Типы силовых трансформаторов: назначение, устройство, типы и виды.

Силовые трансформаторы. Виды и устройство. Работа и применение

Трансформатором называется электрическое устройство, которое передает электроэнергию от одного контура на другой с помощью магнитной индукции. Трансформаторы стали наиболее применяемыми электрическими устройствами, применяющимися в быту и промышленности. Эти устройства используются для повышения или понижения напряжения, а также в схемах блоков питания для преобразования входящего переменного тока в постоянный ток на выходе.

Способность трансформаторов передавать электроэнергию применяется для передачи мощности между разными схемами несогласованных электрических цепей. Рассмотрим различные виды и типы силовых трансформаторов, их установку и технические свойства.

Конструкции трансформаторов имеют различное строение. В зависимости от этого ведется расчет номинального напряжения, либо между фазой и землей, либо между двумя фазами.

1 — Первичная обмотка 2 — Вторичная обмотка 3 — Сердечник магнитопровода 4 — Ярмо магнитопровода

Конструкция обычного стандартного трансформатора состоит из двух обмоток с общим ярмом, для создания электромагнитной связи между обмотками. Сердечник изготавливают из электротехнической стали. Катушка, на которую входит электрический ток, является первичной обмоткой. Катушка на выходе называется вторичной.

Существует такой вид трансформаторов, как тороидальный. У такого трансформатора катушки индуктивности являются пассивными компонентами, состоящими из магнитного сердечника в виде кольца. Сердечник имеет повышенную магнитную проницаемость, изготовлен из феррита. Вокруг кольца намотана катушка. Тороидальные фильтры и катушки применяются для трансформаторов высокой частоты. Они используются для испытаний мощности.

Переменный ток поступает на первичную обмотку трансформатора, образуется электромагнитное поле, которое развивается в магнитном потоке сердечника. По принципу электромагнитной индукции во вторичной обмотке образуется переменная ЭДС, которая образует напряжение на клеммах выхода трансформатора.

Силовые трансформаторы, имеющие две обмотки, не рассчитаны на постоянный ток. Однако, в момент подключения их к постоянному току, они образуют короткий импульс напряжения на выходе.

Конструкция силового трансформатора подобна обычному бытовому трансформатору.

Виды

Существует множество факторов, по которым можно классифицировать силовые трансформаторы. При общем рассмотрении этих устройств, можно сказать, что они преобразуют электрическую энергию одного размера напряжения в электроэнергию с большим или меньшим размером напряжения.

В зависимости от различных факторов силовые трансформаторы делятся на виды:

• По выполняемой задаче. Понижающие трансформаторы. Применяются для получения низкого напряжения из высоковольтных линий питания. Повышающие, используются для увеличения значения напряжения.
• По числу фаз. Трансформаторы 3-фазные, 1-фазные. Широко применяются в трехфазной сети питания. Оптимальным вариантом будет в трехфазной сети установить три однофазных трансформатора на каждую отдельную фазу.
• По количеству обмоток. Двухобмоточные и трехобмоточные.
• По месту монтажа. Наружные и внутренние.

Существует много других разных факторов, по которым можно разделять силовые трансформаторы. Например, по способу охлаждения или соединения обмоток, и т.д. При установке оборудования важную роль играют условия климата, что также разделяет трансформаторы на классы.

Трансформаторное оборудование бывает универсальным, и специального назначения мощностью до 4000 кВт напряжением 35000 вольт. Конкретную модель выбирают по возлагаемой на трансформатор задаче.

Принцип действия

Трансформатором называется электромагнитное статическое устройство, у которых имеется 2 или больше обмоток, связанных индуктивно. Они предназначены для изменения одного переменного тока в другой. Вторичный ток может различаться любыми свойствами: значением напряжения, количеством фаз, формой графика тока, частотой. Широкое использование в электроустановках, а также в распределительных системах получили силовые трансформаторы.

С помощью таких устройств преобразуют размер напряжения и тока. При этом количество фаз, форма графика тока, частота не изменяются. Элементарный силовой трансформатор имеет магнитопровод из ферромагнитного материала, две обмотки на стержнях. Первая обмотка подключена к линии питания переменного тока. Ее называют первичной. Ко второй обмотке подсоединена нагрузка потребителя. Ее назвали вторичной. Магнитопровод вместе с катушками обмоток располагается в баке, наполненном трансформаторным маслом.

Принцип работы заключается в электромагнитной индукции. При включении питания на первичную обмотку в виде переменного тока в магнитопроводе образуется переменный магнитный поток. Он замыкается на магнитопроводе и образует сцепление с двумя обмотками, в результате чего в обмотках индуцируется ЭДС. Если к вторичной обмотке подключить какую-либо нагрузку, то под действием ЭДС в цепи этой обмотки образуется ток и напряжение.

В повышающих силовых трансформаторах напряжение на вторичной обмотке всегда выше, чем напряжение в первичной обмотке. В понижающих трансформаторах напряжения первичной и вторичной обмоток распределяются в обратном порядке, то есть, на первичной напряжение выше, а на вторичной ниже. ЭДС обеих обмоток отличаются по количеству обмоток.

Поэтому, используя обмотки с необходимым соотношением количества витков, можно получить конструкцию трансформатора для получения любого напряжения. Силовые трансформаторы имеют свойство обратимости. Это значит, что трансформатор можно применить как повышающий прибор, или понижающий. Но, чаще всего, трансформатор предназначен для определенной задачи, то есть, либо он должен повышать напряжение, либо снижать.

Сфера использования

Энергетика в современное время не обходится без устройств, преобразующих электроэнергию в сетях и магистралях, а также принимающих и распределяющих ее. Когда появились силовые трансформаторы, то произошло снижение расхода использования цветных металлов, а также уменьшились потери энергии.

Для эффективной работы оборудования нужно рассчитать потери в силовом трансформаторе. Для этого необходимо обратиться к специалистам. Мощные трансформаторы нашли применение на линиях высокого напряжения и станциях распределения энергии. Без них не обходится ни одна отрасль промышленности, где необходимо преобразование энергии.

Вот некоторые области применения силовых трансформаторов:

• В сварочном оборудовании.
• Для электротермических устройств.
• В схемах электроизмерительных устройств и приборов.

Свойства и расчет трансформатора

Чаще всего основные свойства устройства указаны в инструкции в его комплекте. Для силовых трансформаторов такими основными свойствами являются:

• Номинальное значение напряжения и мощности.
• Наибольший ток обмоток.
• Габаритные размеры.
• Вес устройства.

Мощность трансформатора по номиналу определяется изготовителем, и выражается в кВА (киловольт-амперы). Номинальное значение напряжения указывается первичное, для соответствующей обмотки, и вторичное, на клеммах выхода. Размеры этих значений могут не совпадать на 5% в ту или иную сторону. Чтобы ее вычислить, нужно сделать простой расчет.

Номинальный ток и мощность устройства должны удовлетворять стандартам. На сегодняшний день производятся модели сухих трансформаторов, которые имеют такие данные мощности от 160 до 630 кВА. Обычно мощность трансформатора обозначена в его паспорте. По ее значению определяют номинальный размер тока. Для расчета применяют формулу:

I = S х √3U, где S и U – это мощность по номиналу, и напряжение.

Для каждой обмотки в формулу входят свои значения величин. Чтобы рассчитать мощность силового трансформатора при работе с потребляющей энергию нагрузкой, необходимо проводить довольно сложные расчеты, которые могут сделать специалисты. Такие расчеты необходимы во избежание негативных моментов, которые могут возникнуть при функционировании трансформатора.

Номинальное напряжение – это линейная величина напряжения холостого хода на обмотках. Они вычисляются, исходя из мощности трансформатора.

Установка и эксплуатация

Многие варианты исполнения силовых трансформаторов имеют большую массу. Поэтому на место монтажа их доставляют на специальных транспортных платформах. Их привозят в собранном готовом к подключению виде.

Силовые трансформаторы устанавливаются на специальном фундаменте, либо в определенном для этого помещении. При массе трансформатора до 2 тонн установка производится на фундамент. Корпус трансформатора в обязательном порядке заземляют.

Перед монтажом трансформатор подвергают лабораторным испытаниям, в ходе которых измеряется коэффициент трансформации, проверяется качество всех соединений, проверяется изоляция повышенным напряжением, производится контроль качества масла.

Перед установкой трансформатор необходимо тщательно осмотреть. Нужно обратить особое внимание на наличие утечек масла, проконтролировать состояние изоляторов, соединений контактов.

После ввода в эксплуатацию нужно периодически производить измерение температуры нагрева специальными стеклянными термометрами. Температура должна быть не более 95 градусов.

Во избежание аварий при эксплуатации силового трансформатора нужно периодически производить замеры нагрузки. Это дает информацию о перекосах фаз, искажающих напряжение питания. Осмотр силового трансформатора производится два раза в год. Периоды осмотра могут изменяться в зависимости от состояния устройства.

Похожие темы:

• Автотрансформаторы (ЛАТР). Типы и работа. Применение
• Понижающие трансформаторы. Виды и работа. Особенности
• Импульсные трансформаторы. Виды и особенности. Применение

Силовые высоковольтные трансформаторы | Дартекс

29.11.2021

Трансформатор – это электромагнитное оборудование. Он преобразует напряжение электрического переменного тока в большую или меньшую сторону. Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции, которое открыл Фарадей в 1831 году.

Сегодня трансформаторы есть в любом устройстве, которое работает от сети.  По предназначению выделяют трансформаторы тока, напряжения и силовые трансформаторы.

• У трансформатора тока вспомогательная роль. Напряжение на обмотках ВН и НН в нем почти одинаковое. С их помощью к сети подключаются измерительные приборы и реле.
• Трансформатор напряжения используется для отделения цепей высокого напряжения от низкого напряжения вторичных обмоток. Посредством таких устройств к сети высокого напряжения подключают измерительные приборы.
• Назначение силовых трансформаторов – преобразование напряжения переменного тока в электрических сетях. Последняя группа трансформаторов – самая распространенная.

По мощности

Силовые трансформаторы в зависимости от номинальной мощности (кВА) и напряжения (кВ) делятся на восемь габаритов: 

I – до 100 кВА/до 35кВ;

II – 100 — 1000кВА/ до 35кВ;

III – 1000 — 6300кВА/ до 35кВ;

IV – от 6300кВА/ до 35кВ;

V – до 32000кВА/ 35 — 110кВ;

VI – 32000 — 80000кВА/ до 330кВ;

VII – 80000 — 200000кВА/ до 330кВ;

VIII – от 200000кВА/ от 330кВ.

По назначению

По назначению трансформаторы делятся на понижающие и повышающие.

Повышающие трансформаторы служат для передачи электрической энергии на большие расстояния. Чем меньше ток и выше его напряжение, тем меньше энергии теряется при движении электрического тока по высоковольтной линии.

Понижающие трансформаторы – это финальная точка движения электрического тока. Они понижают напряжение тока и распределяют электроэнергию по потребителям.

По конструкции охлаждения силового трансформатора

В зависимости от системы охлаждения трансформаторы разделяют на сухие, масляные и с жидким диэлектриком в качестве изоляции.

Активная часть сухих трансформаторов охлаждается воздухом. Вентиляция бывает естественной и принудительной.

Масляный трансформатор охлаждается при помощи масла в баке. Масло – это одновременно и изоляция устройства. Масляное охлаждение, как правило комбинируется с воздушным. Масло и воздух могут циркулировать естественным путем и принудительно.

В трансформаторах с жидким изолятором охлаждение проводится естественным путем или с дутьем.

По устройству силового трансформатора

В зависимости от количества фаз выделяют: однофазные и трехфазные трансформаторы.

По числу обмоток бывают: двухобмоточные и трехобмоточные трансформаторы.

По наличию защитного кожуха бывают: открытые и защищенные трансформаторы.

По характеристикам силовых трансформаторов и применению

По месту установки трансформаторы бывают: для внешней установки, для установки в неотапливаемых помещениях, для установки в отапливаемых помещениях, для установки в условиях повышенной влажности.

По климату места эксплуатации: для холодного климата, для умеренного климата и для тропического климата.

По области применения

По сфере использования трансформаторы бывают: для электроснабжения электростанции, для линии электропередач постоянного тока, для предприятия металлургической отрасли, для погружного насоса, для экскаватора, для температурной обработки грунта и бетона на стройке, для грунта и бетона на буровой установке.

В сопроводительных документах к трансформатору производители дают подробное описание силовых трансформаторов. Если вы плохо ориентируетесь в буквенных обозначениях, то обращайтесь за консультацией к официальному дистрибьютору трансформаторного завода в вашем регионе. Квалифицированные специалисты сориентируют вас в вопросах выбора силового трансформатора тока и напряжения.

Различные типы трансформаторов и их применение

Трансформатор широко используется в электротехнике и электронике. Это электромагнитное устройство, которое следует основному принципу электромагнетизма, открытому Майклом Фарадеем. Мы подробно рассмотрели конструкцию трансформатора и работу в предыдущем уроке. Здесь мы рассмотрим различных типа трансформаторов , используемых в различных приложениях. Однако все 9Типы 0003 трансформаторов основаны на тех же принципах, но имеют разный метод конструкции. И, приложив немного усилий, вы также можете построить свой собственный трансформатор, но при сборке трансформатора всегда следует соблюдать методы защиты трансформатора.

 

Типы трансформаторов в зависимости от уровня напряжения

Трансформатор может иметь несколько типов конструкции. Трансформатор не имеет электрического соединения с одной стороны на другую; тем не менее, две электрически независимые катушки могут проводить электричество посредством электромагнитного потока. Трансформатор может иметь несколько катушек или обмоток как на первичной, так и на вторичной стороне. В некоторых случаях несколько первичных сторон, где две катушки соединены последовательно, часто называемые центр постучал . Это состояние с центральным отводом также можно увидеть на вторичной стороне.

 

Трансформаторы могут быть сконструированы таким образом, чтобы они могли преобразовывать уровень напряжения первичной обмотки во вторичную обмотку. В зависимости от уровня напряжения трансформатор имеет три категории. Понижающий, повышающий и развязывающий трансформатор . Для изолирующего трансформатора уровень напряжения одинаков для обеих сторон.

 

1. Понижающий трансформатор

 

Понижающий трансформатор используется как в электронике, так и в электротехнике. Понижающий трансформатор преобразует уровень первичного напряжения в более низкое напряжение на вторичном выходе. Это достигается соотношением первичной и вторичной обмоток. Для понижающих трансформаторов число обмоток на первичной стороне больше, чем на вторичной. Поэтому в общей обмотке отношение первичной и вторичной обмотки всегда остается больше 1,9.0004

 

В электронике многие приложения работают на 5 В, 6 В, 9 В, 12 В, 24 В или, в некоторых случаях, 48 В. Для преобразования напряжения однофазной розетки 230 В переменного тока в требуемый уровень низкого напряжения требуются понижающие трансформаторы. В контрольно-измерительных приборах, а также во многих типах электрического оборудования понижающий трансформатор является основным требованием для силовой части. Они также используются в адаптерах питания и цепях зарядных устройств для мобильных телефонов.

 

В электротехнике понижающие трансформаторы используются в системе распределения электроэнергии, которая работает на очень высоком напряжении, чтобы обеспечить низкие потери и экономичное решение для передачи электроэнергии на большие расстояния. Для преобразования высокого напряжения в низковольтную линию питания используется понижающий трансформатор.

 

2. Повышающий трансформатор

 

Повышающий трансформатор находится точно напротив понижающего трансформатора. Повышающий трансформатор увеличить низкое первичное напряжение до высокого вторичного напряжения . Опять же это достигается соотношением первичной и вторичной обмоток. Для повышающего трансформатора отношение первичной обмотки к вторичной обмотке остается меньше 1 . Это означает, что количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной обмотке.

В электронике повышающие трансформаторы часто используются в стабилизаторах, инверторах и т. д., где низкое напряжение преобразуется в гораздо более высокое напряжение.

 

Повышающий трансформатор также используется в системе распределения электроэнергии . Для приложений, связанных с распределением электроэнергии, требуется высокое напряжение. Повышающий трансформатор используется в сети для повышения уровня напряжения перед распределением.

 

3. Изолирующий трансформатор

 

Изолирующий трансформатор не преобразует никакие уровни напряжения. Первичное напряжение и вторичное напряжение изолирующего трансформатора всегда остаются одинаковыми. Это потому что 9Коэффициент первичной и вторичной обмотки 0003 всегда равен 1 . Это означает, что количество витков в первичной и вторичной обмотках одинаково в изолирующем трансформаторе.

 

Разделительный трансформатор используется для изоляции первичной и вторичной обмотки. Как обсуждалось ранее, трансформатор не имеет каких-либо электрических соединений между первичной и вторичной обмотками, он также используется в качестве изолирующего барьера, где проводимость происходит только за счет магнитного потока. Используется в целях безопасности и для подавления передачи шума с основного на дополнительный или наоборот.

 

Типы трансформаторов в зависимости от материала сердечника

Трансформатор передает энергию, проводя электромагнитный поток через материал сердечника. Различные материалы сердечника создают разную плотность потока. В зависимости от материалов сердечника в силовой и электронной областях используются несколько типов трансформаторов.

 

1. Трансформатор с железным сердечником

В трансформаторе с железным сердечником в качестве материала сердечника используется несколько пластин из мягкого железа. Благодаря отличным магнитным свойствам железа потокосцепление трансформатора с железным сердечником очень высокое. Таким образом, КПД трансформатора с железным сердечником также высок.

 

Сердечники из мягкого железа могут быть разных форм и размеров. Витки первичной и вторичной обмотки намотаны или намотаны на каркас катушки. После этого формирователь катушки монтируется в пластины сердечника из мягкого железа. В зависимости от размера и формы сердечника на рынке доступны различные типы сердечников. Несколько распространенных форм: E, I, U, L и т. Д. Железные пластины тонкие, и несколько пластин сгруппированы вместе, чтобы сформировать фактическое ядро. Например, сердечники типа Е изготавливаются из тонких пластин в виде буквы Е.

 

Трансформаторы с железным сердечником широко используются и обычно тяжелее по весу и форме.

 

2. Трансформатор с ферритовым сердечником

В трансформаторе с ферритовым сердечником используется ферритовый сердечник из-за высокой магнитной проницаемости. Этот тип трансформатора предлагает очень низкие потери в высокочастотном приложении. В связи с этим трансформаторы с ферритовым сердечником используются в высокочастотных устройствах, таких как импульсные источники питания (SMPS), приложения, связанные с радиочастотами, и т. д.

 

Трансформаторы с ферритовым сердечником также имеют различные формы и размеры в зависимости от требований применения. Он в основном используется в электронике, а не в электротехнике. Наиболее распространенной формой трансформатора с ферритовым сердечником является E-образный сердечник.

 

3. Трансформатор с тороидальным сердечником

 

В трансформаторе с тороидальным сердечником используется материал сердечника тороидальной формы, такой как железный сердечник или ферритовый сердечник. Тороиды представляют собой материал сердечника в форме кольца или пончика и широко используются для обеспечения превосходных электрических характеристик. Из-за кольцевой формы индуктивность рассеяния очень мала и обеспечивает очень высокие индуктивность и добротность. Обмотки относительно короткие, а вес намного меньше, чем у традиционных трансформаторов того же номинала.

 

4. Трансформатор с воздушным сердечником

Трансформатор с воздушным сердечником не использует физический магнитный сердечник в качестве материала сердечника. Потокосцепление трансформатора с воздушным сердечником выполнено полностью с использованием воздуха.

 

В трансформаторе с воздушным сердечником на первичную обмотку подается переменный ток, который создает вокруг нее электромагнитное поле. Когда вторичная катушка помещается внутрь магнитного поля, согласно закону индукции Фарадея, вторичная катушка индуцируется магнитным полем, которое в дальнейшем используется для питания нагрузки.

 

Однако трансформатор с воздушным сердечником обеспечивает низкую взаимную индуктивность по сравнению с физическим сердечником, таким как железо или ферритовый сердечник.

 

Используется в портативной электронике, а также в приложениях, связанных с радиочастотами. Из-за отсутствия физического материала сердцевины он очень легкий с точки зрения веса. Правильно настроенный трансформатор с воздушным сердечником также используется в решениях для беспроводной зарядки, где первичные обмотки сконструированы внутри зарядного устройства, а вторичные обмотки расположены внутри целевого устройства.

 

Типы трансформаторов на основе расположения обмоток

Трансформатор можно классифицировать по порядкам обмоток. Одним из популярных типов являются трансформаторы с автоматической обмоткой.

 

Трансформатор с автоматической обмоткой

До сих пор первичная и вторичная обмотки были зафиксированы, но в случае трансформатора с автоматической обмоткой первичная и вторичная обмотки могут быть соединены последовательно, а узел с центральным отводом подвижен. В зависимости от положения центрального ответвления вторичное напряжение может варьироваться.

 

Авто — это не сокращенная форма от Автоматический; скорее это должно уведомить себя или одиночную катушку. Эта катушка образует отношение, которое состоит из двух частей, первичной и вторичной. Положение центрального отвода определяет отношение первичной и вторичной обмотки, тем самым изменяя выходное напряжение.

 

Чаще всего используется V ARIAC , прибор для получения переменного переменного тока из постоянного входного переменного тока. Он также используется в приложениях, связанных с передачей и распределением электроэнергии, где необходимо часто менять линии высокого напряжения.

 

Типы трансформаторов в зависимости от использования

Также доступно несколько типов трансформаторов, которые работают в определенной области. Как в электронике, так и в электротехнике несколько специальных трансформаторов используются в качестве понижающего или повышающего трансформатора в зависимости от применения. Таким образом, трансформаторы можно классифицировать следующим образом в зависимости от использования:

     1. Power Domain

• Силовой трансформатор
• Измерительный трансформатор
• Распределительный трансформатор

     2. Область электроники

• Импульсный преобразователь
• Выходной аудиотрансформатор

 

1. Трансформаторы, используемые в области энергетики

В области электротехники область энергетики связана с производством, измерением и распределением электроэнергии. Тем не менее, это очень большая область, где трансформаторы являются важной частью для обеспечения безопасного преобразования энергии и успешной подачи энергии на подстанцию ​​и конечным пользователям.

Трансформаторы, которые используются в энергетике, могут быть как наружными, так и внутренними, но в основном наружными.

 

(a) Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы больше по размеру и используются для передачи энергии на подстанцию ​​или в систему электроснабжения. Этот трансформатор действует как мост между генератором электроэнергии и первичной распределительной сетью. В зависимости от номинальной мощности и спецификации силовые трансформаторы можно разделить на три категории: Трансформатор малой мощности, трансформаторы средней мощности и трансформаторы большой мощности . Номинальная мощность может быть от 30 кВА до 500-700 кВА или, в некоторых случаях, может быть равна или больше 7000 кВА для трансформатора небольшой номинальной мощности. Трансформатор средней номинальной мощности может иметь мощность до 50-100 МВА, тогда как трансформаторы большой номинальной мощности способны выдерживать мощность более 100 МВА.

 

Из-за очень высокой выработки электроэнергии конструкция силового трансформатора также имеет решающее значение. Конструкция включает прочные изолирующие периферийные устройства и хорошо сбалансированную систему охлаждения. Наиболее распространенные силовые трансформаторы заполнены маслом.

Основной принцип силового трансформатора заключается в преобразовании сильного тока низкого напряжения в низковольтный ток высокого напряжения . Это необходимо для минимизации потерь мощности в системе распределения электроэнергии.

Еще одним важным параметром силового трансформатора является наличие фаз. Обычно силовые трансформаторы работают в трехфазной системе , но в некоторых случаях также используются однофазные маломощные силовые трансформаторы. Трехфазные силовые трансформаторы являются наиболее дорогими и эффективными, чем однофазные силовые трансформаторы.

 

(b) Измерительный трансформатор

Измерительный трансформатор часто называют измерительным трансформатором. Это еще один широко используемый измерительный прибор в области мощности. Измерительный трансформатор используется для изоляции основного питания и преобразования тока и напряжения в меньшем соотношении к его вторичному выходу. Измеряя выход, можно измерить фазу, ток и напряжение фактической линии электропередачи.

 

На изображении выше показана конструкция трансформатора тока.

 

(c) Распределительный трансформатор​

Используется на последнем этапе системы распределения электроэнергии. Распределительные трансформаторы представляют собой понижающие трансформаторы, которые преобразуют высокое напряжение сети в требуемое конечным потребителем напряжение 110 В или 230 В. Он также может быть однофазным или трехфазным.

 

Распределительные трансформаторы могут быть как меньшего размера, так и большего размера, в зависимости от преобразовательной способности или номинальных характеристик.

Распределительные трансформаторы можно дополнительно разделить на категории в зависимости от типа используемой изоляции. Он может быть сухим или погруженным в жидкость. Он изготавливается с использованием ламинированных стальных пластин, в основном имеющих С-образную форму, в качестве основного материала.

Распределительный трансформатор также имеет другой тип классификации в зависимости от места его использования. Трансформатор может быть установлен на опоре, в этом случае он называется распределительным трансформатором, установленным на опоре. Его можно разместить внутри подземной камеры, смонтировать на бетонной подушке (распределительный трансформатор на подушке) или внутри закрытого стального ящика.

Как правило, распределительные трансформаторы имеют мощность менее 200 кВА.

 

2. Трансформатор, используемый в области электроники

В электронике используются различные небольшие миниатюрные трансформаторы, которые могут быть установлены на печатной плате или могут быть закреплены внутри небольшого корпуса изделия.

 

(a) Импульсный трансформатор

Импульсные трансформаторы являются одними из наиболее часто используемых трансформаторов, монтируемых на печатных платах, которые производят электрические импульсы постоянной амплитуды. Он используется в различных цифровых схемах, где требуется генерация импульсов в изолированной среде. Поэтому импульсные трансформаторы изолируют первичную и вторичную обмотки и распределяют первичные импульсы по вторичной цепи, часто цифровым логическим элементам или драйверам.

 

Правильно сконструированные импульсные трансформаторы должны иметь надлежащую гальваническую развязку, а также малую утечку и паразитную емкость.

 

(b) Выходной аудиотрансформатор​

Аудиотрансформатор – еще один широко используемый трансформатор в области электроники. Он специально используется в приложениях, связанных со звуком, где требуется согласование импеданса. Аудиотрансформатор уравновешивает схему усилителя и нагрузку, обычно это громкоговоритель. Аудиотрансформатор может иметь несколько первичных и вторичных катушек, разделенных или с центральным отводом.

 

Итак, мы рассмотрели различные типы трансформаторов, кроме того, есть и другие трансформаторы специального назначения, но они не рассматриваются в этой статье.

Типы трансформаторов

Если вы не являетесь одним из суперзвезд в области лазания по столбам, ремонта подстанций и электрических испытаний, вы, вероятно, не думаете о трансформаторах все время.

Теперь все изменилось.

Трансформеры повсюду.

И поверьте мне, вы пожинаете плоды их ежедневно, осознаете вы это или нет.

В наших домах мы используем переменный ток (AC), потому что его легче генерировать и передавать. Переменный ток обычно передается с более высоким напряжением, а затем

преобразует в более безопасное и пригодное для использования более низкое напряжение, питая электричество, которое мы все знаем и любим и не можем представить себе жизнь без!

Сейчас мы не будем вдаваться в подробности того, как сегодня работают трансформаторы, так как этот блог посвящен типам трансформаторов. Но на самом базовом уровне трансформаторы берут более высокие напряжения и преобразуют их в более низкие, пригодные для использования напряжения, как мы упоминали выше. Если вам интересно узнать больше о науке, лежащей в основе этого электромагнитного преобразования, мы рекомендуем посмотреть этот короткий анимационный ролик.

Итак, какие типы трансформаторов существуют?

Силовые трансформаторы

Силовой трансформатор передает электроэнергию между генератором и первичными цепями распределения. Это немного сбивает с толку, потому что многие используют термин «силовой трансформатор» для обозначения группы трансформаторов, а не определенного типа конструкции. Точно так же некоторые даже называют большие передающие трансформаторы силовыми трансформаторами, чтобы легко различать распределительные трансформаторы.

Независимо от точного определения, силовые трансформаторы могут выполнять одну из трех задач: повышать выходное напряжение генератора до уровня напряжения системы передачи, понижать напряжение передачи до безопасного уровня для распределения или понижать напряжение до уровня системы вспомогательного питания в генерирующая станция.

Силовые трансформаторы также могут относиться к одному из двух классов – классу I или классу II. Очень оригинальная система именования, могу добавить. Так или иначе, силовые трансформаторы класса I имеют высоковольтные обмотки 69кВ и ниже, а силовые трансформаторы класса II имеют высоковольтные обмотки от 115 кВ до 765 кВ.

Чтобы немного усложнить задачу, вы также можете классифицировать их по размеру — маленькие, средние или большие. Малые силовые трансформаторы подпадают под 69 кВ, средние — до 230 кВ, а большие силовые трансформаторы — от 138 до 765 кВ.

Автотрансформаторы

А теперь усложним. Автотрансформаторы технически подпадают под категорию больших силовых трансформаторов, но обычно они используются в качестве межзвенных трансформаторов передачи, которые можно использовать как в повышающем, так и в понижающем режиме. Что такое межзвенный трансформатор? Отличный вопрос. Межзвенный трансформатор помогает соединять сети переменного тока разного напряжения друг с другом, что является очень важным элементом в силовой сети.

Как правило, ваши автотрансформаторы будут самыми мощными силовыми трансформаторами в вашей системе передачи, работающими с достаточно сбалансированной и постоянной нагрузкой. Они также более экономичны, чем силовые трансформаторы с раздельными обмотками, поскольку существует физическая связь между последовательной и общей обмоткой. В основном это означает, что обмотка высокого напряжения состоит из последовательной обмотки, последовательно соединенной с общей обмоткой, а обмотка низкого напряжения является общей обмоткой.

Еще не запутались? Я тоже. Но все, что вам действительно нужно знать, это то, что он занимает треть места обычного трансформатора того же номинала, что является большим плюсом.

В идеале автотрансформатор не должен быть меньше половины размера обычного трансформатора, поскольку необходимо учитывать пространство, которое занимают ответвления и третичные обмотки. Любой менее половины размера не идеален для производительности.

Однако у автотрансформаторов есть один недостаток – низкое сопротивление. При низком импедансе ток короткого замыкания автотрансформатора намного выше, чем у обычного трансформатора. Чтобы противодействовать этому, автотрансформаторы обычно проектируются с более высоким, чем обычно, импедансом, что только увеличивает фактический размер устройства, что противоречит положительному моменту, о котором мы упоминали выше. Фу.

Повышающие трансформаторы для генераторов

Переходим к GSU или повышающим трансформаторам генераторов. Кто не любит хорошую аббревиатуру, верно?

В любом случае, GSU ​​(иногда также называемые главными или блочными трансформаторами) повышают напряжение от генератора до самого высокого напряжения передачи для сети передачи. Это определение — просто перестановка самой фразы, буквально нарушающая все правила этикета определений, которые я когда-либо изучал. Очень полезно, но, думаю, я пропущу это.

Подключенные непосредственно к генератору, GSU ​​обычно работают при постоянной нагрузке, близкой к их полной номинальной мощности. Поскольку они постоянно работают при номинальной температуре, они стареют намного быстрее, чем другие трансформаторы. Если вы читали какой-либо из этих блогов раньше, вы знаете, что чрезмерная жара никогда не бывает хорошей. Если вы не кактус…

GSU обычно не защищены автоматическим выключателем между генератором и трансформатором, поэтому они также могут довольно сильно пострадать от тока короткого замыкания (и в течение длительных периодов времени), что может привести к огромным перенапряжения. Если используется генераторный выключатель, то GSU можно использовать для питания вспомогательных систем сети.

Тебе уже надоели эти разговоры о трансформаторах? Держитесь, мы почти закончили.

Вспомогательные трансформаторы

Вспомогательные трансформаторы питают вспомогательные нагрузки электростанции (например, питательные насосы, насосы охлаждающей жидкости и предохранительные устройства, необходимые для работы электростанции). Есть несколько различных типов вспомогательных трансформаторов, за которыми нужно следить, но, к счастью, у нас есть и другие аббревиатуры, облегчающие нашу жизнь.

Блок трансформаторов собственных нужд (UAT) подключается к той же шине, что и генератор, понижая напряжение для питания шин системы собственных нужд. Всякий раз, когда генератор работает, UAT питает вспомогательную нагрузку.

Резервный вспомогательный трансформатор (RAT) или пусковой вспомогательный трансформатор (SAT) — это резервные трансформаторы, которые подключены к внешней системе высокого напряжения и обеспечивают вспомогательное питание установки во время пусков или периодов отключения.

Все вспомогательные трансформаторы относительно важны для безопасной работы предприятия, поэтому вы не хотите, чтобы с ними возникали проблемы, иначе вы можете столкнуться с возможной остановкой предприятия. Нехорошо.

К сожалению, сегодня у нас мало времени, но у нас еще есть куча трансформеров. Так что не забудьте вернуться на следующей неделе, чтобы узнать, какие из них мы пропустили. Вы не пожалеете об этом. А пока ознакомьтесь с этим Руководством по измерению коэффициента трансформации трансформатора, если вы готовы серьезно отнестись к своей программе тестирования трансформаторов.