20 osnovnih dejstev o transformatorjih – vse, kar morate vedeti!

 

 

Močnostni transformator, veljak v elektrotehniki, je statična naprava, zasnovana za pretvorbo napetosti in toka izmeničnega toka (AC) iz enega niza vrednosti v drugega. Z dvema ali več navitji orkestrira brezhiben prenos električne energije s pretvorbo izmenične napetosti in toka iz enega sistema v ustrezne vrednosti za drug sistem prek elektromagnetne indukcije pri isti frekvenci, kar pogosto povzroči različne vrednosti toka in napetosti.

 

Transformatorji so spretni pri pretvorbi izmenične napetosti in toka za prenos električne energije, pri čemer izkoriščajo temeljna načela elektromagnetne indukcije. Razvrščeni glede na uporabo vključujejo močnostne transformatorje za prenos in distribucijo, testne transformatorje za izvajanje napetostnih (boost) preskusov in instrumentalne transformatorje (PT, CT) za električne meritve in relejno zaščito. Transformatorji za posebne namene najdejo svoje mesto v aplikacijah, kot so talilne peči, varilne naprave, usmerniški transformatorji za elektrolizo in kompaktni regulacijski transformatorji.

 

Močnostni transformator v svojem jedru doseže pretvorbo izmenične napetosti in toka z ustvarjanjem izmeničnega magnetnega pretoka, ko izmenični tok teče skozi primarno navitje. Ta tok, ki ga inducira magnetno jedro, ustvarja elektromotorno silo AC v sekundarnem navitju. Inducirana elektromotorna sila je neposredno sorazmerna s številom obratov, ki določajo napetost. Najpomembnejši parameter je njegova nazivna zmogljivost, izražena konvencionalno v kVA ali MVA. Ta nazivna vrednost, simbolična predstavitev moči, zagotavlja, da transformator deluje v določenih mejah dviga temperature pod nazivno napetostjo.

 

Za utelešenje energetske učinkovitosti sodobni močnostni transformatorji pogosto uporabljajo jedra iz amorfne zlitine, ki so znana po izjemno nizkih izgubah brez obremenitve. Natančen proces načrtovanja daje prednost ne le zaščiti amorfne zlitine pred zunanjimi silami, ampak tudi natančni izbiri značilnih parametrov. V simfoniji elektrotehnike se močnostni transformatorji pojavijo kot tihi maestri, ki natančno in učinkovito vodijo tok energije.

 

 

Transformatorji so razvrščeni v različne tipe, vključno z razdelilnimi transformatorji, močnostnimi transformatorji, zaprtimi transformatorji, kombiniranimi transformatorji, suhimi transformatorji, transformatorji, potopljenimi v olje, enofaznimi transformatorji, transformatorji za električne peči, usmerniškimi transformatorji, reaktorji, transformatorji, odpornimi na motnje, -odporni transformatorji, testni transformatorji za škatlaste transformatorske postaje, transformatorji s faznim premikom, visokotokovni transformatorji in transformatorji za vzbujanje.

 

 

 

 

 

Komponente transformatorja so v glavnem sestavljene iz jedra in tuljav, skupaj s komponentami, kot so rezervoar za olje, oljna blazina, izolacijski tulec in menjalnik pipe.

 

 

 

 

 

Transformatorji ne zvišujejo le napetosti za dostavo električne energije na območja porabe, temveč tudi znižajo napetost na različne ravni, da zadostijo zahtevam porabe električne energije. Če povzamemo, sta povečanje in znižanje napetosti nalogi, ki ju opravljajo transformatorji.

 

 

 

Ko se količina transformatorskega olja poveča ali skrči s spremembo temperature olja, ima oljna blazina vlogo pri shranjevanju in dopolnjevanju olja, kar zagotavlja, da je rezervoar za olje napolnjen z oljem. Poleg tega se z vgradnjo oljne blazine zmanjša kontaktna površina med transformatorjem in zrakom, kar upočasni stopnjo razgradnje olja. Stran oljne blazine je opremljena tudi z merilnikom nivoja olja za spremljanje sprememb nivoja olja. Obstajajo predvsem tri oblike oljnih blazin: valoviti tip, tip kapsule in tip diafragme.

 

 

 

Pri delujočih transformatorjih temperaturna razlika med zgornjo in spodnjo plastjo olja povzroči kroženje olja v čistilniku olja. Škodljive snovi v olju, kot so vlaga, prosti ogljik, oksidi itd., med kroženjem olja absorbira silikagel v čistilniku olja. Ta postopek očisti olje, ohranja njegove odlične električne in kemične lastnosti ter prispeva k regeneraciji transformatorskega olja.

 

 

Iz principa delovanja transformatorja je mogoče razumeti, da tok vstopi v primarno navitje in izstopa iz sekundarnega navitja. Ker se smer vhodnega izmeničnega toka nenehno spreminja, ustvarja magnetno polje, ki se sinhrono spreminja s tokom. Velikost in smer magnetnega polja se nenehno spreminjata in s tem inducirata tok v sekundarni tuljavi. Napetost na vsakem obratu tuljave je enaka in več kot je ovojev v sekundarni tuljavi, višja je izhodna napetost iz sekundarne tuljave.

 

 

Če je število ovojev v primarni tuljavi večje od tistega v sekundarni tuljavi, se napetost na sekundarni tuljavi zmanjša, kar je znano kot padajoči transformator. Nasprotno, če je število ovojev v primarni tuljavi manjše od tistega v sekundarni tuljavi, se napetost na sekundarni tuljavi poveča, kar je znano kot povečavni transformator.

 

 

Avtotransformator ima samo en niz tuljav, pri čemer je sekundarna tuljava izrezana iz primarne tuljave. Ta vrsta transformatorja vključuje poleg elektromagnetne indukcije tudi prenos električne energije. Avtotransformatorji običajno zahtevajo manj silicijeve jeklene pločevine in bakrenih žic v primerjavi z običajnimi transformatorji in se običajno uporabljajo za regulacijo napetosti.

 

 

 

Stopnja regulacije napetosti je eden glavnih kazalcev delovanja regulatorja napetosti. Ko transformator napaja obremenitev, se bo napetost na koncu obremenitve transformatorja neizogibno zmanjšala. Stopnja regulacije napetosti se izračuna tako, da se znižana vrednost napetosti primerja z nazivno napetostjo in se izrazi v odstotkih. Formula je naslednja: Stopnja regulacije napetosti=[(sekundarna nazivna napetost – napetost na koncu bremena)/sekundarna nazivna napetost] × 100 %. Pri tipičnih močnostnih transformatorjih je stopnja regulacije napetosti od 4 % do 6 %, ko so priključeni na nazivno obremenitev.

 

 

Med normalnim delovanjem je faktor obremenitve dnevne krivulje obremenitve za transformatorje večinoma manjši od 1.

 

V skladu z načelom enakovrednega staranja, dokler povečana življenjska doba zaradi dodatnih izgub med preobremenitvijo kompenzira zmanjšano življenjsko dobo zaradi zmanjšanih izgub med preobremenitvijo, je še vedno mogoče doseči navedeno življenjsko dobo. Običajna preobremenitvena zmogljivost transformatorja je določena na podlagi načela nezmanjšanja normalne življenjske dobe.

 

V celotnem časovnem intervalu, dokler je stopnja staranja izolacije transformatorja manjša ali enaka 1 in izpolnjuje naslednje pogoje:

1. Med obdobjem preobremenitve temperatura najbolj vroče točke v navitju ne sme preseči 140 stopinj, temperatura zgornje oljne plasti pa ne sme preseči 95 stopinj.

2. Največja preobremenitev transformatorja ne sme preseči 50 % nazivne obremenitve.

 

 

Previsoke in nizke napetosti lahko vplivajo na normalno delovanje in življenjsko dobo transformatorjev, kar zahteva regulacijo napetosti.

 

 

Mali transformatorji se nanašajo na enofazne transformatorje z zmogljivostjo 1 kVA ali manj. Večinoma se uporabljajo kot močnostni transformatorji za krmiljenje električne opreme, močnostni transformatorji za elektronske naprave in močnostni transformatorji za varnostno razsvetljavo.

 

 

1. Izguba železa zaradi železnega jedra. Ko je tuljava pod napetostjo, izmenično magnetno polje inducira vrtinčne tokove in histerezno izgubo v železnem jedru.

2. Izguba bakra zaradi upora same tuljave. Ko skozi primarno in sekundarno tuljavo transformatorja teče tok, pride do izgube električne energije.

 

 

1. Jasno opredelite namen. Ne glede na to, ali gre za povečanje ali znižanje napetosti.

2. Jasno določite fazo napajanja. Enofazni ali trifazni.

3. Jasno opredelite uporabo in okolje. Izberite način hlajenja transformatorja.

4. Na podlagi dejanske uporabe in proračuna se odločite za material tuljave (baker/aluminij).

5. Izberite glede na nazivne parametre transformatorja, vključno z nazivno napetostjo, nazivnim tokom in nazivno zmogljivostjo.

 

 

Med normalnim delovanjem močnostnega transformatorja mora imeti železno jedro zanesljivo ozemljitev. Če ni ozemljeno, lahko lebdeča napetost železnega jedra na tla povzroči občasno prebojno razelektritev, kar odpravi možnost oblikovanja lebdečega potenciala železnega jedra na tla po ozemljitvi ene točke.

 

Če pa obstajata več kot dve ozemljitveni točki za železno jedro, bo neenakomeren potencial med ozemljitvenima točkama tvoril krožni tok, kar bo povzročilo večtočkovne napake pri ogrevanju ozemljitve železnega jedra. Napaka ozemljitve železnega jedra transformatorja lahko povzroči lokalno pregrevanje železnega jedra. V hudih primerih se lokalni dvig temperature železnega jedra poveča, kar vodi do manjšega plinskega delovanja ali celo večjega plinskega delovanja, kar ima za posledico nesreče zaradi spotikanja.

 

 

Skupna priključna točka, kjer je prvi (ali zadnji) konec trifaznega navitja povezan skupaj, se imenuje nevtralna točka vira energije. Ko je nevtralna točka vira napajanja dobro povezana z ozemljitveno napravo, se ta nevtralna točka imenuje ničelna točka. Žica, ki vodi od ničelne točke, se imenuje nevtralna žica.

 

 

Merilnik energije lahko hkrati prikazuje delovno in jalovo moč, izvaja štetje, prikazuje faktor moči, obremenitvene krivulje, največjo obremenitev, minimalni čas obremenitve itd.;

Merilnik moči lahko samo posamezno prikazuje vrednosti delovne ali jalove moči.

 

 

Pojav razpok v plašču bo zmanjšal trdnost izolacije, kar bo povzročilo nadaljnje poškodbe izolacije, dokler ne pride do popolne razgradnje. Zmrzovanje vode v razpokah lahko povzroči tudi razširitev in razpoke ovoja.

 

 

Centralna signalna naprava vključuje alarmne signale in predalarmne signale, nameščene na centralni signalni plošči v glavni komandni sobi transformatorske postaje. Ko se odklopnik katere koli razdelilne naprave v razdelilni postaji sproži zaradi napake, se aktivira alarmni signal. Predalarmni signal se aktivira v primeru nenormalnega delovanja ali izpada napajanja. Tako alarmni signal kot pred alarmni signal sta opremljena z zvočnimi in vizualnimi signalnimi napravami. Zvočni signal pritegne pozornost dežurnega osebja, vizualni signal pa pomaga dežurnemu osebju oceniti naravo in lokacijo okvare.

 

 

Notranja prenapetost je posledica nenadne spremembe stanja sistema zaradi obratovanja, nesreče ali drugih razlogov, kar povzroči prehod iz enega stabilnega stanja v drugega. Med tem procesom lahko pride do nevarnih prenapetostnih pogojev za sistem.

 

 

1. Nadzorna funkcija: Ko je tok brez obremenitve ali visoka tokovna obremenitev v tokokrogu, se lahko takoj odklopi ali zapre za nadzor celotnega tokokroga.

 

2. Zaščitna funkcija: V primeru okvare tokokroga, kot je kratek stik ali odprt tokokrog, lahko izkoristi zmožnost prekinitve toka visokonapetostnega odklopnika. S to zaščitno funkcijo lahko prepreči težave v tokokrogu.

 

Rui DuM&E je specializirano za proizvodnjo in prodajooprema za testiranje transformatorjev. Naša oprema za testiranje vključuje testerje transformatorjev tan delta, testerje transformatorskih razmerij, testerje frekvenčnega odziva transformatorja itd. Naša oprema ima zanesljivo kakovost in prvovrstno predprodajo. Prodajne in poprodajne storitve poskrbijo, da se počutite sproščeno, mi pa veselimo se vašega posveta.