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_{mахмасла}= 95 °С)