичната верига е свързан товар, частиците се движат, причинявайки магнитен поток в проводника. Той е насочен далеч от потока, произведен от първичната намотка. В първичната намотка има несъгласие между електродвижещата сила на индукцията и източника на енергия. Токът в първоначалната спирала се увеличава до момента, в който магнитното поле не придобие първоначалната си стойност.
Магнитният поток на индукционния вектор характеризира преминаването на полето през избраната повърхност и се определя от интеграла по време на индекса на моментната сила в първичната намотка. Експонентът е извън фаза на 90˚ по отношение на движещата сила. Индуцираната ЕДС във вторичната верига съвпада по форма и фаза с тази в първичната намотка.
Видове и видове трансформатори
Захранващите блокове се използват в случай на преобразуване на ток с високо напрежение и висока мощност, те не се използват за измерване на производителността на мрежата.Инсталацията е оправдана в случай на разлика между напрежението в мрежата на производителя на енергия и веригата, която отива към консуматора. В зависимост от броя на фазите станциите могат да бъдат класифицирани като блокове с една намотка или единици с много намотки.
Еднофазен преобразувател на мощност е монтиран статично, той се характеризира с намотки, свързани чрез взаимна индукция, разположени неподвижно. Ядрото е направено под формата на затворена рамка, има долни, горни и странични пръти, където са разположени спиралите. Намотки и магнитна сърцевина действат като активни елементи.
Намотките на прътите са в установени комбинации според броя и формата на завоите или са подредени в концентричен ред. Най-често срещаната и често използвана цилиндрична обвивка. Конструктивните елементи на блока фиксират частите на станцията, изолират проходите между намотките, охлаждат частите и предотвратяват повреди. Надлъжната изолация покрива отделни завои или техните комбинации върху сърцевината. Първичните диелектрици се използват за предотвратяване на преход между земята и намотките.
В схемите на трифазни електрически мрежи се монтират инсталации с две и три намотки за равномерно разпределение на товара между входовете и изходите или устройства за подмяна за една фаза. Трансформаторите с маслено охлаждане съдържат магнитна верига с намотки, които са разположени в резервоар с вещество.
Намотките са разположени върху общ проводник, като са предвидени първични и вторични вериги, които взаимодействат поради появата на общо поле, ток или поляризация, когато заредените електрони се движат в магнитна среда. Тази обща индукция затруднява определянето на производителността на инсталацията, високо и ниско напрежение.Използва се план за заместване на трансформатора, при който намотките взаимодействат не в магнитна, а в електрическа среда.
Приложен е принципът на еквивалентност на действието на дисипативните потоци спрямо работата на съпротивленията на индуктивните намотки, преминаващи ток. Разграничаване на спирали с активно съпротивление на индукция. Вторият тип са магнитно свързани обвивки, които предават частици без разсейващи потоци с минимални обструктивни свойства.
Подобни статии:
