Transformátory: účel, klasifikace, jmenovité údaje pro transformátory

Transformátory — elektromagnetické statické měniče elektrické energie. Transformátory jsou elektromagnetická zařízení, která se používají k přeměně střídavého proudu jednoho napětí na střídavý proud jiného napětí o stejné frekvenci a k ​​elektromagnetickému přenosu elektrické energie z jednoho obvodu do druhého.

„Transformátor je statické elektromagnetické zařízení určené k přeměně jednoho – primárního – systému střídavého proudu na jiný – sekundární se stejnou frekvencí, který má obvykle jiné vlastnosti, zejména různé napětí a jiný proud“ (stroje Piotrovsky LM Electric).

Hlavním účelem transformátorů je změna střídavého napětí. Transformátory se také používají pro převod počtu fází a frekvence.

Proudové transformátory se nazývají zařízení určená k přeměně proudu libovolné velikosti na proud přípustný pro měření běžnými přístroji, jakož i pro napájení různých relé a cívek elektromagnetů.Počet závitů sekundárního vinutí proudového transformátoru w2> w1.

Charakteristikou proudových transformátorů je jejich provoz v režimu blízkém zkratu, protože jejich sekundární vinutí je vždy uzavřeno s malým odporem.

Transformátory napětí se nazývají zařízení určená k přeměně vysokonapěťového střídavého proudu na nízkonapěťový střídavý proud a napájení paralelních cívek elektroměrů a relé. Princip činnosti a konstrukce napěťových transformátorů je podobný principu činnosti výkonových transformátorů. Počet závitů sekundárního vinutí je w2 <w1, protože všechny měřicí transformátory napětí jsou typu step-down.

Princip činnosti transformátorů napětí:

Zvláštností činnosti měřicího transformátoru napětí je, že jeho sekundární vinutí je vždy uzavřeno na vysoký odpor a transformátor pracuje v režimu blízkém klidovému režimu, protože připojená zařízení spotřebovávají zanedbatelný proud.

Nejběžnější jsou transformátory napájecího napětí, které vyrábí elektrotechnický průmysl pro kapacitu přes jeden milion kilovoltampér a pro napětí do 1150 — 1500 kV.

Konstrukce výkonového transformátoru:

Pro přenos a rozvod elektrické energie je nutné zvýšit napětí turbogenerátorů a hydrogenerátorů instalovaných v elektrárnách z 16 — 24 kV na napětí 110, 150, 220, 330, 500, 750 a 1150 kV používaných v přenosových vedeních. a poté znovu snížit na 35; deset; 6; 3; 0,66; 0,38 a 0,22 kV pro energetické využití v průmyslu, zemědělství a běžném životě.

Vzhledem k tomu, že v energetických systémech probíhá více transformací, je výkon transformátorů 7-10krát větší než instalovaný výkon generátorů v elektrárnách.

Výkonové transformátory se vyrábějí převážně pro frekvenci 50 Hz.

Nízkopříkonové transformátory jsou široce používány v různých elektrických instalacích, systémech přenosu a zpracování informací, navigaci a dalších zařízeních. Frekvenční rozsah, ve kterém mohou transformátory pracovat, je od několika hertzů do 105 Hz.

Podle počtu fází se transformátory dělí na jednofázové, dvoufázové, třífázové a vícefázové. Výkonové transformátory se vyrábějí převážně v třífázovém provedení. Pro použití v jednofázových sítích jsou vyráběny jednofázové transformátory.

Klasifikace transformátorů podle počtu a schémat zapojení vinutí

Transformátory mají dvě nebo více vinutí, která jsou vzájemně indukčně propojena. Vinutí, která odebírají energii ze sítě, se nazývají primární... Vinutí, která dodávají elektrickou energii spotřebiteli, se nazývají sekundární.

Polyfázové transformátory mají vinutí zapojená do vícepaprskové hvězdy nebo mnohoúhelníku. Třífázové transformátory mají třípaprskové zapojení hvězda-trojúhelník.

Schémata zapojení vinutí výkonového transformátoru:

Zvyšovací a snižovací transformátory

Podle poměru napětí primárního a sekundárního vinutí se transformátory dělí na zvyšovací a klesající... V zvyšovací transformátor primární vinutí je nízkonapěťové a sekundární je vysoké. V reverzaci transformátoru, sekundární je nízkonapěťová a primární je vysoká.

Říká se jim transformátory s jedním primárním a jedním sekundárním vinutím s dvojitým vinutím... Docela rozšířené transformátory se třemi vinutími tři vinutí pro každou fázi, například dvě na straně nízkého napětí, jedno na straně vysokého napětí nebo naopak. Polyfázové transformátory mohou mít více vinutí pro vysoké a nízké napětí.

Klasifikace transformátorů podle konstrukce

Podle návrhu jsou výkonové transformátory rozděleny do dvou hlavních typů - olejové a suché.

V olejové transformátory magnetický obvod s vinutím je umístěn v nádrži naplněné transformátorovým olejem, který je dobrým izolantem a chladivem.

Suché transformátory jsou chlazeny vzduchem. Používají se v obytných a průmyslových prostorách, kde je nežádoucí provoz olejového transformátoru. Transformátorový olej je hořlavý a může poškodit další zařízení, pokud není nádrž utěsněna. Přečtěte si více o tomto typu transformátoru zde: Suché transformátory

V souladu s normativními dokumenty se konstrukční charakteristiky transformátoru promítají do označení jeho typu a chladicích systémů.

Typ transformátoru:

• Autotransformátor (pro jednofázový O, pro třífázový T)-A
• Nízkonapěťová cívka — P
• Kapalné dielektrické stínění s dusíkovou pokrývkou bez expandéru — Z
• Provedení z lité pryskyřice — L
• Třívinutý transformátor — T
• Spínač zátěže Transformátor-N
• Suchý transformátor přirozený vzduchem chlazený (obvykle druhé písmeno v typovém označení), nebo verze pro pomocné potřeby elektráren (obvykle poslední písmeno v typovém označení) — C
• Těsnění kabelu - K
• Přírubový vstup (pro celé trafostanice) — F

Výkonový olejový transformátor TM-160 (250) kVA

Chladicí systémy suchého transformátoru:

• Přírodní vzduch s otevřeným designem — S
• Přírodní vzduch s chráněným vzorem — SZ
• Přírodní vzduchotěsné provedení — SG
• Vzduch s nuceným oběhem vzduchu — SD

Chladicí systémy pro olejové transformátory:

• Přirozená cirkulace vzduchu a oleje — M
• Nucená cirkulace vzduchu a přirozená cirkulace oleje — D
• Přirozená cirkulace vzduchu a nucená cirkulace oleje s neřízeným tokem oleje — MC
• Přirozená cirkulace vzduchu a nucená cirkulace oleje s usměrněným tokem oleje — NMC
• Nucená cirkulace vzduchu a oleje s nesměrovým tokem oleje — DC
• Nucená cirkulace vzduchu a oleje se směrovým tokem oleje — NDC
• Nucený oběh vody a oleje s nesměrným tokem oleje — C
• Nucená cirkulace vody a oleje s usměrněným tokem oleje — NC

Chladicí systémy pro transformátory s nehořlavým kapalným dielektrikem:

• Kapalinové dielektrické chlazení s nucenou cirkulací vzduchu — ND
• Nehořlavé kapalné dielektrikum Chlazení s nuceným prouděním vzduchu s kapalinovým dielektrikem - NND

Související články:

Výkonové transformátory — zařízení a princip činnosti

Výkonové transformátory: jmenovité provozní režimy a hodnoty

Chladicí systémy výkonových transformátorů

Automobilové transformátory

Spolu s transformátory jsou široce používány autotransformátory, kde je elektrické spojení mezi primárním a sekundárním vinutím. V tomto případě je výkon z jednoho vinutí autotransformátoru do druhého přenášen jak magnetickým polem, tak díky elektrické komunikaci.Autotransformátory jsou konstruovány pro vysoký výkon a vysoké napětí a používají se v energetických systémech a také se používají pro regulaci napětí v instalacích nízkého výkonu.

Jmenovité údaje pro transformátory

Jmenovité údaje transformátoru, pro který je určen s tovární zárukou 25 let, jsou uvedeny na typovém štítku transformátoru:

• jmenovitý zdánlivý výkon Snom, KV-A,

• jmenovité síťové napětí Ulnom, V nebo kV,

• jmenovitý proud vedení AzIn A,

• jmenovitá frekvence je, Hz,

• počet fází,

• obvod a skupina pro připojení cívek,

• zkratové napětí Uc,%,

• režim provozu,

• způsob chlazení.

Štítek dále obsahuje údaje nutné pro montáž: celková hmotnost, hmotnost oleje, hmotnost pohyblivé (aktivní) části transformátoru. Typ transformátoru je specifikován v souladu s GOST pro značky transformátorů a výrobce.

Jmenovitý výkon jednofázového transformátoru Snom =U1nom I1nom, třífázový

kde U1lnom, U1phnom, I1lnom a I1fnom — nominální resp linkové a fázové hodnoty napětí a proudů.

Jmenovité napětí transformátoru je sdružená napětí naprázdno primárního a sekundárního vinutí transformátoru. Pro jmenovité proudy primárního a sekundárního vinutí transformátoru se proudy počítají podle jmenovitého výkonu při jmenovitém primárním a sekundárním napětí.

Vzhledem ke své běžné konstrukci a metodám výpočtu lze transformátory klasifikovat jako tlumivky, saturační tlumivky a supravodivá indukční akumulační zařízení.