Что такое силовой трансформатор и как он работает - блог электролаборатории "ВсеИзмерения"
info@vseizmerenia.ru г. Москва, ул. 50 лет Октября, д.7
+7 (495) 320-84-20 Обратный звонок
Наши услуги
Наши услуги
Наши услуги

Что такое силовой трансформатор и как он работает

Что такое силовой трансформатор

Силовой трансформатор – электромеханическое устройство, которое предназначено для транспортировки электроэнергии на значительные расстояния. Принцип действия силового трансформатора основан на преобразовании тока переменной частоты c oдним напряжением в пepeмeнный тoк c другим напряжением, нo c аналогичной частотой. Применяется оборудование во всех сферах, включая бытовую среду, электроэнергетику, радиоэлектронную и радиотехническую промышленность. 

Какое устройство у силового трансформатора

Конструкция силового трансформатора включает одну или несколько отдельных ленточных или проволочных катушек. Они находятся под единым магнитным потоком и накручены на сердечник, изготовленный из ферромагнетика. 

Основные элементы силового трансформатора:

  • каркас;
  • обмотка;
  • магнитопровод;
  • клеммы и выводы;
  • изоляционный контур;
  • устройство регулировки напряжения;
  • охлаждающая система;
  • дополнительное навесное оборудование.

Силовые трансформаторы - ЗАВОД ЭНЕРГОСНАБ

Сердечник обеспечивает обратный контакт обмоток и имеет пониженное сопротивление магнитному потоку. Обмотку делают из алюминия двух типов. Первичная получает ток от стороннего источника питания, а с вторичной снимается напряжение. Первичные и вторичные обмотки имеют по 3 фазовые составляющие. Между собой они соединяются Y-образным способом, «треугольником», «зигзагом» или Z-соединением. 

Выводы обеспечивают подвод тока к установке. В зависимости от типа трансформатора выводы оснащаются маслобарьерной, полимерной, элегазовой или бумажно-масляной изоляцией. 

Регулировка напряжения необходима для изменения коэффициента трансформации. Она уменьшает или увеличивает число витков в обмотке. Среди дополнительного оборудования встречаются газовые реле, индикаторы температуры, поглотители влаги, системы постоянной регенерации масла и индикаторы его уровня.

Охладители

В качестве охлаждающей системы применяются сварные баки, заполненные маслом. Бак является резервуаром для масла, на нем также крепится аппаратура управления и вспомогательные устройства. Если бак не гофрированный, то для охлаждения масла используются: 

  • радиаторы с высокой теплопроводностью;
  • принудительная вентиляция;
  • масляно-водяные охладители;
  • циркуляционные насосы.

Существуют сухие силовые трансформаторы, в магнитной системе которых нет масла. Мощность у таких моделей ниже.

Защита

Силовые трансформаторы подвержены различным воздействиям. Для обеспечения безопасной работы они оснащаются защитой. Согласно ПУЭ в установках предусмотрена следующая защита:

  • токовая нулевой последовательности от внешних замыканий на землю;
  • от внешних коротких замыканий;
  • оперативное ускорение защиты от токов внешних коротких замыканий с выдержкой времени 0,5 секунд;
  • газовая добавочного трансформатора;
  • контактного устройства РПН с реле давления;
  • дифференциальная цепей стороны минимального напряжения;
  • дифференциальная перегруза фаз.

Кроме этого предусмотрена защита от внутренних воздействий – давления масла, температуры, обмотки, газов и т.д.

Какие существуют виды силовых трансформаторов

Классификация по назначению: понижающие и повышающие установки. По мощности силового трансформатора выделяют модели – от 0,4 кВ до 500 кВ. Мощность зависит от размеров магнитопровода, числа витков, сечения провода, количества обмоток и частоты. Все значения меняются в зависимости от расчетной мощности и требуемых параметров работы. 

По типу магнитопровода установки делятся на:

  1. Броневые – состоят из Е-пластин, которые изолируются друг от друга с помощью лака. Катушки находятся внутри сердечника, как под броней. Отличаются неравномерностью магнитного потока и легкостью сборки магнитопровода. Используются в негабаритной бытовой технике.
  2. Стержневые – отличаются местом установки катушек и конструкцией магнитопровода. Сердечник ленточный, его производят из узкой ленты электротехнической стали. Этот тип оборудования противоположен броневому, поскольку его обмотки находятся снаружи.
  3. Тороидальные – самые эффективные, но сложные в плане производства. Магнитопровод имеет форму тора, он замкнут, поэтому витки наматываются сразу на сердечник. Процесс изготовления трудоемкий, поэтому установки стоят дороже других моделей. 

По числу фаз выделяют однофазные и трехфазные конструкции, по типу охлаждения – масляные и сухие, по типу исполнения – для монтажа внутри помещений или снаружи. 

Принцип действия 

Работа силового трансформатора основана на принципе электромагнитной индукции:

  1. Ток направляется на первичную обмотку.
  2. Обмотка при прохождении тока генерирует переменное магнитное поле.
  3. Магнитное поле проходит сквозь вторичную обмотку и вызывает в ней электрический ток.

Процесс прямо зависит от количества витков. Отношение поступившего напряжения к отданному равно отношению числа витков первичной обмотки к количеству витков вторичной обмотки. Это отношение именуется коэффициентом трансформации, который показывает, насколько уменьшается или возрастает выходящее напряжение на подстанции. 

Для чего используются силовые трансформаторы тока

Установки задействуются для преобразования электричества различных сетей. С их помощью формируется многоступенчатая система снабжения объектов электроэнергией:

  1. Повышающие трансформаторы увеличивают напряжение до максимальных значений.
  2. Ток по проводам поступает в населенные пункты или крупные промышленные объекты.
  3. Понижающие трансформаторы снижают напряжение до общегородских и общеквартальных значений. 

Электроэнергия направляется от генераторов на трансформаторную подстанцию, где увеличивается амплитуда напряжения. Электричество по высоковольтным линиям перемещается до второй – удаленной подстанции. Здесь установка снижает напряжение до нужной величины и распределяет электроэнергию потребителям. 

Особенности подбора

Выбор прямо зависит от технических характеристик силового трансформатора. Ключевые параметры:

  1. Первичное напряжение – уровень в питающей сети.
  2. Вторичное напряжение – уровень, требуемый для обеспечения потребителей электричеством.
  3. Число фаз и частота.
  4. Нагрузка в кВа с учетом возможного роста мощности в будущем.
  5. Место установки.
  6. График нагрузки.
  7. Категория надежности электроснабжения.
  8. Перегрузочная способность.

Также учитывается, какую нагрузку выдерживает силовой трансформатор, количество обмоток, тип охлаждения и другие параметры.

Что нужно делать для бесперебойного функционирования

В процессе работы оборудования необходимо постоянно контролировать величину нагрузок, напряжение, температуру, а также показатели, характеризующие состояние масла и изоляции. Кроме этого нужно проверять работу системы защиты, регулировки, охлаждения и других узлов. К эксплуатации допускаются силовые трансформаторы, у которых все параметры остаются в норме. 

Профилактический осмотр проводится каждые сутки, если оборудование работает, как основная понижающая подстанция. Остальные установки подлежат осмотру не реже одного раза в месяц. Внеочередные проверки выполняются в связи с поломкой или после воздействия атмосферных явлений.

    Заказать услугу
    Оставьте заявку прямо сейчас и получите бесплатную консультацию
    Схема сотрудничества
    1
    Позвонить или оставить
    заявку на сайте
    2
    Определение стоимости и времени производства работ с возможностью бесплатного выезда специалиста на объект
    3
    Заключение договора, оплата
    4
    Проведение работ с изготовлением технического отчета или протоколов измерений