Uređaj i princip rada energetskih transformatora

Električna jedinica s dva, tri ili više namota statički je ugrađena u električnu mrežu. Energetski transformator mijenja izmjenični napon i struju bez odstupanja frekvencije. Pretvarač koji se koristi u sekundarnim izvorima napajanja naziva se step-down uređaj. Step-up strukture povećavaju napon, koriste se u visokonaponskim dalekovodima velike snage, propusnosti i kapaciteta.

Područje primjene

Skup instalacija namijenjenih za proizvodnju električne energije uključuje energetske transformatore. Elektrane koriste energiju atoma, organsko, kruto ili tekuće gorivo, rade na plin ili koriste snagu vodenog toka, ali izlazni pretvarači trafostanica neophodni su za normalno funkcioniranje potrošačkih i proizvodnih linija.

Jedinice su instalirane u mrežama industrijskih objekata, ruralnih poduzeća, obrambenih kompleksa, naftnih i plinskih razvojnih objekata. Izravna namjena energetskog transformatora - snižavanje i povećanje napona i struje - koristi se za rad prometne, stambene, maloprodajne infrastrukture, mrežnih distribucijskih objekata.

Glavni dijelovi i sustavi

Napon napajanja i opterećenje se primjenjuju na ulaze, koji se nalaze na unutarnjem ili vanjskom bloku stezaljki. Kontakt je fiksiran vijcima ili posebnim priključcima. U uljnim jedinicama, ulazi su raspoređeni izvana na bočnim stranama spremnika ili na poklopcu kućišta koji se može ukloniti.

Prijenos iz unutarnjih namota ide na fleksibilne amortizere ili navojne klinove od obojenih metala. Energetski transformatori i njihova kućišta izolirani su od klinova porculanskim ili plastičnim slojem. Praznine se eliminiraju brtvama izrađenim od materijala otpornog na ulja i sintetičke tekućine.

Hladnjaci smanjuju temperaturu ulja iz gornjeg dijela spremnika i prenose ga u bočni donji sloj. Rashladni uređaj energetskog uljnog transformatora predstavljen je:

• vanjski krug koji uklanja toplinu iz nosača;
• loživo ulje unutarnjeg kruga.

Hladnjaci su različitih vrsta:

• radijatori - skup ravnih kanala sa zavarivanjem na kraju, smještenih u pločama za komunikaciju između donjeg i gornjeg kolektora;
• valoviti spremnici - postavljeni u jedinice male i srednje snage, oni su i spremnik za snižavanje temperature i radni spremnik s presavijenom površinom stijenki i donjom kutijom;
• ventilatori - opremljeni su velikim transformatorskim modulima za prisilno hlađenje protoka;
• izmjenjivači topline - koriste se u velikim jedinicama za pomicanje sintetičkih tekućina pomoću pumpe, jerorganizacija prirodne cirkulacije zahtijeva puno prostora;
• instalacije voda-ulje - cijevni izmjenjivači topline po klasičnoj tehnologiji;
• cirkulacijske crpke su hermetičke izvedbe s punim uranjanjem motora u nedostatku brtvi kutije za punjenje.

Oprema za transformaciju napona isporučuje se s upravljačkim uređajima za promjenu broja radnih zavoja. Napon na sekundarnom namotu se mijenja pomoću prekidača za broj zavojnica ili se postavlja vijcima pri odabiru mjesta skakača. Ovako se spajaju vodi uzemljenog ili bez napona transformatora. Regulacijski moduli pretvaraju napon u malim rasponima.

Ovisno o uvjetima, prekidači za broj spirala dijele se na vrste:

• uređaji koji rade kada je opterećenje isključeno;
• elementi koji funkcioniraju kada je sekundarni namot kratko spojen na otpor.

Privitak

Plinski relej nalazi se u spojnoj cijevi između ekspanzijskog i radnog spremnika. Uređaj sprječava razgradnju izolacijskih organskih tvari, ulja tijekom pregrijavanja i manjih oštećenja sustava. Uređaj reagira na stvaranje plina u slučaju kvara, daje signal alarma ili potpuno isključuje sustav u slučaju kratkog spoja ili opasnog pada razine tekućine.

Termoparovi se postavljaju na vrh spremnika u džepove za mjerenje temperature. Oni rade na principu matematičkog izračuna kako bi identificirali najzagrijaniji dio jedinice. Moderni senzori temelje se na tehnologiji optičkih vlakana.

Jedinica za kontinuiranu regeneraciju koristi se za obnavljanje i pročišćavanje ulja. Kao rezultat rada, troska se formira u masi, zrak ulazi u nju.Uređaji za regeneraciju su dvije vrste:

• termosifonski moduli, koristeći prirodno kretanje zagrijanih slojeva prema gore i prolazeći kroz filter, naknadno spuštanje ohlađenih struja na dno spremnika;
• jedinice za kvalitetu adsorpcije pumpom prisilno pumpaju masu kroz filtere, nalaze se zasebno na temelju i koriste se u krugovima velikih pretvarača.

Moduli za zaštitu ulja su ekspanzijski spremnik otvorenog tipa. Zrak iznad površine mase prolazi kroz sredstva za sušenje silika gela. Adsorbens pri maksimalnoj vlažnosti postaje ružičast, što služi kao signal za njegovu zamjenu.

Na vrhu ekspandera ugrađena je uljna brtva. Ovo je uređaj za smanjenje vlažnosti zraka, koji radi na transformatorskom suhom ulju. Modul je spojen na ekspanzijski spremnik pomoću cijevi. Na vrhu je zavaren spremnik s unutarnjim odvajanjem u obliku nekoliko zidova u obliku labirinta. Zrak prolazi kroz ulje, ispušta vlagu, zatim se čisti silika gelom i ulazi u ekspander.

Upravljački uređaji

Uređaj za rasterećenje tlaka sprječava hitni skok tlaka zbog kratkog spoja ili jakog raspadanja ulja i predviđen je u dizajnu snažnih jedinica u skladu s GOST 11677-1975. Uređaj je izrađen u obliku cijevi za pražnjenje, smještene pod kutom prema poklopcu transformatora. Na kraju je zapečaćena membrana koja se može odmah otvoriti i propustiti ispuh.

Osim toga, u transformator su ugrađeni i drugi moduli:

1. Senzori razine ulja u spremniku, opremljeni brojčanikom ili izrađeni u obliku staklene cijevi komunikacijskih spremnika, postavljeni su na kraju ekspandera.
2. Ugrađeni transformatori se postavljaju unutar jedinice ili u blizini rukavca za uzemljenje sa strane prolaznih izolatora ili na niskonaponskim sabirnicama. U tom slučaju nema potrebe za velikim brojem pojedinačnih pretvarača u trafostanici s unutarnjom i vanjskom izolacijom.
3. Detektor zapaljivih nečistoća i plinova detektira vodik u masi ulja i istiskuje ga kroz membranu. Uređaj pokazuje početni stupanj stvaranja plina prije nego što koncentrirana smjesa prouzroči rad upravljačkog releja.
4. Mjerač protoka prati gubitke ulja u trafostanicama koje rade na principu prisilnog smanjenja temperature. Uređaj mjeri razliku glave i određuje tlak s obje strane prepreke u protoku. U jedinicama s vodenim hlađenjem, mjerači protoka očitavaju potrošnju vlage. Elementi su opremljeni alarmom u slučaju nezgode i brojčanikom za određivanje indikatora.

Princip rada i načini rada

Jednostavan transformator opremljen je jezgrom od permaloja, ferita i dva namota. Magnetni krug uključuje set traka, ploča ili profiliranih elemenata. Pomiče magnetski tok koji nastaje pod djelovanjem elektriciteta. Princip rada energetskog transformatora je pretvaranje pokazatelja struje i napona pomoću indukcije, dok frekvencija i oblik grafa kretanja nabijenih čestica ostaju konstantni.

U pojačanim transformatorima, krug osigurava povećani napon na sekundarnom namotu u odnosu na primarni svitak. U sniženim jedinicama, ulazni napon je veći od izlaznog. Jezgra sa spiralnim zavojima nalazi se u posudi s uljem.

Kada se uključi izmjenična struja, na primarnoj spirali nastaje izmjenično magnetsko polje. Zatvara se na jezgri i utječe na sekundarni krug. Generira se elektromotorna sila koja se prenosi na priključena opterećenja na izlazu transformatora. Stanica radi u tri načina rada:

1. Prazan hod karakterizira otvoreno stanje sekundarne zavojnice i odsutnost struje unutar namota. U primarnom svitku teče električna energija bez opterećenja, što je 2-5% nazivne vrijednosti.
2. Rad pod opterećenjem odvija se spajanjem struje i potrošača. Energetski transformatori pokazuju energiju u dva namota, rad u takvim propisima je uobičajen za jedinicu.
3. Kratki spoj u kojem otpor na sekundarnom svitku ostaje jedino opterećenje. Način vam omogućuje da identificirate gubitke za zagrijavanje namota jezgre.

Način mirovanja

Struja u primarnom svitku jednaka je vrijednosti izmjenične struje magnetiziranja, sekundarna struja pokazuje nulte vrijednosti. Elektromotorna sila početne zavojnice u slučaju feromagnetskog vrha u potpunosti zamjenjuje izvorni napon, nema struja opterećenja. Rad u praznom hodu detektira trenutne gubitke pri uključivanju i vrtložne struje, utvrđuje kompenzaciju jalove snage za održavanje potrebnog izlaznog napona.

U jedinici bez feromagnetskog vodiča nema gubitaka zbog promjene magnetskog polja. Struja praznog hoda proporcionalna je otporu primarnog namota. Sposobnost odupiranja prolazu nabijenih elektrona transformira se promjenom frekvencije struje i veličine indukcije.

Rad kratkog spoja

Mali izmjenični napon se primjenjuje na primarni svitak, izlazi sekundarne zavojnice su kratko spojeni.Indikatori ulaznog napona odabrani su tako da struja kratkog spoja odgovara izračunatoj ili nazivnoj vrijednosti jedinice. Veličina napona kratkog spoja određuje gubitke u zavojnicama transformatora i cijenu otpora materijala vodiča. Dio istosmjerne struje svladava otpor i pretvara se u toplinsku energiju, jezgra se zagrijava.

Napon kratkog spoja izračunava se kao postotak nazivne vrijednosti. Parametar dobiven tijekom rada u ovom načinu rada važna je karakteristika jedinice. Množenjem sa strujom kratkog spoja dobiva se gubitak snage.

Način rada

Kada je opterećenje spojeno u sekundarni krug, čestice se pomiču, uzrokujući magnetski tok u vodiču. Usmjeren je dalje od protoka koji proizvodi primarna zavojnica. U primarnom namotu postoji neslaganje između elektromotorne sile indukcije i izvora energije. Struja u početnoj spirali raste do trenutka kada magnetsko polje ne dobije svoju izvornu vrijednost.

Magnetski tok indukcijskog vektora karakterizira prolazak polja kroz odabranu površinu i određen je vremenskim integralom indeksa trenutne sile u primarnoj zavojnici. Eksponent je 90˚ van faze u odnosu na pogonsku silu. Inducirana emf u sekundarnom krugu podudara se po obliku i fazi s onom u primarnoj zavojnici.

Vrste i vrste transformatora

Jedinice za napajanje koriste se u slučaju pretvaranja struje visokog napona i velike snage, ne koriste se za mjerenje performansi mreže.Instalacija je opravdana u slučaju razlike između napona u mreži proizvođača energije i kruga koji ide do potrošača. Ovisno o broju faza, stanice se mogu klasificirati kao jedinice s jednom zavojnicom ili jedinice s više namota.

Jednofazni pretvarač snage instaliran je statički, karakteriziraju ga namoti povezani međusobnom indukcijom, koji se nalaze nepomično. Jezgra je izrađena u obliku zatvorenog okvira, ima donji, gornji jaram i bočne šipke, gdje se nalaze spirale. Zavojnice i magnetska jezgra djeluju kao aktivni elementi.

Namoti na šipkama su u utvrđenim kombinacijama prema broju i obliku zavoja ili su raspoređeni koncentričnim redoslijedom. Najčešći i često korišteni cilindrični omot. Konstruktivni elementi jedinice fiksiraju dijelove stanice, izoliraju prolaze između zavojnica, hlade dijelove i sprječavaju kvarove. Uzdužna izolacija pokriva pojedinačne zavoje ili njihove kombinacije na jezgri. Primarni dielektrici se koriste za sprječavanje prijelaza između uzemljenja i namota.

U shemama trofaznih električnih mreža instalirane su instalacije s dva i tri namota za ravnomjernu raspodjelu opterećenja između ulaza i izlaza ili zamjenskih uređaja za jednu fazu. Transformatori hlađeni uljem sadrže magnetski krug s namotima koji se nalaze u spremniku s tvari.

Namoti su raspoređeni na zajednički vodič, a predviđeni su primarni i sekundarni krugovi koji međusobno djeluju zbog pojave zajedničkog polja, struje ili polarizacije kada se nabijeni elektroni kreću u magnetskom mediju. Ova ukupna indukcija otežava određivanje performansi postrojenja, visokog i niskog napona.Koristi se plan zamjene transformatora, u kojem namoti ne djeluju u magnetskom, već u električnom okruženju.

Primijenjen je princip ekvivalentnosti djelovanja disipativnih tokova s ​​radom otpora induktivnih svitaka koji prolaze struju. Razlikovati spirale s aktivnim otporom indukcije. Druga vrsta su magnetski vezani omoti koji prenose čestice bez raspršivanja tokova s ​​minimalnim opstruktivnim svojstvima.

Slični članci: