Elektriskais aparāts, kam ir divi, trīs vai vairāk tinumi, ir statiski uzstādīts elektrotīklā. Jaudas transformators maina maiņstrāvu un strāvu bez frekvences novirzes. Sekundārajā barošanas avotā izmantoto pārveidotāju sauc par pazemināšanas ierīci. Pastiprinātāju konstrukcijas palielina spriegumu un tiek izmantotas augstsprieguma pārvades līnijās ar lielu jaudu, jaudu un kapacitāti.
Saturs
Pieteikumi
Spēka transformatori ir daļa no iekārtām, ko izmanto elektroenerģijas ražošanai. Elektrostacijās izmanto atomu, fosilo, cieto vai šķidro kurināmo, gāzi vai ūdens enerģiju, bet apakšstaciju izejas transformatori ir būtiski patērētāju un ražošanas līniju normālai darbībai.
Iekārtas ir uzstādītas rūpniecības objektu, lauku uzņēmumu, aizsardzības kompleksu, naftas un gāzes ieguves vietu tīklos. Spēka transformatora tiešais mērķis - pazemināt un paaugstināt spriegumu un strāvu - tiek izmantots transporta, mājokļu, komerciālās infrastruktūras un tīkla sadales iekārtu ekspluatācijā.
Galvenās daļas un sistēmas
Barošanas spriegums un slodze ir savienoti ar buksēm, kas atrodas uz iekšējās vai ārējās spailes. Kontakts tiek piestiprināts ar skrūvēm vai speciāliem savienotājiem. Ar eļļu pildītās iekārtās ieejas ir izvietotas ārpusē tvertnes sānos vai uz noņemamā korpusa vāka.
Pārvade no iekšējiem tinumiem notiek, izmantojot elastīgus amortizatorus vai vītņotus stieņus, kas izgatavoti no krāsainā metāla. Jaudas transformatori un to korpusi ir izolēti no tapām ar porcelāna vai plastmasas slāni. Spraugas tiek novērstas ar blīvēm, kas izgatavotas no eļļas un sintētisko šķidrumu izturīga materiāla.
Dzesētāji samazina eļļas temperatūru no augšējās tvertnes zonas un pārnes to uz sānu apakšējo slāni. Ar eļļu darbināmā jaudas transformatora dzesēšanas bloku veido:
- ārēja ķēde, kas no barotnes atdod siltumu;
- Iekšējā ķēde, kas uzkarsē eļļu.
Ir dažādi dzesētāju veidi:
- radiatori - galos metinātu plakanu kanālu kopums, kas izvietoti plāksnēs, lai savienotu apakšējo un augšējo kolektoru;
- gofrētās tvertnes - tās tiek uzstādītas mazjaudas un vidējas jaudas agregātos un ir gan temperatūras pazemināšanas tvertne, gan darba tvertne ar salocītām sieniņām un apakšējo kārbu;
- ventilatori - tos izmanto lielos transformatoru blokos gaisa plūsmas piespiedu dzesēšanai;
- siltummaiņi - tiek izmantoti lielās iekārtās sintētisko šķidrumu pārvietošanai, izmantojot sūkni, jo dabiskās cirkulācijas organizēšanai nepieciešams daudz vietas;
- ūdens-eļļas iekārtas - cauruļveida siltummaiņi, kuros izmantota klasiskā tehnoloģija;
- Cirkulācijas sūkņi - hermētiski noslēgtas konstrukcijas ar pilnībā iegremdētu motoru bez blīvslēgu blīvējuma.
Sprieguma pārveidošanas iekārtas ir aprīkotas ar regulatoriem, lai mainītu darba spoļu skaitu. Sekundārais spriegums tiek mainīts, izmantojot slēdzi uz spoļu skaitu vai iestatīts ar skrūvju savienojumu, izvēloties džemperu izkārtojumu. Šādi ir savienoti iezemēta vai bez sprieguma transformatora vadi. Vadības moduļi pārveido spriegumu nelielos diapazonos.
Atkarībā no apstākļiem sprieguma regulatori tiek iedalīti tipos:
- ierīces, kas darbojas, kad slodze ir izslēgta;
- elementi, kas darbojas, kad sekundārais tinums ir saīsināts līdz pretestībai.
Pielikums
Gāzes relejs atrodas savienojuma līnijā starp izplešanās un darba tvertnēm. Ierīce novērš izolējošo organisko vielu, eļļas sadalīšanos pārkaršanas gadījumā un nelielus sistēmas bojājumus. Ierīce reaģē uz gāzēšanu darbības traucējumu gadījumā, rada trauksmes signālu vai pilnībā izslēdz sistēmu īssavienojuma vai bīstami zema šķidruma līmeņa gadījumā.
Temperatūras mērīšanai tvertnes augšpusē kabatās tiek izvietoti termopāri. Viņi strādā pēc matemātiskā aprēķina principa, lai noteiktu vienības siltāko daļu. Mūsdienu sensoru pamatā ir optiskās šķiedras tehnoloģija.
Nepārtrauktās reģenerācijas iekārta tiek izmantota eļļas atgūšanai un attīrīšanai. Eļļā veidojas izdedži, un eļļā nonāk gaiss. Ir divu veidu reģenerācijas vienības:
- termosifonu iekārtas, kas izmanto dabisko augšupejošu sakarsējušo slāņu kustību un iet caur filtru, pēc tam atdzesētās plūsmas nolaiž tvertnes apakšā;
- Kvalitatīvas adsorbcijas vienības izspiež eļļu caur filtriem ar sūkni, atrodas atsevišķi uz pamatnes un tiek izmantotas negabarīta pārveidotāju ķēdēs.
Eļļas aizsardzības moduļi ir atvērta tipa izplešanās tvertne. Gaiss virs masas virsmas tiek izvadīts caur silikagela žāvētājiem. Pie maksimālā mitruma adsorbējošais aģents kļūst rozā krāsā, kas kalpo kā signāls, lai to nomainītu.
Paplašinātāja augšpusē ir uzstādīts eļļas blīvējums. Šī ir gaisa mitruma samazināšanas ierīce, kas darbojas ar transformatora sauso eļļu. Tas ir savienots ar izplešanās tvertni ar kontaktligzdas palīdzību. Virspusē ir piemetināts trauks ar iekšēju atdalīšanu vairāku sienu veidā labirinta formā. Gaiss plūst cauri eļļai, izvada mitrumu, tad tiek attīrīts no silikagela un ieplūst eļļas konservatorā.
Vadības ierīces
Spiediena samazināšanas ierīce novērš avārijas galvas uzplūdus īssavienojuma vai spēcīgas eļļas sadalīšanās dēļ un ir paredzēta lielas noslodzes agregātu konstrukcijā saskaņā ar GOST 11677-1975. Ierīce ir veidota kā izplūdes caurule, kas slīpi vērsta pret transformatora vāku. Galā ir hermētiska diafragma, kuru var uzreiz izlocīt un caur kuru var izplūst izplūdes gāze.
Turklāt transformatorā ir uzstādīti arī citi moduļi:
- Eļļas līmeņa sensori tvertnē, kas aprīkoti ar ciparnīcu vai savienojošo trauku stikla caurulītes veidā, ir izvietoti ekspanderu galā.
- Iebūvētie transformatori ir novietoti ierīces iekšpusē vai pie zemējuma šļūtenes uz ieejas bukses vai uz zemsprieguma kopnēm. Šādā gadījumā apakšstacijā nav nepieciešams liels skaits atsevišķu invertoru ar iekšējo un ārējo izolāciju.
- Degtspējīgu piemaisījumu un gāzu detektors konstatē ūdeņradi eļļas masā un izspiež to caur membrānu. Ierīce parāda sākotnējo gāzu koncentrācijas pakāpi, pirms koncentrētais maisījums iedarbina uzraudzības releju.
- Plūsmas mērītājs uzrauga eļļas zudumus apakšstacijās, kas darbojas pēc piespiedu temperatūras samazināšanas principa. Ierīce mēra augstuma starpību un nosaka spiedienu abās pusēs plūsmā esošajam šķērslim. Ar ūdeni dzesējamās iekārtās plūsmas mērītāji uzrāda mitruma patēriņu. Elementi ir aprīkoti ar trauksmes signālu bojājuma gadījumā un ciparnīcu vērtību nolasīšanai.
Funkcionālais princips un darbības režīmi
Vienkāršais transformators ir aprīkots ar permalloy serdi, ferītu un diviem tinumiem. Magnētiskā ķēde ietver lentes, plāksnes vai veidņu elementu komplektu. Tas pārvieto elektrības radīto magnētisko plūsmu. Jaudas transformatora princips ir pārveidot strāvas un sprieguma vērtības indukcijas ceļā, kamēr uzlādēto daļiņu kustības modeļa frekvence un forma paliek nemainīga.
Pakāpju transformatoros ķēdē sekundārajā tinumā ir lielāks spriegums nekā primārajā spolē. Pakāpeniski pazeminošos blokos ieejas spriegums ir augstāks par izejas spriegumu. Spirāles tinumu ievieto eļļas tvertnē.
Kad tiek ieslēgta maiņstrāva, primārajā spolē rodas maiņstrāvas magnētiskais lauks. Tas noslēdzas uz serdes un ietekmē sekundāro ķēdi. Tiek radīts elektromotora spēks, kas transformatora izejā tiek pārraidīts uz pieslēgtajām slodzēm. Ir trīs darbības režīmi:
- Tukšgaitas režīmu raksturo sekundārās spoles atvērts stāvoklis un strāvas trūkums tinumos. Tukšas darbības elektrības plūsma primārajā spolē ir 2-5% no nominālās vērtības.
- Slodzes darbība notiek, kad ir pieslēgts barošanas avots un patērētāji. Jaudas transformatori parāda enerģiju divos tinumos, darbība šajā regulējumā ir kopīga vienībai.
- Īssavienojums, kurā sekundārās spoles pretestība ir vienīgā slodze. Šis režīms ļauj noteikt zudumus, lai sasildītu serdes tinumus.
Bezdarbības režīms
Elektriskā strāva primārajā spolē ir vienāda ar magnetizējošo maiņstrāvu, un sekundārā strāva ir nulle. Feromagnētiskā kodola gadījumā primārās spoles elektromotora spēks pilnībā aizstāj avota spriegumu, un nav slodzes strāvu. Darbs bez slodzes atklāj momentānos komutācijas zudumus un virpuļstrāvas, nosaka reaktīvās jaudas kompensāciju, lai uzturētu nepieciešamo izejas spriegumu.
Vienībā bez feromagnētiskā vadītāja nav magnētiskā lauka izmaiņu zudumu. Bezslodzes strāva ir proporcionāla primārā tinuma pretestībai. Spēja pretoties lādētu elektronu caurplūšanai tiek pārveidota, mainot strāvas frekvenci un indukcijas lielumu.
Īssavienojuma darbība
Primārajai spolei tiek pievadīts neliels maiņspriegums, sekundārās spoles izejas ir īssavienotas. Ieejas spriegums tiek noregulēts tā, lai īsslēguma strāva atbilstu ierīces aprēķinātajai vai nominālajai vērtībai. Īssavienojuma sprieguma lielums nosaka zudumus transformatora spolēs un plūsmas ātrumu pret vadītāja materiālu. Daļa līdzstrāvas pārvar pretestību un tiek pārvērsta siltumenerģijā, serde sasilst.
Īssavienojuma spriegumu aprēķina procentos no nominālās vērtības. Parametrs, kas iegūts, darbojoties šajā režīmā, ir svarīgs ierīces raksturlielums. To reizinot ar īsslēguma strāvu, tiek iegūta zudumu jauda.
Darba režīms
Kad tiek pievienota slodze, sekundārajā ķēdē rodas daļiņu kustība, kas izraisa magnētisko plūsmu vadītājā. Tā ir vērsta pretējā virzienā, nekā primārās spoles radītā plūsma. Primārajā spolē ir neatbilstība starp indukcijas elektromotora spēku un barošanas avotu. Strāva primārajā spolē palielinās, līdz magnētiskais lauks iegūst sākotnējo vērtību.
Indukcijas vektora magnētiskais magnētiskais plūsmas lielums raksturo lauka caurplūšanu cauri izvēlētajai virsmai un tiek noteikts ar momentānā spēka indeksa laika integrāli primārajā spolē. Indeksa fāze attiecībā pret virzošo spēku ir nobīdīta par 90˚. Inducētā EML sekundārajā ķēdē ir tādas pašas formas un fāzes kā primārajā spolē.
Transformatoru veidi un tipi
Jaudas blokus izmanto augstsprieguma strāvas pārveidošanai un lielām jaudām, tos neizmanto tīkla mērīšanai. Uzstādīšana ir pamatota, ja pastāv starpība starp spriegumu enerģijas ražotāja tīklā un ķēdē, kas iet pie patērētāja. Atkarībā no fāžu skaita iekārtas var iedalīt vienas spoles vai vairāku tinumu iekārtās.
Vienfāzes jaudas pārveidotājs ir uzstādīts statiski, un to raksturo savstarpēji induktīvi savienoti tinumi, kas ir stacionāri. Kodols ir veidots kā slēgts rāmis, un tajā ir atšķirīgs apakšējais jūgs, augšējais jūgs un sānu spoles stieņi. Aktīvie elementi ir spoles un magnētiskā ķēde.
Vijumi uz stieņiem ir izkārtoti noteiktās kombinācijās, ņemot vērā tinumu skaitu un formu, vai izkārtoti koncentriskā izkārtojumā. Visizplatītākie un visbiežāk izmantotie ir cilindriskie apvalki. Iekārtas strukturālie elementi nostiprina stacijas daļas, izolē ejas starp spirālēm, dzesē daļas un novērš bojājumus. Gareniskā izolācija pārklāj atsevišķas spoles vai spoļu kombinācijas uz serdes. Galvenie dielektriķi tiek izmantoti, lai novērstu pāreju starp zemi un tinumiem.
Trīsfāzu elektriskajās ķēdēs slodzes vienmērīgai sadalei starp ieejām un izejām izmanto divvijumu un trīsvijumu blokus vai vienfāzu aizvietošanas blokus. Ar eļļu dzesējamie transformatori satur magnētisko serdi ar tinumiem, kas atrodas vielas tvertnē.
Apvalki ir izvietoti uz kopīga vadītāja ar primāro un sekundāro ķēdi, kas mijiedarbojas, radot kopīgu lauku, strāvu vai polarizāciju, kad uzlādēti elektroni pārvietojas magnētiskā vidē. Šī kopīgā indukcija apgrūtina instalācijas, augstsprieguma un zemsprieguma veiktspējas noteikšanu. Tiek izmantots transformatora aizvietošanas plāns, kurā tinumi mijiedarbojas elektriskajā, nevis magnētiskajā vidē.
Ekvivalences principu piemēro induktīvo spoļu strāvu caurvadošo rezistentu izkliedes plūsmām. Izšķir spoles ar aktīvo induktivitātes pretestību. Otrs veids ir magnētiski savienotas spoles, kas pārraida daļiņas bez izkliedes plūsmas ar minimālām traucējošām īpašībām.
Saistītie raksti:
