Міністерство освіти і науки України
Українська інженерно-педагогічна академія
по темі: "Класифікація трансформаторів"
Трансформатор - являє собою статичний електромагнітний пристрій з двома (або більше) індуктивно зв'язаних обмотками, призначений для перетворення (за допомогою електромагнітної індукції) змінного струму однієї напруги в змінний струм іншої. Трансформатори широко застосовуються при передачі електричної енергії на великі відстані, розподілі її між приймачами, а також в різних випрямних, підсилювальних, сигналізаційних та інших пристроях.
Класифікація силових трансформаторів напруги
Трансформатори напруги різняться:
а) за кількістю фаз - однофазні та трифазні;
Силові трансформатори випускаються в основному в трифазному виконанні. Для застосування в однофазних мережах випускаються однофазні трансформатори.
б) за кількістю обмоток - двохобмотувальні й трьохобмотувальні;
Трансформатори мають дві або кілька обмоток, індуктивно пов'язаних один з одним. Обмотки, які споживають енергію з мережі, називаються первинними. Обмотки, що віддають електричну енергію споживачу, називаються вторинними.
в) за класом точності, т. е. по допускаються значень похибок;
г) за способом охолодження - трансформатори з масляним охолодженням (масляні), з природним повітряним охолодженням (сухі і з литою ізоляцією);
д) за родом установки - для внутрішньої установки, для зовнішньої установки і для комплектних розподільних пристроїв (КРУ).
е) по конструкції -силові трансформатори ділять на два основних типи - масляні і сухі.
У масляних трансформаторах магнітопровід з обмотками знаходиться в баку, заповненому трансформаторним маслом, яке є хорошим ізолятором і охолоджуючим агентом.
Сухі трансформатори охолоджуються повітрям. Вони застосовуються в житлових і промислових приміщеннях, в яких експлуатація масляного трансформатора є небажаною. Трансформаторне масло є пальним, і у разі порушення герметичності бака масло може пошкодити інше обладнання.
е) За призначенням - трансформатори поділяють на силові загального і спеціального застосування. Силові трансформатори загального застосування використовуються в лініях передачі і розподілу електроенергії. Для режиму їх роботи характерна частота змінного струму 50 Гц і дуже малі відхилення первинного і вторинного напруг від номінальних значень. До трансформаторів спеціального призначення відносяться силові спеціальні (пічні, випрямні, зварювальні, радіотрансформатори), вимірювальні і випробувальні трансформатори, трансформатори для перетворення числа фаз, форми кривої ЕРС, частоти і т.д.
Трансформатор з масляним охолодженням
У трансформаторах з масляним охолодженням магнітопровід з обмотками поміщений в бак, наповнений трансформаторним маслом (рис. 1). Омиваючи обмотки 2 і 3, муздрамтеатр 7, трансформаторне масло відбирає від них тепло і, володіючи більш високою теплопровідністю, ніж повітря, через стінки бака 9 і труби радіатора 8 віддає його в навколишнє середовище. Наявність трансформаторного масла забезпечує більш надійну роботу високовольтних трансформаторів, так як електрична міцність масла набагато вище, ніж повітря. Масляне охолодження інтенсивніше повітряного, тому габарити і вага масляних трансформаторів менше, ніж у сухих трансформаторів такої ж потужності. У трансформаторах потужністю до 20 - 30 кВ. А застосовують баки з гладкими стінками. У більш потужних трансформаторів для збільшення охолоджувальної поверхні стінки бака роблять ребристими або ж застосовують трубчасті баки, як це показано на рис.1. Масло, нагріваючись, піднімається вгору і, охолоджуючись, опускається вниз.
При цьому масло циркулює в трубах, що сприяє більш швидкому його охолодженню.
Мал. 1. Пристрій трансформатора з масляним охолодженням: 1 - магнітопровід; 2 і 3 - обмотки ВН і НН; 6 - вихлопна труба; 7 - розширювач; 8 - радіаторні труби; 9-бак
Для компенсації обсягу масла при зміні температури, а також для захисту масла трансформатора від окислення і зволоження при контакті з повітрям в трансформаторах застосовують розширювач 7, що представляє собою циліндричну посудину, встановлений на кришці бака і з'єднана з ним. Коливання рівня масла зі зміною його температури відбуваються не в баку, який завжди заповнений маслом, а в розширнику, щоповідомляється з атмосферою.
В процесі роботи трансформаторів не виключена можливість виникнення в них явищ, що супроводжуються бурхливим виділенням газів, що веде до значного збільшення тиску всередині бака, тому щоб уникнути пошкодження баків трансформатори потужністю 1000 кВ • А і вище постачають вихлопною трубою 6, яку встановлюють на кришці бака. Нижнім кінцем труба повідомляється з баком, а її верхній кінець закінчується фланцем, на якому укріплений скляний диск. При тиску, що перевищує безпечний для бака, скляний диск лопається, і гази виходять назовні.
Трансформатори середньої і великої потужності забезпечені газовим реле.
При виникненні в трансформаторі значних пошкоджень, супроводжуваних рясним виділенням газів (наприклад, при короткому замиканні між витками обмоток), газове реле спрацьовує і замикає контакти ланцюга керування вимикача, який відключає трансформатор від мережі. Обмотки трансформатора з зовнішньої ланцюгом з'єднують уведеннями 4 і 5, виконуваними зазвичай з порцеляни. До баку трансформатора прикріплений щиток, на якому вказані: номінальна потужність - потужність на затискачах вторинної обмотки, кВ. А; номінальне первинна напруга, кВ; номінальне вторинне напруга-напруга на затискачах вторинної обмотки при холостому ході трансформатора і номінальному первинному напрузі, кВ; номінальні струми трансформатора (первинний і вторинний), А.
Конструкції сердечників і котушок
Залежно від конфігурації магнітної системи, трансформатори підрозділяють на стрижневі (рис. 1.3, а), броньові (рис.1.3, б) і тороїдальні (рис. 1.3, в).
Стрижнем - називають частину муздрамтеатру, на якій розміщують обмотки (рис. 1.3, 2). Частина муздрамтеатру, на якій обмотки відсутні, називають ярмом (рис. 1.3; 1). Трансформатори великої і середньої потужності зазвичай виконують стрижневими. Вони мають кращі умови охолодження і меншу масу, ніж броньові.
Для зменшення втрат від вихрових струмів, магнітопроводи трансформаторів збирають з ізольованих листів електротехнічної сталі товщиною 0,28-0,5 мм при частоті 50 Гц.
Трансформатори малої потужності і мікротрансформатори часто виконують броньованими, так як вони мають більш низьку вартість в порівнянні з стрижневими трансформаторами через меншого числа котушок і спрощення складання та виготовлення. Застосовують також і малопотужні трансформатори стрижневого типу з однією або двома котушками (рис. 1.3; 3). Перевага тороїдальних трансформаторів - відсутність в магнітній системі (рис. 1.3; 4) повітряних зазорів, що значно зменшує магнітний опір магнітопроводу. У трансформаторах малої потужності муздрамтеатр збирають з штампових пластин П-, Ш і О- подібної форми (рис. 1.4, а, б, в).
Широке застосування отримали магнітопроводи, навиті з вузької стрічки електротехнічної сталі або зі спеціальних залізонікелевих сплавів типу пермаллой. Їх можна використовувати для стрижневих, броньових, тороїдальних та трифазних трансформаторів (рис 1.4 г, д, е, ж).
Включення трифазних трансформаторів на паралельну роботу
Умови включення трифазних ТТ на паралельну роботу:
