V elektrickej sieti je staticky inštalovaná elektrická jednotka s dvoma, tromi alebo viacerými vinutiami. Výkonový transformátor mení striedavé napätie a prúd bez frekvenčnej odchýlky. Prevodník používaný v sekundárnych napájacích zdrojoch sa nazýva zostupné zariadenie. Zvyšovacie štruktúry zvyšujú napätie, používajú sa vo vysokonapäťových elektrických vedeniach s vysokým výkonom, priepustnosťou a kapacitou.
Obsah
Oblasť použitia
Súbor zariadení určených na výrobu elektriny zahŕňa výkonové transformátory. Elektrárne využívajú energiu atómu, organického, tuhého alebo kvapalného paliva, bežia na plyn alebo využívajú silu vodného prúdu, ale výstupné meniče rozvodní sú nevyhnutné pre normálne fungovanie spotrebiteľských a výrobných liniek.
Jednotky sú inštalované v sieťach priemyselných zariadení, vidieckych podnikov, obranných komplexov, ropných a plynárenských zariadení. Priamy účel výkonového transformátora - znižovať a zvyšovať napätie a prúd - sa používa na prevádzku dopravy, bývania, maloobchodnej infraštruktúry, sieťových distribučných zariadení.
Hlavné časti a systémy
Napájacie napätie a záťaž sú privedené na vstupy, ktoré sú umiestnené na vnútornej alebo vonkajšej svorkovnici. Kontakt je upevnený skrutkami alebo špeciálnymi konektormi. V olejových jednotkách sú vstupy usporiadané vonku po stranách nádrže alebo na kryte odnímateľného krytu.
Prenos z vnútorných vinutí ide do pružných tlmičov alebo závitových kolíkov z neželezných kovov. Výkonové transformátory a ich skrinky sú izolované od svorníkov porcelánovou alebo plastovou vrstvou. Medzery sú eliminované tesnením vyrobeným z materiálu odolného voči olejom a syntetickým kvapalinám.
Chladiče znižujú teplotu oleja z hornej časti nádrže a prenášajú ho do bočnej spodnej vrstvy. Chladiace zariadenie výkonového olejového transformátora predstavuje:
- vonkajší okruh, ktorý odoberá teplo z nosiča;
- vykurovací olej vnútorného okruhu.
Chladiče sú rôznych typov:
- radiátory - súbor plochých kanálov so zváraním na konci, umiestnených v doskách na komunikáciu medzi spodným a horným kolektorom;
- vlnité nádrže - umiestnené v jednotkách s nízkym a stredným výkonom, sú kontajnerom na zníženie teploty a pracovnou nádržou so zloženým povrchom stien a spodným boxom;
- ventilátory - sú vybavené veľkými transformátorovými modulmi pre nútené chladenie prúdu;
- výmenníky tepla - používajú sa vo veľkých jednotkách na pohyb syntetických kvapalín pomocou čerpadla, pretožeorganizácia prirodzeného obehu si vyžaduje veľa priestoru;
- vodno-olejové inštalácie - rúrkové výmenníky tepla podľa klasickej technológie;
- obehové čerpadlá sú hermetické konštrukcie s úplným ponorením motora bez tesnenia upchávky.
Zariadenie na transformáciu napätia je dodávané s ovládacími zariadeniami na zmenu počtu pracovných závitov. Napätie na sekundárnom vinutí sa upravuje pomocou prepínača počtu cievok alebo sa nastavuje skrutkovaním pri voľbe umiestnenia prepojok. Takto sú pripojené vodiče uzemneného alebo odpojeného transformátora. Regulačné moduly konvertujú napätie v malých rozsahoch.
V závislosti od podmienok sú prepínače počtu špirál rozdelené do typov:
- zariadenia fungujúce, keď je záťaž vypnutá;
- prvky, ktoré fungujú, keď je sekundárne vinutie skratované na odpor.
Príloha
Plynové relé je umiestnené v spojovacej trubici medzi expanznou a pracovnou nádržou. Zariadenie zabraňuje rozkladu izolačných organických látok, olejov pri prehriatí a drobnému poškodeniu systému. Zariadenie v prípade poruchy reaguje na tvorbu plynu, v prípade skratu alebo nebezpečného poklesu hladiny kvapaliny vydá poplachový signál alebo úplne vypne systém.
Termočlánky sú umiestnené v hornej časti nádrže vo vreckách na meranie teploty. Pracujú na princípe matematického výpočtu na identifikáciu najviac zohrievanej časti jednotky. Moderné senzory sú založené na technológii optických vlákien.
Kontinuálna regeneračná jednotka sa používa na obnovu a čistenie oleja. V dôsledku práce sa v hmote vytvára troska, vstupuje do nej vzduch.Regeneračné zariadenia sú dvoch typov:
- termosifónové moduly, využívajúce prirodzený pohyb ohrievaných vrstiev smerom nahor a prechod cez filter, následné spúšťanie ochladzovaných prúdov na dno nádrže;
- jednotky adsorpčnej kvality násilne pumpujú hmotu cez filtre pomocou čerpadla, sú umiestnené oddelene na základe a používajú sa v obvodoch veľkých meničov.
Moduly na ochranu oleja sú expanzná nádrž otvoreného typu. Vzduch nad povrchom hmoty prechádza cez silikagélové sušidlá. Adsorbent pri maximálnej vlhkosti sfarbí do ružova, čo slúži ako signál na jeho výmenu.
V hornej časti expandéra je nainštalované olejové tesnenie. Ide o zariadenie na zníženie vlhkosti vzduchu, pracujúce na transformátorovom suchom oleji. Modul je pripojený k expanznej nádrži potrubím. V hornej časti je nádoba zvarená s vnútorným oddelením vo forme niekoľkých stien vo forme labyrintu. Cez olej prechádza vzduch, uvoľňuje vlhkosť, potom sa čistí silikagélom a vstupuje do expandéra.
Ovládacie zariadenia
Zariadenie na uvoľnenie tlaku zabraňuje núdzovému tlakovému rázu v dôsledku skratu alebo silného rozkladu oleja a je súčasťou konštrukcie výkonných jednotiek v súlade s GOST 11677-1975. Zariadenie je vyrobené vo forme výtlačného potrubia umiestneného pod uhlom k krytu transformátora. Na konci je utesnená membrána, ktorá sa dokáže okamžite rozvinúť a prepustiť výfuk.
Okrem toho sú v transformátore nainštalované ďalšie moduly:
- Snímače hladiny oleja v nádrži, vybavené číselníkom alebo vyrobené vo forme sklenenej trubice komunikačných nádob, sú umiestnené na konci expandéra.
- Vstavané transformátory sú umiestnené vo vnútri jednotky alebo v blízkosti uzemňovacej objímky na strane priechodných izolátorov alebo na nízkonapäťových prípojniciach. V tomto prípade nie je potrebný veľký počet jednotlivých meničov v rozvodni s vnútornou a vonkajšou izoláciou.
- Detektor horľavých nečistôt a plynov deteguje vodík v olejovej hmote a vytláča ho cez membránu. Zariadenie indikuje počiatočný stupeň tvorby plynu predtým, ako koncentrovaná zmes spôsobí činnosť ovládacieho relé.
- Prietokomer sleduje straty oleja v rozvodniach pracujúcich na princípe núteného znižovania teploty. Prístroj meria tlakový rozdiel a určuje tlak na oboch stranách prekážky v prietoku. Vo vodou chladených jednotkách odčítavajú prietokomery spotrebu vlhkosti. Prvky sú vybavené alarmom pre prípad nehody a číselníkom na určovanie ukazovateľov.
Princíp činnosti a režimy činnosti
Jednoduchý transformátor je vybavený jadrom z permalloy, feritu a dvoma vinutiami. Magnetický obvod obsahuje súpravu pásky, dosky alebo lisovaných prvkov. Pohybuje magnetickým tokom, ktorý vzniká pôsobením elektriny. Princíp činnosti výkonového transformátora spočíva v premene indikátorov prúdu a napätia pomocou indukcie, pričom frekvencia a tvar grafu pohybu nabitých častíc zostávajú konštantné.
V stupňovitých transformátoroch obvod zabezpečuje zvýšené napätie na sekundárnom vinutí v porovnaní s primárnou cievkou. V znižovacích jednotkách je vstupné napätie vyššie ako výstupné. Jadro so špirálovými závitmi je umiestnené v nádobe s olejom.
Pri zapnutí striedavého prúdu sa na primárnej špirále vytvorí striedavé magnetické pole. Uzatvára sa na jadre a ovplyvňuje sekundárny okruh. Vzniká elektromotorická sila, ktorá sa prenáša na pripojené záťaže na výstupe z transformátora. Stanica funguje v troch režimoch:
- Voľnobeh je charakterizovaný otvoreným stavom sekundárnej cievky a absenciou prúdu vo vinutí. V primárnej cievke prúdi elektrina naprázdno, čo je 2-5% nominálnej hodnoty.
- Práca pod zaťažením prebieha s pripojením napájania a spotrebičov. Výkonové transformátory ukazujú energiu v dvoch vinutiach, práca v takýchto reguláciách je pre jednotku bežná.
- Skrat, pri ktorom odpor na sekundárnej cievke zostáva jedinou záťažou. Režim umožňuje identifikovať straty pre ohrev vinutia jadra.
Režim nečinnosti
Elektrina v primárnej cievke sa rovná hodnote striedavého magnetizačného prúdu, sekundárny prúd vykazuje nulové hodnoty. Elektromotorická sila počiatočnej cievky v prípade feromagnetického hrotu úplne nahrádza napätie zdroja, nevznikajú záťažové prúdy. Prevádzka naprázdno zisťuje okamžité straty pri zapnutí a vírivé prúdy, určuje kompenzáciu jalového výkonu na udržanie požadovaného výstupného napätia.
V jednotke bez feromagnetického vodiča nedochádza k stratám v dôsledku zmeny magnetického poľa. Prúd naprázdno je úmerný odporu primárneho vinutia. Schopnosť odolávať prechodu nabitých elektrónov sa transformuje zmenou frekvencie prúdu a veľkosti indukcie.
Skratová prevádzka
Na primárnu cievku je privedené malé striedavé napätie, výstupy sekundárnej cievky sú skratované.Indikátory vstupného napätia sú zvolené tak, aby skratový prúd zodpovedal vypočítanej alebo menovitej hodnote jednotky. Veľkosť skratového napätia určuje straty v cievkach transformátora a náklady na odolnosť materiálu vodiča. Časť jednosmerného prúdu prekonáva odpor a mení sa na tepelnú energiu, jadro sa zahrieva.
Skratové napätie sa vypočíta ako percento menovitej hodnoty. Parameter získaný počas prevádzky v tomto režime je dôležitou charakteristikou jednotky. Vynásobením skratovým prúdom získate stratu výkonu.
Pracovný režim
Keď je záťaž pripojená k sekundárnemu okruhu, častice sa pohybujú, čo spôsobuje magnetický tok vo vodiči. Smeruje preč od toku produkovaného primárnou cievkou. V primárnom vinutí je nezhoda medzi elektromotorickou silou indukcie a zdrojom energie. Prúd v počiatočnej špirále sa zvyšuje až do doby, keď magnetické pole nenadobudne svoju pôvodnú hodnotu.
Magnetický tok indukčného vektora charakterizuje prechod poľa cez zvolený povrch a je určený časovým integrálom indexu okamžitej sily v primárnej cievke. Exponent je fázovo posunutý o 90˚ vzhľadom na hnaciu silu. Indukované emf v sekundárnom okruhu sa zhoduje v tvare a fáze s tým v primárnej cievke.
Typy a typy transformátorov
Napájacie jednotky sa používajú v prípade premeny vysokonapäťového prúdu a vysokého výkonu, nepoužívajú sa na meranie výkonu siete.Inštalácia je opodstatnená v prípade rozdielu medzi napätím v sieti výrobcu energie a obvodom smerujúcim k spotrebiteľovi. V závislosti od počtu fáz môžu byť stanice klasifikované ako jednotky s jednou cievkou alebo jednotky s viacerými vinutiami.
Jednofázový menič výkonu je inštalovaný staticky, vyznačuje sa vinutiami spojenými vzájomnou indukciou, umiestnenými nehybne. Jadro je vyrobené vo forme uzavretého rámu, sú tu spodné, horné strmene a bočné tyče, kde sú umiestnené špirály. Cievky a magnetické jadro pôsobia ako aktívne prvky.
Vinutia na tyčiach sú v ustálených kombináciách podľa počtu a tvaru závitov alebo sú usporiadané v sústrednom poradí. Najbežnejšie a často používané valcové ovíjanie. Konštrukčné prvky jednotky fixujú časti stanice, izolujú priechody medzi cievkami, chladia časti a zabraňujú poruchám. Pozdĺžna izolácia pokrýva jednotlivé závity alebo ich kombinácie na jadre. Primárne dielektriká sa používajú na zabránenie prechodu medzi zemou a vinutím.
V schémach trojfázových elektrických sietí sú inštalované dvojvinuté a trojvinuté inštalácie na rovnomerné rozloženie zaťaženia medzi vstupy a výstupy alebo náhradné zariadenia pre jednu fázu. Olejom chladené transformátory obsahujú magnetický obvod s vinutiami, ktoré sú umiestnené v nádrži s látkou.
Vinutia sú usporiadané na spoločnom vodiči, zatiaľ čo primárne a sekundárne obvody sú vybavené, ktoré interagujú v dôsledku vzhľadu spoločného poľa, prúdu alebo polarizácie, keď sa nabité elektróny pohybujú v magnetickom médiu. Táto celková indukcia sťažuje určenie výkonu zariadenia, vysokého a nízkeho napätia.Používa sa plán náhrady transformátora, v ktorom vinutia interagujú nie v magnetickom, ale v elektrickom prostredí.
Uplatňuje sa princíp ekvivalencie pôsobenia disipatívnych tokov k práci odporov indukčných cievok prechádzajúcich prúdom. Rozlišujte špirály s aktívnym odporom indukcie. Druhým typom sú magneticky viazané obaly, ktoré prepúšťajú častice bez rozptylových tokov s minimálnymi obštrukčnými vlastnosťami.
Podobné články:
