Конструкция трансформаторов

Трансформаторы и их конструкция. Расширитель, выхлопная труба, выводы.

Трансформатор - электромагнитное статическое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения посредством электромагнитной индукции. Состоит из замкнутого сердечника и двух более обмоток. Сердечник служит для усиления магнитной связи между обмотками. Обмотка, подключаемая к сети, называется первичной, к загрузке - вторичной. Обмотки высшего (ВЫ) и низшего (НИ) напряжения. Повышающие и понижающие трансформаторы. Трансформаторы однофазные, трехфазные, много фазные. Мощность всех трансформаторов в 7-8 раз превышает мощность генераторов электростанций. Широкий диапазон мощностей от нескольких кВ-А до сотен MB-А. Приборные трансформаторы малой мощности. Специальные трансформаторы: сварочные, для электродуговых печей, измерительные и т.п.

Принцип действия трансформатора основан на явлении взаимной электромагнитной индукции. Электромагнитный ток первичной обмотки создаст переменный магнитный поток Ф, который сцеплен с обоими обмотками. При изменении магнитный поток индуцирует в обоих обмотках ЭДС. Величина ЭДС зависит от числа витков, частоты и магнитного потока:

ЭДС первичной обмотки Е₁ ≈ U₁ и полностью уравновешивает приложенное напряжение.

При подключении нагрузки во вторичной обмотке течет ток I₂, на выводах устанавливается напряжение U₂. При этом I₂ ≠ I₁и U₂≠U₁. Таким образом, в трансформаторе происходит изменение параметров энергии. Подведенная от сети к первичной обмотке электрическая энергия напряжением U₁ и током I₁ посредством магнитного поля передается во вторичную обмотку напряжением U₂ и током I₂. При этом выполняется равенство:

U₁∙ I₁ = U₂ ∙ I₂

Конструкция трансформаторов

Основные узы трансформатора: магнитопровод и обмотки. Трансформаторы в зависимости от магнитного провода и расположения обмоток.

Стержневой

Броневой

В магнитопроводе различают стержни и ярма: стержни - это та часть магнитопровода, на которой располагаются обмотки, ярмо - часть, не несущая обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи.

В стержневых магнитопроводах ярма прилегаю к торцевым поверхностям обмоток, не охватывая их боковых поверхностей.

В броневых магнитороводах ярма охватывают не только торцевые, но и боковые поверхности обмоток. Трехфазные трансформаторы:

1) трехфазная группа однофазных трансформаторов;

2) стержневой трехфазный трансформатор;

3) броневой трехфазный трансформатор.

Однофазный

Трехфазный

Рисунок 2.1 Бронестержневые трансформаторы

Расширитель представляет собой цилиндрический резервуар, располагаемый выше крышки бака масляного трансформатора и соединяемый с баком трубкой и патрубком на крышке: объем расширителя ≈ 10% от объема бака поэтому при любых температурах масло полностью заполняет бак, открытая поверхность масла соприкасающаяся с воздухом уменьшается и в следствии этого уменьшается его окисление и увлажнение - этим достигается защита масла и изоляция трансформатора. Между расширителем и баком (Р>1000 кВ-А) устанавливают газовое реле -для определение повреждений приводящих к нагреву отдельных частей - что сказывается на разложении масла и изоляции.

Выхлопная труба - представляет собой стальной, обычно наклонный полый цилиндр d>150 мм, приклепляется к крышке, сверху закрывается стеклянной мембраной и предназначение для предохранения бака от деформаций в следствии резкого повышения давления из-за интенсивного образования газов (короткое замыкание).

Вводы представляют собой изоляторы, внутри которых располагаются токоведущие медные стержни. Внутри бака к стержню подсоединены концы обмотки трансформатора, а вне бака - токоведущие части сети. Контроль температуры масла в верхней части бака производится с помощью термометров различного типа (стеклянные, ртутные, дистанционные манометрические, термоэлектрические) (t_m_{ахмасла}= 95 °С)