Zařízení a princip činnosti výkonových transformátorů

V elektrické síti je staticky instalována elektrická jednotka se dvěma, třemi nebo více vinutími. Výkonový transformátor mění střídavé napětí a proud bez frekvenční odchylky. Převodník používaný v sekundárních napájecích zdrojích se nazývá snižovací zařízení. Zvyšující se struktury zvyšují napětí, používají se ve vysokonapěťových elektrických vedeních s vysokým výkonem, propustností a kapacitou.

Oblast použití

Soubor zařízení určených k výrobě elektřiny zahrnuje výkonové transformátory. Elektrárny využívají energii atomu, organického, pevného nebo kapalného paliva, běží na plyn nebo využívají sílu vodního proudu, ale pro normální fungování spotřebitelských a výrobních linek jsou nezbytné výstupní měniče rozvoden.

Jednotky jsou instalovány v sítích průmyslových zařízení, venkovských podniků, obranných komplexů, ropných a plynárenských zařízení. Přímý účel výkonového transformátoru - snížit a zvýšit napětí a proud - se používá pro provoz dopravy, bydlení, maloobchodní infrastruktury, síťových distribučních zařízení.

Hlavní části a systémy

Napájecí napětí a zátěž jsou přivedeny na vstupy, které jsou umístěny na vnitřní nebo vnější svorkovnici. Kontakt je upevněn šrouby nebo speciálními konektory. U olejových jednotek jsou vstupy uspořádány vně po stranách nádrže nebo na krytu odnímatelného krytu.

Přenos z vnitřního vinutí jde do pružných tlumičů nebo závitových čepů z barevných kovů. Výkonové transformátory a jejich pouzdra jsou od svorníků izolovány porcelánovou nebo plastovou vrstvou. Mezery jsou eliminovány těsněním vyrobeným z materiálu odolného vůči olejům a syntetickým kapalinám.

Chladiče snižují teplotu oleje z horní oblasti nádrže a přenášejí ji do boční spodní vrstvy. Chladicí zařízení výkonového olejového transformátoru je reprezentováno:

• vnější okruh, který odebírá teplo z nosiče;
• topný olej vnitřního okruhu.

Chladiče jsou různých typů:

• radiátory - sada plochých kanálů se svařováním na konci, umístěných v deskách pro komunikaci mezi spodními a horními kolektory;
• vlnité nádrže - umístěné v jednotkách nízkého a středního výkonu, jsou jak kontejnerem pro snižování teploty, tak pracovní nádrží se skládaným povrchem stěn a spodním boxem;
• ventilátory - jsou vybaveny velkými transformátorovými moduly pro nucené chlazení průtoku;
• výměníky tepla - používají se ve velkých jednotkách k pohybu syntetických kapalin pomocí čerpadla, protožeorganizace přirozeného oběhu vyžaduje hodně prostoru;
• instalace voda-olej - trubkové výměníky tepla podle klasické technologie;
• oběhová čerpadla jsou hermetické konstrukce s úplným ponořením motoru bez těsnění ucpávky.

Zařízení pro transformaci napětí je dodáváno s ovládacími zařízeními pro změnu počtu pracovních závitů. Napětí na sekundárním vinutí se upravuje pomocí přepínače počtu cívek nebo se nastavuje šroubováním při volbě umístění propojek. Takto jsou připojeny vodiče uzemněného nebo odpojeného transformátoru. Regulační moduly převádějí napětí v malých rozsazích.

V závislosti na podmínkách jsou spínače pro počet spirál rozděleny do typů:

• zařízení fungující, když je zátěž vypnutá;
• prvky, které fungují, když je sekundární vinutí zkratováno na odpor.

Příloha

Plynové relé je umístěno ve spojovací trubce mezi expanzní a pracovní nádrží. Zařízení zabraňuje rozkladu izolačních organických látek, olejů při přehřátí a drobnému poškození systému. Zařízení v případě poruchy reaguje na tvorbu plynu, v případě zkratu nebo nebezpečného poklesu hladiny kapaliny vydá poplachový signál nebo zcela vypne systém.

Termočlánky jsou umístěny v horní části nádrže v kapsách pro měření teploty. Pracují na principu matematického výpočtu k identifikaci nejvíce zahřívané části jednotky. Moderní senzory jsou založeny na technologii optických vláken.

Jednotka kontinuální regenerace se používá k obnově a čištění oleje. V důsledku práce se ve hmotě tvoří struska, vstupuje do ní vzduch.Regenerační zařízení jsou dvou typů:

• termosifonové moduly, využívající přirozeného pohybu ohřátých vrstev směrem nahoru a průchodu filtrem, následné spouštění ochlazených proudů na dno nádrže;
• jednotky adsorpční kvality násilně pumpují hmotu přes filtry pomocí čerpadla, jsou umístěny samostatně na základu a používají se v obvodech velkých měničů.

Moduly ochrany oleje jsou otevřená expanzní nádrž. Vzduch nad povrchem hmoty prochází silikagelovými sušidly. Adsorbent při maximální vlhkosti zrůžoví, což slouží jako signál k jeho výměně.

V horní části expandéru je instalováno olejové těsnění. Jedná se o zařízení pro snižování vlhkosti vzduchu, pracující na transformátorový suchý olej. Modul je připojen k expanzní nádobě potrubím. Nahoře je svařen kontejner s vnitřním oddělením ve formě několika stěn ve formě labyrintu. Vzduch prochází olejem, uvolňuje vlhkost, poté se čistí silikagelem a vstupuje do expandéru.

Ovládací zařízení

Přetlakové zařízení zabraňuje nouzovému tlakovému rázu v důsledku zkratu nebo silného rozkladu oleje a je poskytováno v konstrukci výkonných jednotek v souladu s GOST 11677-1975. Zařízení je vyrobeno ve formě výtlačného potrubí, umístěného pod úhlem k krytu transformátoru. Na konci je utěsněná membrána, která se může okamžitě rozvinout a propustit výfuk.

Kromě toho jsou v transformátoru instalovány další moduly:

1. Na konci expandéru jsou umístěny snímače hladiny oleje v nádrži, vybavené číselníkem nebo provedené ve formě skleněné trubice komunikujících nádob.
2. Vestavěné transformátory jsou umístěny uvnitř jednotky nebo v blízkosti zemnící objímky na straně průchozích izolátorů nebo na nízkonapěťových přípojnicích. V tomto případě není potřeba velký počet jednotlivých měničů v rozvodně s vnitřní a vnější izolací.
3. Detektor hořlavých nečistot a plynů detekuje vodík v olejové hmotě a vytlačuje jej přes membránu. Zařízení indikuje počáteční stupeň tvorby plynu předtím, než koncentrovaná směs způsobí činnost ovládacího relé.
4. Průtokoměr sleduje ztráty oleje v rozvodnách pracujících na principu nuceného snižování teploty. Zařízení měří tlakový rozdíl a určuje tlak na obou stranách překážky v toku. U vodou chlazených jednotek odečítají průtokoměry spotřebu vlhkosti. Prvky jsou vybaveny alarmem pro případ nehody a číselníkem pro určování ukazatelů.

Princip činnosti a provozní režimy

Jednoduchý transformátor je vybaven jádrem z permalloy, feritu a dvěma vinutími. Magnetický obvod obsahuje sadu pásky, desky nebo lisovaných prvků. Pohybuje magnetickým tokem, který vzniká působením elektřiny. Princip činnosti výkonového transformátoru spočívá v převodu indikátorů proudu a napětí pomocí indukce, přičemž frekvence a tvar grafu pohybu nabitých částic zůstávají konstantní.

U stupňovitých transformátorů zajišťuje obvod zvýšené napětí na sekundárním vinutí ve srovnání s primární cívkou. U snižovacích jednotek je vstupní napětí vyšší než výstupní. Jádro se spirálovými závity je umístěno v nádobě s olejem.

Při zapnutí střídavého proudu se na primární spirále vytvoří střídavé magnetické pole. Uzavře se na jádru a ovlivňuje sekundární okruh. Vzniká elektromotorická síla, která se přenáší na připojené zátěže na výstupu transformátoru. Stanice funguje ve třech režimech:

1. Volnoběh je charakterizován otevřeným stavem sekundární cívky a nepřítomností proudu uvnitř vinutí. V primární cívce proudí elektřina naprázdno, což je 2-5 % jmenovité hodnoty.
2. Práce pod zátěží probíhá s připojením napájení a spotřebičů. Výkonové transformátory ukazují energii ve dvou vinutích, práce v takových předpisech je pro jednotku běžná.
3. Zkrat, při kterém zůstává jedinou zátěží odpor na sekundární cívce. Režim umožňuje identifikovat ztráty pro ohřev vinutí jádra.

Režim nečinnosti

Elektřina v primární cívce je rovna hodnotě střídavého magnetizačního proudu, sekundární proud vykazuje nulové hodnoty. Elektromotorická síla počáteční cívky u feromagnetického hrotu zcela nahrazuje napětí zdroje, nevznikají zatěžovací proudy. Provoz naprázdno detekuje okamžité ztráty při zapnutí a vířivé proudy, určuje kompenzaci jalového výkonu pro udržení požadovaného výstupního napětí.

V jednotce bez feromagnetického vodiče nedochází ke ztrátám v důsledku změny magnetického pole. Proud naprázdno je úměrný odporu primárního vinutí. Schopnost odolávat průchodu nabitých elektronů se transformuje změnou frekvence proudu a velikosti indukce.

Zkratový provoz

Na primární cívku je přivedeno malé střídavé napětí, výstupy sekundární cívky jsou zkratovány.Indikátory vstupního napětí jsou voleny tak, aby zkratový proud odpovídal vypočtené nebo jmenovité hodnotě jednotky. Velikost zkratového napětí určuje ztráty v cívkách transformátoru a náklady na odolnost materiálu vodiče. Část stejnosměrného proudu překoná odpor a přemění se na tepelnou energii, jádro se zahřeje.

Zkratové napětí se vypočítá jako procento jmenovité hodnoty. Parametr získaný během provozu v tomto režimu je důležitou charakteristikou jednotky. Vynásobením zkratovým proudem dostaneme ztrátu výkonu.

Pracovní režim

Když je v sekundárním obvodu připojena zátěž, částice se pohybují a způsobují magnetický tok ve vodiči. Je nasměrován pryč od proudu vytvářeného primární cívkou. V primárním vinutí dochází k neshodě mezi elektromotorickou silou indukce a zdrojem energie. Proud v počáteční spirále roste až do doby, kdy magnetické pole nenabude své původní hodnoty.

Magnetický tok indukčního vektoru charakterizuje průchod pole zvoleným povrchem a je určen časovým integrálem indexu okamžité síly v primární cívce. Exponent je o 90˚ mimo fázi vzhledem k hnací síle. Indukované emf v sekundárním okruhu se tvarem a fází shoduje s emf v primární cívce.

Typy a typy transformátorů

Výkonové jednotky se používají v případě přeměny vysokonapěťového proudu a vysokého výkonu, neslouží k měření výkonu sítě.Instalace je opodstatněná v případě rozdílu mezi napětím v síti výrobce energie a obvodu jdoucího ke spotřebiči. V závislosti na počtu fází lze stanice klasifikovat jako jednotky s jednou cívkou nebo jednotky s více vinutími.

Jednofázový výkonový měnič je instalován staticky, vyznačuje se vinutími spojenými vzájemnou indukcí, umístěnými nehybně. Jádro je vyrobeno ve formě uzavřeného rámu, jsou zde spodní, horní třmen a boční tyče, kde jsou umístěny spirály. Cívky a magnetické jádro působí jako aktivní prvky.

Vinutí na tyčích jsou v ustálených kombinacích podle počtu a tvaru závitů nebo jsou uspořádána v soustředném pořadí. Nejběžnější a nejčastěji používané válcové ovinování. Konstrukční prvky jednotky fixují díly stanice, izolují průchody mezi cívkami, chladí díly a zabraňují poruchám. Podélná izolace kryje jednotlivé závity nebo jejich kombinace na jádru. Primární dielektrika se používají k zabránění přechodu mezi zemí a vinutím.

Ve schématech třífázových elektrických sítí jsou instalovány dvouvinuté a třívinuté instalace pro rovnoměrné rozložení zátěže mezi vstupy a výstupy nebo náhradní zařízení pro jednu fázi. Olejem chlazené transformátory obsahují magnetický obvod s vinutími, která jsou umístěna v nádrži s látkou.

Vinutí jsou uspořádána na společném vodiči, zatímco primární a sekundární obvody jsou opatřeny, které interagují v důsledku výskytu společného pole, proudu nebo polarizace, když se nabité elektrony pohybují v magnetickém prostředí. Tato celková indukce ztěžuje určení výkonu zařízení, vysokého a nízkého napětí.Používá se plán náhrady transformátoru, ve kterém vinutí interagují nikoli v magnetickém, ale v elektrickém prostředí.

Uplatňuje se princip ekvivalence působení disipativních toků k práci odporů indukčních cívek procházejících proudem. Rozlišujte spirály s aktivním odporem indukce. Druhým typem jsou magneticky vázané obaly, které přenášejí částice bez rozptylových toků s minimálními obstrukčními vlastnostmi.

Podobné články: