Elektros aparatas su dviem, trimis ar daugiau apvijų, stacionariai sumontuotas elektros tinkle. Galios transformatorius keičia kintamąją įtampą ir srovę be dažnio nuokrypio. Antrinio maitinimo šaltinio keitiklis vadinamas žeminančiuoju įtaisu. Stiprinimo konstrukcijos didina įtampą ir yra naudojamos aukštos įtampos perdavimo linijose, turinčiose didelę galią, pajėgumą ir talpą.
Turinys
Paraiškos
Elektros transformatoriai yra elektros energijos gamybos įrangos dalis. Elektrinės naudoja atominę, iškastinio, kietojo ar skystojo kuro energiją, dujas arba vandens energiją, tačiau pastočių išėjimo transformatoriai yra būtini normaliam vartotojų ir gamybos linijų veikimui.
Įrenginiai montuojami pramonės objektų, kaimo įmonių, gynybos kompleksų, naftos ir dujų telkinių tinkluose. Tiesioginė galios transformatoriaus paskirtis - mažinti ir didinti įtampą ir srovę - naudojama transporto, būsto, komercinės infrastruktūros ir tinklo paskirstymo įrenginiams eksploatuoti.
Pagrindinės dalys ir sistemos
Maitinimo įtampa ir apkrova prijungiamos prie įvorių, esančių vidiniame arba išoriniame gnybtų bloke. Kontaktas tvirtinamas varžtais arba specialiomis jungtimis. Alyvos pripildytuose įrenginiuose įvorės išdėstytos išorėje, ant bako šonų arba ant nuimamo korpuso dangčio.
Perdavimas iš vidinių apvijų vyksta per lanksčias sklendes arba iš spalvotųjų metalų pagamintus srieginius strypus. Galios transformatoriai ir jų korpusai nuo smeigių izoliuojami porceliano arba plastiko sluoksniu. Tarpai pašalinami tarpinėmis, pagamintomis iš alyvai ir sintetiniams skysčiams atsparios medžiagos.
Aušintuvai sumažina alyvos temperatūrą iš viršutinės bako dalies ir perduoda ją į šoninį apatinį sluoksnį. Alyva kūrenamo galios transformatoriaus aušinimo įrenginį sudaro:
- išorinė grandinė, kuri pašalina šilumą iš terpės;
- Vidinė grandinė, kuri įkaitina alyvą.
Yra įvairių tipų aušintuvų:
- radiatoriai - tai plokščių kanalų, suvirintų galuose ir išdėstytų plokštelėmis, rinkinys, skirtas apatiniam ir viršutiniam kolektoriams sujungti;
- gofruotos talpyklos - jos montuojamos mažos ir vidutinės galios įrenginiuose ir yra tiek temperatūros mažinimo talpykla, tiek darbinė talpykla su sulankstytomis sienelėmis ir dugno dėže;
- ventiliatoriai - jie naudojami dideliuose transformatoriuose priverstiniam aušinimo srauto aušinimui;
- šilumokaičiai - naudojami dideliuose įrenginiuose sintetiniams skysčiams perkelti naudojant siurblį, nes natūralios cirkuliacijos organizavimui reikia daug vietos;
- vandens ir alyvos įrenginiai - vamzdiniai šilumokaičiai pagal klasikinę technologiją;
- Cirkuliaciniai siurbliai - hermetiškai užsandarintos konstrukcijos su visiškai panardintu varikliu be riebokšlio įvorės.
Įtampos transformavimo įrangoje yra reguliatoriai, kuriais galima keisti veikiančių ričių skaičių. Antrinė įtampa keičiama jungikliu, nustatančiu ričių skaičių, arba nustatoma varžtine jungtimi, pasirenkant jungčių išdėstymą. Taip sujungiami įžeminto arba be įtampos transformatoriaus laidai. Valdymo moduliai konvertuoja įtampas nedideliais intervalais.
Atsižvelgiant į sąlygas, įtampos reguliatoriai skirstomi į tipus:
- įrenginiai, kurie veikia, kai apkrova išjungta;
- elementai, kurie veikia, kai antrinė apvija yra trumpoji su varža.
Priedas
Dujų relė yra jungiamojoje linijoje tarp išsiplėtimo ir darbinio rezervuarų. Įrenginys apsaugo nuo izoliacinių organinių medžiagų skilimo, alyvos perkaitimo ir nedidelių sistemos pažeidimų. Įrenginys reaguoja į dujų išmetimą, jei yra sutrikimų, skleidžia pavojaus signalą arba visiškai išjungia sistemą, jei įvyksta trumpasis jungimas arba pavojingai žemas skysčio lygis.
Temperatūrai matuoti ant rezervuaro viršaus kišenėse dedamos termoporos. Jie dirba matematinio skaičiavimo principu, kad nustatytų šilčiausią vieneto dalį. Šiuolaikiniai jutikliai pagrįsti šviesolaidžio technologija.
Nepertraukiamo regeneravimo įrenginys naudojamas alyvai išgauti ir valyti. Jo metu alyvos masėje susidaro šlakas ir oras. Yra dviejų tipų regeneravimo vienetai:
- termosifono įrenginiai, kurie naudoja natūralų įkaitusių sluoksnių judėjimą į viršų, praeina pro filtrą ir atvėsusius srautus nuleidžia į rezervuaro dugną;
- kokybiški adsorbcijos įrenginiai alyvą per filtrus praleidžia su siurbliu, yra įrengti atskirai ant pagrindo ir naudojami per didelių gabaritų keitiklių grandinėse.
Alyvos apsaugos moduliai yra atviro tipo išsiplėtimo rezervuaras. Virš masės paviršiaus esantis oras praleidžiamas per silikagelio sausiklius. Esant didžiausiam drėgnumui, adsorbuojanti medžiaga tampa rožinės spalvos ir tai yra signalas, kad ją reikia pakeisti.
Ant plėstuvo viršaus uždedamas alyvos sandariklis. Tai oro drėgmės mažinimo įtaisas, veikiantis su transformatoriaus sausa alyva. Prie išsiplėtimo bako jis jungiamas lizdu. Viršuje suvirinamas indas, kurio viduje yra kelios labirinto formos sienelės. Oras teka per aliejų, ištraukia drėgmę, tada išvalomas silikageliu ir patenka į aliejaus konservavimo įrenginį.
Valdymo įtaisai
Slėgio mažinimo įtaisas apsaugo nuo avarinio galvutės šuolio dėl trumpojo jungimo arba stipraus alyvos skilimo ir yra numatytas didelės galios agregatų konstrukcijoje pagal GOST 11677-1975. Įrenginys suprojektuotas kaip išleidimo vamzdis, pasviręs link transformatoriaus dangčio. Ant galo yra sandari diafragma, kurią galima akimirksniu išlankstyti ir praleisti išmetamąsias dujas.
Be to, transformatoriuje sumontuoti kiti moduliai:
- Alyvos lygio jutikliai bake, kuriuose įtaisytas ciferblatas arba kurie pagaminti iš stiklinių vamzdžių, esančių susisiekiančiuose induose, yra įrengti plėstuvo gale.
- Įrenginyje įmontuoti transformatoriai yra įrenginio viduje arba šalia įžeminimo žarnos, esančios įvorių šone, arba ant žemos įtampos šynų. Šiuo atveju pastotėje nereikia daug atskirų keitiklių su vidine ir išorine izoliacija.
- Degiųjų priemaišų ir dujų detektorius aptinka vandenilį alyvos masėje ir išspaudžia jį per membraną. Prietaisas rodo pradinį dujų išsiskyrimo laipsnį, kol koncentruotas mišinys priverčia veikti stebėjimo relę.
- Srauto matuokliu stebimi alyvos nuostoliai pastotėse, kurios veikia priverstinio temperatūros mažinimo principu. Prietaisas matuoja aukščio skirtumą ir nustato slėgį abiejose susidariusios srauto kliūties pusėse. Vandeniu aušinamuose įrenginiuose srauto matuokliai rodo drėgmės suvartojimą. Elementai turi signalizaciją gedimo atveju ir ciferblatą vertėms nuskaityti.
Funkcinis principas ir veikimo režimai
Paprastame transformatoriuje yra šerdis iš permalloy, ferito ir dvi apvijos. Magnetinę grandinę sudaro juostinių, plokštelinių arba liejamų elementų rinkinys. Jis perkelia elektros srovės sukurtą magnetinį srautą. Galios transformatoriaus principas - indukcijos būdu konvertuoti srovės ir įtampos vertes, o įkrautų dalelių judėjimo dažnis ir forma išlieka pastovūs.
Pakopinių transformatorių grandinėje ant antrinės apvijos yra didesnė įtampa nei ant pirminės ritės. Pakopiniuose maitinimo šaltiniuose įėjimo įtampa yra didesnė už išėjimo įtampą. Į alyvos indą įdedama ritė su spiralinėmis apvijomis.
Įjungus kintamąją srovę, pirminėje ritėje susidaro kintamasis magnetinis laukas. Jis užsidaro ant šerdies ir veikia antrinę grandinę. Sukuriama elektromagnetinė jėga, kuri transformatoriaus išėjime perduodama prijungtoms apkrovoms. Yra trys veikimo režimai:
- Tuščiąja eiga pasižymi tuo, kad antrinė ritė yra atvira ir apvijose nėra srovės. Pirminėje ritėje tuščiąja eiga elektros srovė teka 2-5 % vardinės vertės.
- Apkrovos veikimas vyksta prijungus maitinimo šaltinį ir vartotojus. Galios transformatoriai rodo energiją dviejose apvijose, veikimas šiuo reguliavimu yra įprastas įrenginiui.
- Trumpasis jungimas, kai antrinės ritės varža lieka vienintelė apkrova. Šis režimas leidžia aptikti nuostolius, kad būtų galima įšildyti šerdies apvijas.
Tuščiosios eigos režimas
Elektros srovė pirminėje ritėje yra lygi magnetinimo kintamajai srovei, o antrinė srovė lygi nuliui. Feromagnetinės šerdies atveju pirminės ritės elektromagnetinė jėga visiškai pakeičia šaltinio įtampą, todėl nėra apkrovos srovių. Veikiant be apkrovos, nustatomi momentiniai perjungimo nuostoliai ir sūkurinės srovės, nustatomas reaktyviosios galios kompensavimas, kad būtų palaikoma reikiama išėjimo įtampa.
Įrenginyje be feromagnetinio laidininko nėra magnetinio lauko pokyčio nuostolių. Neapkrauto variklio srovė yra proporcinga pirminės apvijos varžai. Sugebėjimas priešintis įkrautų elektronų perėjimui keičiamas keičiant srovės dažnį ir indukcijos dydį.
Trumpojo jungimo veikimas
Į pirminę ritę įjungiama nedidelė kintamoji įtampa, o antrinės ritės išėjimai sujungiami trumpai. Įėjimo įtampa reguliuojama taip, kad trumpojo jungimo srovė atitiktų apskaičiuotą arba vardinę įrenginio vertę. Nuo trumpojo jungimo įtampos dydžio priklauso nuostoliai transformatoriaus ritėse ir srautas į laidininko medžiagą. Dalis nuolatinės srovės įveikia varžą ir virsta šilumine energija, šerdis įkaista.
Trumpojo jungimo įtampa apskaičiuojama kaip vardinės vertės procentinė dalis. Parametras, gaunamas dirbant šiuo režimu, yra svarbi įrenginio charakteristika. Jį padauginus iš trumpojo jungimo srovės, gaunama nuostolių talpa.
Darbo režimas
Prijungus apkrovą, antrinėje grandinėje vyksta dalelių judėjimas, kuris sukelia magnetinį srautą laidininke. Jis nukreiptas priešinga kryptimi nei pirminės ritės sukuriamas srautas. Pirminėje ritėje yra nesutapimas tarp indukcijos ir maitinimo šaltinio elektromagnetinės jėgos. Srovė pirminėje ritėje didėja tol, kol magnetinis laukas įgauna pradinę vertę.
Indukcijos vektoriaus magnetinis srautas apibūdina lauko perėjimą per pasirinktą paviršių ir yra nustatomas pagal momentinio jėgos indekso pirminėje ritėje laiko integralą. Indeksas yra pasislinkęs 90˚ fazėje varomosios jėgos atžvilgiu. Antrinėje grandinėje indukuotas EMP yra tokios pat formos ir fazės kaip ir pirminėje ritėje.
Transformatorių tipai ir rūšys
Maitinimo blokai naudojami konvertuojant aukštos įtampos srovę ir esant dideliam galingumui, jie nenaudojami tinklo apskaitai. Įrengimas pateisinamas, jei skiriasi įtampa energijos gamintojo tinkle ir grandinėje, einančioje pas vartotoją. Priklausomai nuo fazių skaičiaus, įrenginiai gali būti skirstomi į vienos ritės įrenginius arba daugialypės apvijos įrenginius.
Vienfazis galios keitiklis įrengiamas statiškai ir pasižymi tarpusavyje induktyviai sujungtomis apvijomis, kurios yra stacionarios. Šerdis suprojektuota kaip uždaras karkasas, kuriame skiriami apatinis jungas, viršutinis jungas ir šoniniai ritės strypai. Aktyvieji elementai yra ritės ir magnetinė grandinė.
Apvijos ant strypų išdėstomos nustatytais deriniais, atsižvelgiant į ritinių skaičių ir formą, arba išdėstomos koncentriškai. Cilindriniai apvalkalai yra labiausiai paplitę ir dažniausiai naudojami. Įrenginio konstrukciniai elementai pritvirtina stoties dalis, izoliuoja kanalus tarp ritinių, aušina dalis ir apsaugo nuo gedimų. Išilginė izoliacija dengia atskirus ritinius arba ritinių derinius šerdyje. Pagrindiniai dielektrikai naudojami tam, kad būtų išvengta perėjimo tarp įžeminimo ir apvijų.
Trifazėse elektros grandinėse apkrovai tolygiai paskirstyti tarp įėjimų ir išėjimų naudojami dviejų ir trijų apvijų įrenginiai arba vienfaziai pakaitinimo įrenginiai. Alyva aušinamuose transformatoriuose yra magnetinė šerdis su apvijomis, esančiomis medžiagos talpykloje.
Apvijos yra išdėstytos ant bendro laidininko su pirminėmis ir antrinėmis grandinėmis, kurios sąveikauja kurdamos bendrą lauką, srovę arba poliarizaciją, nes įkrauti elektronai juda magnetinėje aplinkoje. Dėl šios bendros indukcijos sunku nustatyti įrenginio veikimą, aukštą ir žemą įtampą. Naudojamas transformatoriaus pakeitimo planas, kai apvijos sąveikauja elektrinėje, o ne magnetinėje aplinkoje.
Lygiavertiškumo principas taikomas indukcinių ričių, kuriomis teka srovė, varžų išsklaidymo srautams. Skiriamos ritės su aktyviąja induktyvumo varža. Antroji rūšis - tai magnetinio ryšio ritės, kurios perduoda daleles be sklaidos srautų ir turi minimalias trukdančias savybes.
Susiję straipsniai:
