transformatoare - aparate studopediya

Transformator modern este format din elemente structurale diferite :. Jug, bobinaje, bucșe etc. Rezervorul yoke cu tijele montate la înfășurările sale din partea activă a transformatorului. Elementele rămase sunt numite transformator părți inactive (auxiliare). Considerăm în detaliu construcția principalelor componente ale transformatorului.

Miezul magnetic. Miezul magnetic în transformator îndeplinește două funcții: în primul rând, face un circuit magnetic care se închide fluxul magnetic principal al transformatorului, și în al doilea rând, este proiectat pentru montarea și fixarea robinetele de lichidare comutatoare. Jugul are o structură laminată, adică. E. Se compune dintr-o tablă de oțel subțire (de obicei, de 0,5 mm grosime), acoperită pe ambele fețe cu un film izolator (de exemplu, lac). Acest design a circuitului magnetic datorită dorinței de a slăbi curenții turbionari induși în acesta alternativ flux magnetic și, prin urmare, reduce cantitatea de pierdere de energie în transformator.

transformatoare de putere sunt realizate cu miezuri magnetice de trei tipuri: tija, armura și bronesterzhnevogo.

Fig. 1.3. forma secțiunii de tije:

și - puterea de transformare mici și mijlocii;

b - a transformatoarelor de mare putere

(. Figura 1.2a)-tip stick de miez magnetic tije verticale 1, care sunt situate pe înfășurarea 2 închis juguri superior și inferior 3. Pe fiecare tijă sunt aranjate înfășurarea fazei respective și fluxul magnetic al fazelor la tijele extreme - Fs și FA fluxuri . iar tija medie - flux EF. Fig. 1.2b arată apariția circuitului magnetic. În acest caz, tijele au o secțiune transversală în trepte, se potrivesc într-un cerc cu diametrul d (fig. 1.3). transformatoare de mare putere miezuri sunt multe etape care pot fi umplute cu spațiu de oțel în interiorul înfășurării. Pentru o mai bună de căldură, uneori servind ca conductele de ventilație dintre pachetele individuale de bară goluri concediu de aer de 5-6 mm.

Fig. 1.4. Monofazat tip shell transformator: dispozitiv a-; aspectul b-

Magnetic tip core-shell este o structură ramificată, cu o tulpină și jugurile parțial acoperă ( „carte“) de înfășurare (Fig. 1.4). Fluxul magnetic în tija de tip coajă magnetic de două ori mai mare decât în ​​jugurile, fiecare dintre care are o secțiune transversală, jumătate din secțiunea transversală a tijei. Din cauza complexității tehnologice a producției de tip coajă miezuri magnetice nu sunt utilizate pe scară largă, acestea sunt utilizate doar în transformatoare de putere foarte redus de energie (radiotransformatory).

Fig. 1.5. transformatoare bronesterzhnevyh magnetice: a - o singură fază; b - faza

In mare putere transformatoare utilizate bronesterzhnevuyu structura magnetică (fig. 1.5), care, deși necesită flux ușor crescut de oțel electric, dar reduce înălțimea jugului (BNS <НС), а следовательно, и высоту трансформатора. Это имеет большое значение при транспортировке трансформаторов.

Prin intermediul tijelor de articulație și jugurile distinge cap la cap structura tijă laminată a circuitului magnetic (fig. 1.6).

Fig. 1.6. Butt (a) și tole (b) structura de miezuri magnetice

Când de proiectare cap la cap (Fig. 1.6a), tije și jugul sunt colectate separat, este tras în sus pe înfășurării pe tije, apoi presează jugurile superioare și inferioare în avans pavare garnitură izolatoare între intersecția elementelor, pentru a atenua curenții turbionari care rezultă din suprapunerea reciprocă a barelor de table și juguri. După montarea două juguri întreaga structură presate și strângerea stâlpii verticali. Design Butt facilitând în același timp asamblarea circuitului magnetic, dar nu și pe scară largă în transformatoare de putere, datorită caracterului voluminos dispozitive de prindere și necesitatea prelucrării suprafețelor de contact pentru a reduce rezistența magnetică în comun.

miezuri magnetice laminate de putere transformatoare de construcție este prezentat în Fig. 1.6, b, când tijele și straturile yoke sunt colectate în Hardcover. De obicei, stratul conține 2-3 frunze. În prezent, transformatoare de putere magnitoprovodm sunt realizate din oțel laminat la rece electrice ale cărei proprietăți de-a lungul direcției de rulare a foii, mai degrabă decât peste magnetic. Prin urmare, atunci când structura stivuite în domeniul de rotație a plăcilor 90 ° apar „nepotrivire zonă“ direcția de rulare cu direcția fluxului magnetic în aceste zone a observat o creștere a rezistenței magnetice și cresc pierderile magnetice. Pentru a reduce acest fenomen este utilizat pentru amestecarea unei plăci (bandă), cu margini teșite. În acest caz, în loc de o interfață directă (fig. 1.7, a) obținerea unei îmbinări eșarfă (fig. 1.7, b), în care "zona defazaj" este mult mai mic.

Un dezavantaj al proiectarea miezurilor de asamblare stivuite unele dificultăți, deoarece înfășurările de duză de pe tijele au jug superior rasshlihtovyvat, iar apoi, după duza de înfășurare zashihtovyvat-o din nou.

Tije miezuri evita puful compactat (legat). Nu-l în mod obișnuit suprapuse pe tija benzii de sticlă manta sau o sârmă de oțel. bandă de oțel este realizată cu catarama de izolare, ceea ce elimină crearea de bobine de oțel închise pe tijele. Bandajul este aplicată uniform cu o anumită etanșeitate. Pentru sertizat juguri 3 și plasează utilizarea lor în comun cu tije 1 jug grinzi 2, care la puncte dincolo de barele marginale (fig. 18) și strângerea șuruburilor.

Pentru a evita diferența de potențial dintre porțiunile de metal în timpul funcționării transformatorului, ceea ce poate duce la distrugerea lacunelor de izolație care separă aceste părți, miez și detaliile de montaj împământat în mod necesar. cupru la sol efectuat panglici se introduc între plăcile de oțel magnetic la un capăt și atașat la celelalte capete ale grinzilor jug.

Magnetice transformatoare de mică putere (de obicei de putere mai mică de 1 kV · A), adesea dintr-o bandă îngustă de oțel electric prin bobinare rece. Aceste miezuri magnetice fac de tăiere (fig. 1.9), iar după ce duza de înfășurare a colecta cap la cap și trage împreună cu cleme speciale.

Winding. Înfășurările transformatoarelor de mare putere medie și fire din secțiune transversală dreptunghiulară sau rotundă, fire de bumbac izolat sau hârtie de cablu înfășurare. Baza înfășurării în majoritatea cazurilor, cilindrul hârtiei bachelită pe care sunt fixate elementele (șipci șaibe unghiulare și m. P.), asigurând o rezistență mecanică și electrică înfășurare.

Printr-un aranjament reciproc pe arborele înfășurării este împărțit în concentrice și alternativ. înfășurări concentrici funcționează ca un cilindru plasat concentric pe tija: mai aproape de tija are în mod normal o LV înfășurare (care necesită mai puțin izolată din tulpina), iar la exterior - BH bobina (figura 1.10, a.).

Alternant (disc) a înfășurării este sub formă de secțiuni individuale (discuri) LV și HV și este plasat pe web într-o manieră alternantă (Fig. 1.10, b). înfășurări intercalați sunt folosite foarte rar, doar în câteva transformatoare cu destinație specială.

Concentrica bobinaj împărțită structural în mai multe tipuri. Luați în considerare unele dintre ele.

1. cilindrice cu un singur strat sau înfășurarea de sârmă de secțiune transversală dreptunghiulară dublu strat (Fig. 1.11, a) este utilizat în principal ca LV bobinaj la curentul nominal de 800 A.

2. Șurub înfășurări simple și multitrecere realizate din mai multe fire paralele de secțiune dreptunghiulară. În acest caz, bobinele sunt plasate de-a lungul liniei elicoidale având una sau mai multe spire (Fig. 1.11, b). Pentru toți conductorii paralele în mod egal încărcate cu curent, operează transpunere (retransmitere) a acestor conductori. Atunci când transpunere aspiră la rândul său, într-o a fiecărui conductor a deținut toate pozițiile. Transpoziție poate fi grup (Fig. 1.12), atunci când firele paralele sunt împărțite în două grupuri și a realizat o grupare de permutare și, în general, atunci când schimbă aranjamentul reciproc al firelor paralele (Fig. 1.12, b).

Fig. 1.12. Transpunerea în înfășurări elicoidale

3. înfășurare continuă (Fig. 1.11, c) constau din înfășurări de disc individuale (secțiuni) sunt înfășurate în spirală și conectate între ele perfect, adică efectuat „continuu“. Dacă înfășurării se realizează prin mai multe fire paralele, atunci se aplică fire de transpunere.

Înfășurare continuă, în ciuda unor complexitate de fabricație, au primit cele mai utilizate pe scară largă în transformatoare de putere, atât ca bobine de IT și JT ca înfășurări. Acest lucru se datorează rezistenței lor mecanice ridicate și fiabilitate.

Uleiul de transformator răcit jug cu bobine plasate în rezervor umplut cu ulei de transformator (fig. 1.13). ulei de transformator, spălarea înfășurările 2 și 3 și miezul magnetic 1, le selectează de căldură și având o conductivitate termică mai mare decât aerul, prin pereții rezervorului 4 și tuburile radiatorului 5 se trimite la mediu. Având în ulei de transformator asigură o funcționare mai fiabilă a transformatoarelor de înaltă tensiune, deoarece puterea de ulei electric mult mai mare decât cea a aerului. Ulei de răcire intensiv aerul, astfel încât mărimea și greutatea uleiului de transformator este mai mică decât a transformatoarelor de tip uscat de aceeași capacitate.

Fig. 1.13: ulei de transformator răcit aparat

În transformatoare de putere de 20-30 kVA utilizate rezervoare cu pereți netezi. In cele mai puternice transformatoare pentru a crește pereții răciți ai suprafeței rezervor se aplică tancuri cu nervuri sau tubulare. Ulei, încălzit, se ridică în sus și, fiind răcite, se coboară. Uleiul circulă în tuburi, care promovează o răcire mai rapidă (vezi. § 31,5).

Pentru a compensa volumul de schimbare a temperaturii uleiului, și, de asemenea, pentru a proteja uleiul de oxidare și de umiditate atunci când sunt expuse la aer este utilizat în transformatoare expander 9, care este un vas cilindric, montat pe capacul rezervorului și comunicând cu ei. Fluctuațiile în nivelul uleiului cu modificarea temperaturii sale nu se produce în rezervor, care este întotdeauna umplut cu ulei, iar în extensorul, care comunică cu atmosfera.

În timpul funcționării, transformatorul există posibilitatea de apariție a unor fenomene în care, însoțită de eliberarea rapidă a gazului, ceea ce conduce la o creștere semnificativă a presiunii în interiorul rezervorului, astfel încât să se evite deteriorarea cuvei transformatorului cu o capacitate de 1000 kVA sau mai prevăzut cu o țeavă de eșapament, care este montat pe capacul rezervorului. Capătul inferior al tubului comunică cu rezervorul, iar capătul său superior se termină cu o flanșă pe care discul de sticla. Atunci când presiunea depășește în condiții de siguranță la rezervor, un pahar exploziile de disc și gazele sunt evacuate la exterior.

Într-o conductă care conectează rezervorul de ulei de transformator conservatorului, amplasat Buchholz. În cazul unor daune semnificative în transformator, urmată de evoluția abundentă a gazelor (de exemplu, un scurtcircuit între spire ale înfășurărilor), Buchholz este declanșat și închide contactele întrerupătorului circuitului de comandă, care deconectează transformatorul de la rețea. Înfășurările transformatorului este conectat la un circuit de intrări externe 7 și 8. In ulei pentru bucșe de transformatoare utilizate în mod normal izolatori de porțelan bucșe.

O astfel de intrare prevăzută cu o flanșă metalică, prin care acesta este atașat la capacul sau peretele cuvei. Prin partea de jos a rezervorului camionului este fix, vă permite să mutați transformator în cadrul stațiilor. Pe capacul rezervorului este manevrat stresul comutatorului 6 (a se vedea. § 1.15).

Proprietățile transformatorului este determinat de parametrii nominali: 1) nominal de tensiune primară liniara U1rated. V sau kV; 2) secundar evaluat U2rated tensiunea de linie (tensiune terminală înfășurării la sarcina deconectat și tensiunea primară nominală), V sau kV secundar; 3) nominale curenții I1nom liniare în înfășurările primare și secundare I2nom, A; 4) nominală puterea aparentă Snom. kV · A (pentru transformator monofazat Snom = U1rated I1nom pentru faza -.).

Curenții nominali de linie se calculează din puterea nominală a transformatorului: pentru transformator trifazat

în care: - puterea nominală trifazată a transformatorului kVA.

Fiecare transformator este proiectat pentru a fi incluse într-o anumită rețea de curent alternativ de frecventa. În România transformatoarele de uz general sunt proiectate pentru o frecvență f = 50 Hz (în alte țări, f = 60 Hz), în dispozitivele de automatizare și frecvența de comunicare transformatoare 50, 400 sau 1000 Hz utilizate.

Exemplul 1.1. Valorile nominale ale tensiunilor primare și secundare transformator monofazat U1rated = 110 kV, U2rated = 6,3 kV nominală a curentului primar I1nom = 95.5 A. Se determină puterea nominală a transformatorului secundar curent și nominal.

Decizie. Transformator de putere nominală Snom = Ulnom Ilnom = 110-95,5 = 10500 kVA. Nominal secundar curent I2nom = = SHOM / U2rated = 10500/1666 = 6,3 A.