A teljesítménytranszformátorok berendezése és működési elve

Két, három vagy több tekercses elektromos egység statikusan be van építve az elektromos hálózatba. A transzformátor váltakozó feszültséget és áramot vált a frekvencia eltérése nélkül. A másodlagos tápegységekben használt konvertert leléptető eszköznek nevezzük. A lépcsős szerkezetek növelik a feszültséget, nagy teljesítményű, áteresztőképességű és kapacitású nagyfeszültségű vezetékekben használatosak.

Alkalmazási terület

A villamosenergia-termelésre tervezett berendezések készlete teljesítménytranszformátorokat tartalmaz. Az erőművek atomenergiát, szerves, szilárd vagy folyékony tüzelőanyagot használnak, gázzal üzemelnek vagy vízáram energiáját használják fel, de az alállomási kimeneti átalakítók szükségesek a fogyasztói és gyártósorok normál működéséhez.

Az egységeket ipari létesítmények, vidéki vállalkozások, védelmi komplexumok, olaj- és gázfejlesztések hálózataiba telepítik. Az erősáramú transzformátor közvetlen rendeltetése - a feszültség és áramerősség csökkentése és növelése - közlekedési, lakhatási, kiskereskedelmi infrastruktúra, hálózati elosztó létesítmények üzemeltetésére szolgál.

Főbb alkatrészek és rendszerek

A tápfeszültség és a terhelés a belső vagy külső sorkapcsokon található bemenetekre kerül. Az érintkező csavarokkal vagy speciális csatlakozókkal van rögzítve. Az olajegységeknél a beömlőnyílások kívül, a tartály oldalain vagy a levehető ház fedelén vannak elrendezve.

A belső tekercsek átvitele rugalmas lengéscsillapítókra vagy színesfémekből készült menetes csapokra megy. A transzformátorok és házaik porcelán vagy műanyag réteggel vannak szigetelve a csapoktól. A hézagokat az olajoknak és szintetikus folyadékoknak ellenálló anyagból készült tömítések szüntetik meg.

A hűtők csökkentik az olaj hőmérsékletét a tartály felső részéből és továbbítják az oldalsó alsó rétegbe. Az olajtranszformátor hűtőberendezését a következők képviselik:

• külső áramkör, amely eltávolítja a hőt a hordozóból;
• belső kör fűtőolaj.

A hűtők különböző típusúak:

• radiátorok - lapos csatornakészlet hegesztéssel a végén, amelyek az alsó és a felső kollektorok közötti kommunikációt szolgáló lemezekben helyezkednek el;
• hullámkarton tartályok - alacsony és közepes teljesítményű egységekbe helyezve, mind a hőmérséklet csökkentésére szolgáló tartályok, mind a falak összehajtott felületével és egy alsó dobozzal rendelkező munkatartály;
• ventilátorok - nagy transzformátormodulokkal vannak felszerelve az áramlás kényszerített hűtésére;
• hőcserélők - nagy egységekben szintetikus folyadékok szivattyúval történő mozgatására használják, merta természetes keringés megszervezése sok helyet igényel;
• víz-olaj berendezések - cső alakú hőcserélők a klasszikus technológia szerint;
• A keringető szivattyúk hermetikus kialakításúak, a motor teljes alámerítésével, tömítődoboz-tömítések hiányában.

A feszültségátalakító berendezéseket vezérlőeszközökkel szállítjuk a munkamenetek számának megváltoztatásához. A szekunder tekercs feszültségét a tekercsek számának kapcsolójával módosítják, vagy csavarozással állítják be a jumperek helyének kiválasztásakor. Így csatlakozik a földelt vagy feszültségmentesített transzformátor vezetékei. A szabályozó modulok kis tartományban alakítják át a feszültséget.

A körülményektől függően a spirálok számának kapcsolói típusokra oszthatók:

• a terhelés kikapcsolt állapotában működő eszközök;
• olyan elemek, amelyek akkor működnek, amikor a szekunder tekercs ellenállásra zárva van.

Melléklet

A gázrelé a tágulási és a munkatartályok közötti összekötő csőben található. A készülék megakadályozza a szigetelő szerves anyagok, olajok lebomlását a túlmelegedés során és a rendszer kisebb sérüléseit. A készülék meghibásodás esetén reagál a gázképződésre, rövidzárlat vagy a folyadékszint veszélyes csökkenése esetén riasztást ad, vagy teljesen kikapcsolja a rendszert.

A hőelemek a tartály tetején vannak elhelyezve zsebekben a hőmérséklet mérésére. A matematikai számítás elvén dolgoznak, hogy azonosítsák az egység legmelegebb részét. A modern érzékelők száloptikai technológián alapulnak.

A folyamatos regeneráló egység az olaj helyreállítására és tisztítására szolgál. A munka eredményeként salak képződik a tömegben, levegő jut be.A regeneráló eszközök két típusból állnak:

• termoszifon modulok, a fűtött rétegek természetes mozgását felhasználva felfelé és áthaladva a szűrőn, majd a lehűtött áramokat leengedik a tartály aljára;
• az adszorpciós minőségi egységek szivattyúval erőszakosan pumpálják át a tömeget a szűrőkön, külön vannak elhelyezve az alapon, és nagy konverterek áramköreiben használják.

Az olajvédő modulok nyitott típusú tágulási tartályok. A tömegfelszín feletti levegőt szilikagél szárítószereken vezetik át. Az adszorbens maximális páratartalom mellett rózsaszínűvé válik, ami jelzésként szolgál a cseréjéhez.

A bővítő tetején olajtömítés van felszerelve. Ez a berendezés a levegő páratartalmának csökkentésére, transzformátor száraz olajjal működik. A modul csővel csatlakozik a tágulási tartályhoz. A tetején egy tartályt hegesztettek belső elválasztással, több fal formájában, labirintus formájában. A levegő áthalad az olajon, nedvességet bocsát ki, majd szilikagéllel megtisztítja és belép az expanderbe.

Vezérlő eszközök

A nyomáscsökkentő eszköz megakadályozza a rövidzárlat vagy erős olajbomlás következtében fellépő vészhelyzeti nyomáslökést, és a GOST 11677-1975 szabványnak megfelelően nagy teljesítményű egységek kialakításában szerepel. A készülék kisülőcső formájában készül, amely a transzformátor fedeléhez képest szögben helyezkedik el. A végén egy lezárt membrán található, amely azonnal kinyílik és átengedi a kipufogót.

Ezenkívül más modulok is be vannak szerelve a transzformátorba:

1. A tartályban lévő olajszint-érzékelők, amelyek tárcsával vannak felszerelve, vagy egymással összekötő tartályokból álló üvegcső formájában készülnek, a tágító végén vannak elhelyezve.
2. A beépített transzformátorok az egység belsejében vagy a földelő hüvely közelében az átvezető szigetelők oldalán vagy a kisfeszültségű gyűjtősíneken helyezkednek el. Ebben az esetben nincs szükség nagy számú egyedi átalakítóra egy belső és külső szigetelésű alállomáson.
3. Az éghető szennyeződések és gázok detektora érzékeli a hidrogént az olajmasszában és kipréseli a membránon keresztül. A készülék jelzi a gázképződés kezdeti mértékét, mielőtt a koncentrált keverék működésbe hozná a vezérlőrelét.
4. Az áramlásmérő figyeli az olajveszteséget a kényszerített hőmérsékletcsökkentés elvén működő alállomásokon. A készülék méri a fejkülönbséget, és meghatározza a nyomást az áramlásban lévő akadály mindkét oldalán. Vízhűtéses készülékeknél az áramlásmérők leolvassák a nedvességfogyasztást. Az elemek baleset esetén riasztóval és mutatószámok meghatározására szolgáló tárcsával vannak felszerelve.

Működési elv és üzemmódok

Egy egyszerű transzformátor permalloyból, ferritből és két tekercsből álló maggal van felszerelve. A mágneses áramkör szalagból, lemezből vagy öntött elemekből áll. Megmozgatja az elektromosság hatására fellépő mágneses fluxust. A teljesítménytranszformátor működési elve az áram- és feszültségmutatók indukcióval történő átalakítása, miközben a töltött részecskék mozgásának grafikonjának frekvenciája és alakja állandó marad.

A fokozatos transzformátorokban az áramkör a primer tekercshez képest megnövelt feszültséget biztosít a szekunder tekercsen. Leléptető egységeknél a bemeneti feszültség nagyobb, mint a kimenet. A spirálfordulatú mag egy olajos tartályban található.

A váltakozó áram bekapcsolásakor a primer spirálon váltakozó mágneses tér jön létre. A magon zár, és hatással van a szekunder áramkörre. Elektromotoros erő keletkezik, amely a transzformátor kimenetén átadódik a csatlakoztatott terhelésekre. Az állomás három üzemmódban működik:

1. Az alapjáratot a szekunder tekercs nyitott állapota és a tekercseken belüli áram hiánya jellemzi. A primer tekercsben üresjárati áram folyik, ami a névleges érték 2-5%-a.
2. A terhelés alatti munkavégzés a teljesítmény és a fogyasztók csatlakoztatásával történik. A teljesítménytranszformátorok két tekercsben mutatják az energiát, az ilyen szabályozások szerinti munka az egységre jellemző.
3. Rövidzárlat, amelyben a szekunder tekercs ellenállása marad az egyetlen terhelés. Az üzemmód lehetővé teszi a magtekercsek fűtése során keletkező veszteségek azonosítását.

Készenléti üzemmód

A primer tekercsben lévő elektromosság megegyezik a váltakozó mágnesező áram értékével, a szekunder áram nulla értéket mutat. A kezdeti tekercs elektromotoros ereje ferromágneses csúcs esetén teljesen helyettesíti a forrásfeszültséget, nincsenek terhelőáramok. Az üresjárati üzem érzékeli a pillanatnyi bekapcsolási veszteségeket és örvényáramokat, meghatározza a meddőteljesítmény kompenzációt a szükséges kimeneti feszültség fenntartása érdekében.

A ferromágneses vezető nélküli egységben nincs veszteség a mágneses tér megváltozása miatt. Az üresjárati áram arányos a primer tekercs ellenállásával. A töltött elektronok áthaladásának ellenálló képességét az áram frekvenciájának és az indukció méretének megváltoztatásával alakítjuk át.

Rövidzárlatos működés

A primer tekercsre kis váltakozó feszültség kerül, a szekunder tekercs kimenetei rövidre vannak zárva.A bemeneti feszültségjelzők úgy vannak kiválasztva, hogy a rövidzárlati áram megfeleljen az egység számított vagy névleges értékének. A rövidzárlati feszültség nagysága határozza meg a transzformátor tekercseinek veszteségeit és a vezető anyagának ellenálló képességét. Az egyenáram egy része legyőzi az ellenállást és hőenergiává alakul, a mag felmelegszik.

A rövidzárlati feszültséget a névleges érték százalékában számítják ki. Az ebben az üzemmódban működés közben kapott paraméter az egység fontos jellemzője. Ha megszorozzuk a zárlati árammal, akkor teljesítményveszteséget kapunk.

Munkamód

Amikor egy terhelést csatlakoztatnak a szekunder áramkörbe, a részecskék elmozdulnak, ami mágneses fluxust okoz a vezetőben. A primer tekercs által termelt áramlástól el van irányítva. A primer tekercsben nézeteltérés van az indukciós elektromotoros erő és az áramforrás között. A kezdeti spirálban az áram addig növekszik, amíg a mágneses tér nem éri el eredeti értékét.

Az indukciós vektor mágneses fluxusa a mezőnek a kiválasztott felületen való áthaladását jellemzi, és a primer tekercsben lévő pillanatnyi erőindex időintegrálja határozza meg. A kitevő 90˚-kal fázison kívül van a hajtóerőhöz képest. A szekunder áramkörben indukált emf alakja és fázisa egybeesik a primer tekercsben lévővel.

A transzformátorok típusai és típusai

A tápegységeket nagyfeszültségű áram és nagy teljesítmény konvertálására használják, nem a hálózati teljesítmény mérésére.A beépítés az energiatermelő hálózatában és a fogyasztóhoz menő áramkörben fennálló feszültségkülönbség esetén indokolt. A fázisok számától függően az állomások egytekercses egységekre vagy több tekercses egységekre oszthatók.

Az egyfázisú teljesítményátalakító statikusan van felszerelve, kölcsönös indukcióval összekapcsolt tekercsek jellemzik, amelyek mozdulatlanul helyezkednek el. A mag zárt keret formájában készül, vannak alsó, felső járom és oldalrudak, ahol a spirálok találhatók. A tekercsek és a mágneses mag aktív elemként működnek.

A rudak tekercsei a fordulatok számának és alakjának megfelelően meghatározott kombinációkban vannak, vagy koncentrikus sorrendben vannak elrendezve. A legelterjedtebb és leggyakrabban használt hengeres csomagolás. Az egység szerkezeti elemei rögzítik az állomás részeit, elszigetelik a tekercsek közötti átjárókat, hűtik az alkatrészeket és megakadályozzák a meghibásodásokat. A hosszanti szigetelés a magon lévő egyes fordulatokat vagy azok kombinációit takarja. Primer dielektrikumokat használnak a földelés és a tekercs közötti átmenet megakadályozására.

A háromfázisú villamosenergia-hálózatok sémáiban két tekercses és három tekercses berendezéseket telepítenek a terhelés egyenletes elosztására a bemenetek és a kimenetek között, vagy csereeszközöket egy fázisra. Az olajhűtéses transzformátorok mágneses áramkört tartalmaznak tekercsekkel, amelyek egy anyagot tartalmazó tartályban helyezkednek el.

A tekercsek közös vezetőn vannak elrendezve, míg a primer és szekunder áramkörök kölcsönhatásba lépnek egy közös mező, áram vagy polarizáció megjelenése miatt, amikor a töltött elektronok mágneses közegben mozognak. Ez a teljes indukció megnehezíti az üzem teljesítményének, a magas és alacsony feszültség meghatározását.Transzformátorhelyettesítési tervet alkalmaznak, amelyben a tekercsek nem mágneses, hanem elektromos környezetben lépnek kölcsönhatásba.

Alkalmazzák a disszipatív áramlások hatásának egyenértékűségének elvét az áramot áthaladó induktív tekercsek ellenállásának munkájával. Különböztesse meg a spirálokat az aktív indukciós ellenállással. A második típus a mágnesesen kötött burkolatok, amelyek a részecskéket szóródó fluxusok nélkül, minimális akadályozó tulajdonságokkal továbbítják.

Hasonló cikkek: