Električni aparati z dvema, tremi ali več navitji, statično nameščeni v električnem omrežju. Močnostni transformator spreminja izmenično napetost in tok brez odstopanja frekvence. Pretvornik, ki se uporablja v sekundarnem napajalniku, se imenuje naprava za znižanje. Ojačevalne strukture povečajo napetost in se uporabljajo v visokonapetostnih daljnovodih z visoko močjo, zmogljivostjo in zmogljivostjo.
Vsebina
Aplikacije
Močnostni transformatorji so del sistemov za proizvodnjo električne energije. Elektrarne uporabljajo energijo atoma, organskega, trdnega ali tekočega goriva, delujejo na plin ali uporabljajo moč vodnega toka, vendar so pretvorniki izhodnih kazalnikov transformatorskih postaj potrebni za normalno delovanje potrošniških in proizvodnih linij.
Enote so nameščene v omrežjih industrijskih objektov, podeželskih podjetij, obrambnih kompleksov, naftnih in plinskih razvojev. Neposredni namen močnostnega transformatorja - zniževanje in zvišanje napetosti in toka - se uporablja za delovanje prevoza, stanovanj, komercialne infrastrukture in omrežnih distribucijskih naprav.
Glavni deli in sistemi
Napajalna napetost in obremenitev se napajata na vhode, ki se nahajajo na notranjem ali zunanjem priključnem bloku. Kontakt je pritrjen z vijaki ali posebnimi konektorji. Pri enotah, polnjenih z oljem, so puše nameščene zunaj na straneh rezervoarja ali na pokrovu odstranljivega ohišja.
Prenos iz notranjih navitij poteka na gibkih blažilnikih ali navojnih palicah iz neželeznih kovin. Močnostni transformatorji in njihova ohišja so od čepov izolirani s porcelanasto ali plastično plastjo. Vrzeli so odpravljeni s tesnili iz materiala, odpornega na olje in sintetične tekočine.
Hladilniki znižajo temperaturo olja iz zgornjega dela rezervoarja in jo prenesejo na stransko spodnjo plast. Hladilno napravo energetskega oljnega transformatorja predstavljajo:
- Zunanje vezje, ki odvaja toploto iz medija;
- Notranji tokokrog, ki segreva olje.
Hladilniki so različnih vrst:
- radiatorji - niz ravnih kanalov z varjenjem na koncu, ki se nahajajo v ploščah za komunikacijo med spodnjim in zgornjim razdelilnikom;
- valoviti rezervoarji - nameščeni v enotah z nizko in srednjo močjo, so tako rezervoar za znižanje temperature kot delovni rezervoar z zloženo površino sten in spodnje škatle
- ventilatorji - uporabljajo se v velikih transformatorskih enotah za prisilno hlajenje toka;
- toplotni izmenjevalniki - uporabljajo se v velikih enotah za premikanje sintetičnih tekočin s črpalko, saj organizacija naravnega kroženja zahteva veliko prostora;
- vodno-oljne enote - cevni toplotni izmenjevalniki po klasični tehnologiji;
- obtočne črpalke - hermetično zaprte izvedbe s popolno potopitvijo motorja brez tesnilnih tesnil.
Oprema za transformacijo napetosti je opremljena z regulacijskimi napravami za spreminjanje števila delovnih obratov. Napetosti na sekundarnem navitju spreminjamo s stikalom za število tuljav ali nastavljamo z vijačno povezavo z izbiro razporeditve mostičkov.Tako so povezani vodi ozemljenega ali brez napetosti transformatorja. Regulacijski moduli pretvarjajo napetosti v majhnih območjih.
Glede na pogoje so vijačna številska stikala razdeljena na vrste:
- naprave, ki delujejo, ko je obremenitev izklopljena;
- elementi, ki delujejo, ko je sekundarno navitje zaprto proti uporu.
Priključna oprema.
Plinski rele se nahaja v priključni cevi med ekspanzijsko in delovno posodo. Naprava preprečuje razgradnjo izolacijskih organskih snovi, olja ob pregretju in manjše poškodbe sistema. Naprava se v primeru motenj v delovanju odzove na plinenje, sproži alarm ali popolnoma izklopi sistem v primeru kratkega stika ali nevarno nizkega nivoja tekočine.
Termoelementi so nameščeni na vrhu rezervoarja v žepih za merjenje temperature. Delujejo na principu matematičnega izračuna, da identificirajo najtoplejši del enote. Sodobni senzorji temeljijo na tehnologiji optičnih vlaken.
Enota za neprekinjeno regeneracijo se uporablja za pridobivanje in čiščenje olja. Zaradi delovanja se v masi tvori žlindra in vanjo vstopa zrak. Regeneracijske enote so na voljo v dveh vrstah:
- Termosifonski moduli, ki uporabljajo naravno gibanje segretih plasti navzgor in skozi filter, nato pa ohlajene tokove spustijo na dno rezervoarja;
- kakovostne adsorpcijske enote prisilno črpajo olje skozi filtre s črpalko, se nahajajo ločeno na temelju, uporabljajo se v shemah velikih pretvornikov.
Moduli za zaščito olja so ekspanzijska posoda odprtega tipa. Zrak nad površino mase prevajamo skozi absorberje vlage s silikagelom. Adsorbentna snov pri najvišji vlažnosti postane rožnata, kar služi kot signal za zamenjavo.
Na vrhu ekspanderja je nameščeno oljno tesnilo. To je naprava za zniževanje zračne vlage, ki deluje na suho transformatorsko olje. Modul je povezan z ekspanzijsko posodo s pomočjo vtičnice.Na vrhu je privarjena posoda z notranjo ločitvijo v obliki več sten v obliki labirinta. Zrak prehaja skozi olje, oddaja vlago, nato se očisti s silikagelom in teče v ekspander.
Krmilne naprave
Naprava za razbremenitev tlaka preprečuje prenapetost v sili zaradi kratkega stika ali hudega razpada olja in je predvidena v zasnovi težkih enot v skladu z GOST 11677-1975. Naprava je izdelana v obliki izpustne cevi, ki se nahaja pod kotom na pokrov transformatorja. Na koncu je zaprta membrana, ki se lahko v trenutku odpre in spusti izpuh.
Poleg tega so v transformatorju nameščeni še drugi moduli:
- Senzorji nivoja olja v rezervoarju, opremljeni s številčnico ali izdelani v obliki steklene cevi komunicirajočih posod, so nameščeni na koncu ekspanderja.
- Vgrajeni transformatorji so nameščeni znotraj enote ali blizu ozemljitvenega tulca na strani skoznih ali nizkonapetostnih vodil. V tem primeru ni potrebe po velikem številu ločenih pretvornikov v transformatorski postaji z notranjo in zunanjo izolacijo.
- Detektor vnetljivih nečistoč in plinov zazna vodik v masi olja in ga iztisne skozi membrano. Instrument prikazuje začetno stopnjo uplinjanja, preden koncentrirana mešanica sproži nadzorni rele.
- Merilnik pretoka spremlja izgubo olja v razdelilnih postajah, ki delujejo na principu prisilnega znižanja temperature. Naprava meri višinsko razliko in določa tlak na obeh straneh nastale ovire v toku. Pri vodno hlajenih enotah merilniki pretoka odčitavajo porabo vlage. Elementi so opremljeni z alarmom v primeru nesreče in številčnico za določanje vrednosti.
Načelo delovanja in načini delovanja
Preprost transformator je opremljen z jedrom iz permaloja, ferita in dvema navitjema.Magnetno vezje vključuje niz trakov, plošč ali oblikovanih elementov. Premika magnetni tok, ki ga ustvarja elektrika. Načelo močnostnega transformatorja je, da z indukcijo pretvarja vrednosti toka in napetosti, frekvenca in oblika nabitih delcev pa ostajata konstantni.
V stopenjskih transformatorjih vezje vključuje višjo napetost na sekundarnem navitju kot na primarni tuljavi. Pri stopenjskih enotah je vhodna napetost višja od izhodne. Jedro s spiralnimi tuljavami je postavljeno v rezervoar z oljem.
Ko je izmenični tok vklopljen, se na primarni tuljavi ustvari izmenično magnetno polje. Zapre se na jedru in vpliva na sekundarni krog. Ustvarja se elektromotorna sila, ki se na izhodu transformatorja prenaša na priključena bremena. Obstajajo trije načini delovanja postaje:
- Za prosti tek je značilno odprto stanje sekundarne tuljave in odsotnost toka znotraj navitij. V primarni tuljavi teče električna energija v prostem teku, kar je 2-5% nazivne vrednosti.
- Delovanje pod obremenitvijo poteka s priključenim napajanjem in porabniki. Močnostni transformatorji prikazujejo energijo v dveh navitjih, delovanje v tej regulaciji je običajno za enoto.
- Kratek stik, pri katerem ostane upor na sekundarni tuljavi edina obremenitev. Način razkriva izgube za ogrevanje navitij jedra.
Način mirovanja
Elektrika v primarni tuljavi je enaka vrednosti izmeničnega magnetizirajočega toka, sekundarni tok kaže nič vrednosti. Elektromotorna sila primarne tuljave v primeru feromagnetne konice v celoti nadomesti izvorno napetost, bremenskih tokov ni. Delovanje brez obremenitve razkriva trenutne izgube ob vklopu in vrtinčne tokove, določa kompenzacijo jalove moči za vzdrževanje zahtevanih izhodnih napetosti.
V enoti brez feromagnetnega prevodnika ni izgub zaradi spremembe magnetnega polja. Tok brez obremenitve je sorazmeren z uporom primarnega navitja.Sposobnost upiranja prehodu nabitih elektronov se spremeni s spremembami frekvence toka in velikosti indukcije.
Delovanje v kratkem stiku
Majhna izmenična napetost se napaja na primarno tuljavo, izhodi sekundarne tuljave pa so v kratkem stiku. Vhodne napetosti so prilagojene tako, da tok kratkega stika ustreza izračunani oziroma nazivni vrednosti enote. Velikost napetosti kratkega stika določa izgube v tuljavah transformatorja in pretok, ki nasprotuje materialu prevodnika. Del enosmernega toka premaga upor in se pretvori v toplotno energijo, jedro se segreje.
Napetost kratkega stika se izračuna kot odstotek nazivne vrednosti. Parameter, pridobljen med delovanjem v tem načinu, je pomembna značilnost enote. Če ga pomnožimo s tokom kratkega stika, dobimo izgubo moči.
Način delovanja
Ko je obremenitev priključena, pride do gibanja delcev v sekundarnem tokokrogu, kar povzroči magnetni tok v prevodniku. Usmerjen je v drugo smer od toka, ki ga proizvaja primarna tuljava. V primarni tuljavi je neusklajenost med elektromotorno silo indukcije in napajanja. Tok v primarni tuljavi narašča, dokler magnetno polje ne pridobi prvotne vrednosti.
Magnetni pretok vektorja indukcije označuje prehod polja skozi izbrano površino in je določen s časovnim integralom trenutnega indeksa sile v primarni tuljavi. Indeks je fazno premaknjen za 90˚ glede na gonilno silo. Inducirani EMF v sekundaru po obliki in fazi sovpada s tistim v primarni tuljavi.
Vrste in vrste transformatorjev
Napajalniki se uporabljajo v primeru pretvorbe visokonapetostnega toka in velikih kapacitet, ne uporabljajo se za merjenje zmogljivosti omrežja.Vgradnja je upravičena v primeru razlike med napetostjo v omrežju proizvajalca energije in tokokroga, ki gre do porabnika. Glede na število faz lahko postaje razdelimo na enote z eno tuljavo ali enote z več navitji.
Enofazni močnostni pretvornik je statično nameščen, za katerega so značilna medsebojno induktivno sklopljena navitja, ki mirujeta. Jedro je zasnovano kot zaprt okvir in razlikuje med spodnjim jarmom, zgornjim jarmom in stranskimi palicami, kjer se nahajajo tuljave. Aktivni elementi so tuljave in magnetno vezje.
Ovitki na palicah so v ustaljenih kombinacijah po številu in obliki navitij ali razporejeni koncentrično. Najpogostejši in pogosto uporabljeni so cilindrični ovoji. Strukturni elementi enote pritrdijo dele postaje, izolirajo prehode med tuljavami, hladijo dele in preprečujejo zlome. Vzdolžna izolacija pokriva posamezne tuljave ali kombinacije tuljav na jedru. Glavni dielektriki se uporabljajo za preprečevanje prehoda med ozemljitvijo in navitji.
V trifaznih električnih tokokrogih so enote z dvema in tremi navitji nameščene za enakomerno porazdelitev obremenitve med vhodi in izhodi ali enofaznimi nadomestnimi napravami. Oljno hlajeni transformatorji vsebujejo magnetno jedro z navitji, ki se nahajajo v posodi s snovjo.
Dvojčka sta razporejena na skupnem prevodniku s primarnim in sekundarnim tokokrogom, ki medsebojno delujeta zaradi pojava skupnega polja, toka ali polarizacije, ko se nabiti elektroni premikajo v magnetnem mediju. Zaradi te običajne indukcije je težko določiti zmogljivost naprave, visoke in nizke napetosti. Uporabljen je načrt zamenjave transformatorja, v katerem navitja medsebojno delujejo v električnem in ne magnetnem okolju.
Velja načelo enakovrednosti delovanja disipacijskih tokov delu uporov induktivnih tuljav, po katerih teče tok.Razlikujemo tuljave z aktivnim indukcijskim uporom. Druga vrsta so magnetno sklopljene tuljave, ki prenašajo delce brez sipanja tokov z minimalnimi ovirnimi lastnostmi.
Povezani članki:
