Новости
660 0

Силовой трансформатор: классификация, особенности, производители

Силовые трансформаторы – важный компонент современных сетей электроснабжения, используемый для обеспечения электроэнергией населенных пунктов и отдельных объектов. Основной функцией данных устройств является преобразование напряжения за счет электромагнитной индукции, осуществляемой внутри замкнутого магнитопровода. Современные трансформаторы отличаются между собой габаритами, мощностью, сферой назначения, а также внешним и внутренним наполнением. Сегодня существует множество критериев, по которым выполняется разделение агрегатов на отдельные подвиды.

Конструктивные особенности трансформаторов

В основе конструкции прибора находятся вторичные и первичные обмотки, сердечник из ферромагнитного сплава (обычно замкнутого типа). Обмотки располагают на магнитном проводе, они связаны между собой индуктивным способом. Благодаря наличию магнитопривода аккумулируется значительная часть магнитного поля, и КПД устройства возрастает. Сам магнитопровод представляет собой комплекс металлических пластин, покрытых изоляцией. Изоляция нужна для предотвращения появления паразитных токов в сердечнике.

Система отвода тепла

В процессе преобразования электроэнергии часть потерь выделяется в виде тепла, поэтому система его отвода неизменно присутствует в любом СТ. Мощные аппараты снабжены для этого специальной двухконтурной системой, охлаждение масла в которой производится следующими способами:

  • Посредством радиаторов (см. Е на рис. 4), обеспечивающих отвод тепла во вторичную или внешнюю среду.
  • Бак-корпус с гофрированной поверхностью (применяется в маломощных аппаратах).
  • Установка вентиляционного оборудования. Такое решение позволяет увеличить производительность на четверть.

    Вентиляторы принудительной системы охлаждения СТВентиляторы принудительной системы охлаждения СТ

  • Дополнительные системы водяного охлаждения. Это один из самых простых и эффективных способов отвода тепла.
  • Применение специальных насосов, обеспечивающих циркуляцию масла в системе отвода тепла.

Устройства управления рабочим напряжением

В некоторых случаях возникает необходимость повысить или понизить напряжение нагрузки СТ, для этой цели в большинстве конструкций предусмотрено специальный переключатель. По сути, он меняет коэффициент трансформации путем переключения на большее или меньшее число витков в катушках.

Читайте также: Импульсы, классификация, характеристика и параметры

Как правило, такие манипуляции выполняются при снятой нагрузке, но существуют устройства позволяющие изменять КТ без отключения потребителей.

Виды дополнительного оборудования

Для обеспечения стабильной работы и обслуживания СТ их конструкция может включать следующие устройства, именуемые навесным или дополнительным оборудованием:

  • Реле давления газа, представляет собой защитную систему. Если СТ переходит в нештатный режим работы, то в результате большого выделения тепла происходит разложение масла. Данный процесс сопровождается выделением газа. При его быстром образовании срабатывает защита, отключающая аппарат от питания и нагрузки. Если процесс газообразования протекает медленно, включается оповещение.
  • Термоиндикаторы, показывают нагрев масла в различных узлах системы отвода тепла.

    Индикатор температуры маслаИндикатор температуры масла

  • Влагопоглотители. Применяются в негерметичных масляных системах отвода тепла, препятствуют образованию водяного конденсата.
  • Системы маслорегенерации.
  • Датчики давления, если оно превышает определенный порог, автоматически включается устройство сброса для нормализации.
  • Датчик уровня заполнения масла в системе отвода тепла.

Принципы классификации трансформаторов

Трансформаторы классифицируются по следующим принципам:

  1. Назначение (лабораторные, защитные, промежуточные, измерительные).
  2. Напряжение (низко- и высоковольтные).
  3. Способ установки (переносные, стационарные, наружные и внутренние, опорные, шинные).
  4. Количество ступеней (одно- и многоступенчатые).
  5. Характер изоляции обмотки (сухая, компаундная, бумажно-масляная).

Каждый тип прибора имеет свои особенности и преимущества, о которых мы поговорим далее. Ремонт трансформаторов всех видов должен производиться профессиональными мастерами с применением соответствующего оборудования.

Силовой трансформатор: классификация, особенности, производители

21.01.2020

Силовой трансформатор – специализированный электромагнитный статический преобразователь электрической энергии, который преобразует переменное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величины посредством электромагнитных явлений, что обеспечивает гальваническую развязку между электрическими цепями различных сетей. Основными сферами, где используют электроустановки этого типа, являются:

  • Распределительные электросетевые компании;
  • Предприятия по генерации электроэнергии: АЭС, ТЭС, ГЭС, ТЭЦ;
  • Предприятия по добыче нефти, газа и других полезных ископаемых;
  • Объекты железнодорожной инфраструктуры;
  • Предприятия жилищно-коммунального хозяйства, социальной сферы, городской инфраструктуры;
  • Промышленные предприятия, фабрики, комбинаты и заводы.

Классификация

Все силовые трансформаторы подразделяют на большое количество различных типов и модификаций в зависимости от их конструктивных особенностей:

  1. Количество обмоток: двухобмоточные, трехобмоточные, многообмоточные;
  2. Количество фаз: однофазные и трехфазные;
  3. Схема соединения обмоток: треугольник, звезда, зигзаг;
  4. Группа соединения обмоток;
  5. Основное назначение: повышающие и понижающие;
  6. Тип основной изоляции обмоток: масляные и сухие;
  7. Климатическое исполнение: для эксплуатации снаружи или внутри помещений;
  8. Возможность регулирования выходного напряжения: нерегулируемые, регулируемые (РПН и ПБВ);
  9. Материал для изготовления обмоток: медь или алюминий;
  10. Конструкция магнитопровода: стержневой или броневой;
  11. Тип системы охлаждения: естественное или принудительное;
  12. Габаритные размеры.

Конструктивные особенности

Конструкция силовых трансформаторов включает большое количество различных элементов, которые подразделяют на две группы: основные и вспомогательные. К группе основных конструктивных элементов трансформатора относят:

  • Магнитопровод.Предназначен для прохождения магнитного потока, который возбуждается в обмотках. Его изготавливают из электротехнической шихтованной стали или аморфных материалов. Конструктивно состоит из стержней, на которые одевают обмотки и ярма, предназначенного для объединения всех элементов в одну систему;
  • Обмотки.Представляют собой совокупность витков проводника, которые образуют общую электрическую цепь. Обмотка предназначена для наведения ЭДС, которые суммируются и формируют электромагнитный поток. Обмотки силовых трансформаторов различают по материалу изготовления, взаимному расположению на стержне магнитопровода, способу и направлению намотки, числу витков, схеме соединения обмоток между собой, классом напряжения;
  • Корпус.Предназначен для крепления и размещения всех основных и вспомогательных конструктивных элементов. Корпус изготавливают из прочной стали с обязательной защитой от коррозии. В целях безопасности обслуживающего персонала корпус силового трансформатора подлежит заземлению;
  • Высоковольтные вводы.Представляют собой изоляционную конструкцию, которая обеспечивает подключение обмоток трансформатора к электрической сети, путем безопасного прохождения через заземленный металлический корпус. Конструкция и вид высоковольтного ввода зависит от класса напряжения сети, номинального тока, климатических условий эксплуатации трансформатора;
  • Расширитель.Специальный сосуд, который соединяют с баком масляного силового трансформатора с целью компенсации изменений объема трансформаторного масла при изменении его температуры. Второй важной функцией расширителя является сокращение площади контакта трансформаторного масла с воздухом, что обеспечивает защиту от окисления, увлажнения и преждевременного старения;
  • Изоляция.Обеспечивает изоляцию токоведущих частей от заземленных частей трансформатора, а также между разноименными обмотками. В зависимости от типа трансформатора изоляцией может выступать трансформаторное масло или твердый компаунд;
  • Устройство регулирования выходного напряжения.Предназначено для изменения величины выходного напряжения силового трансформатора. В зависимости от конструкции выполняется в двух разных вариантах: РПН (регулирование под напряжением) и ПБВ (переключение без возбуждения);
  • Система охлаждения.Обеспечивает продолжительную безаварийную работу силового трансформатора в заданном температурном режиме. Для маломощных трансформаторов выполняется в виде естественного охлаждения окружающим воздухом. У трансформаторов большой мощности осуществляется принудительно при помощи циркуляции воздуха, масла или воды.

Группа вспомогательных конструктивных компонентов силового трансформатора включает:

  • Газовое реле.Представляет собой устройство, которое чувствительно к концентрации газа, выделяемого при разложении трансформаторного масла внутри бака силового трансформатора. В зависимости от настроек, газовое реле подает предупреждающий сигнал или отключает питание силового трансформатора;
  • Индикаторы температуры.Специальные датчики, построенные на принципе термопары, которые постоянно измеряют температуру верхних слоев изоляции в силовом трансформаторе;
  • Поглотители влаги.Являются обязательным компонентом для силовых масляных трансформаторов. Они обеспечивают устранение влаги из воздуха, который поступает внутрь силового трансформатора и контактирует с трансформаторным маслом;
  • Индикатор уровня масла.Устройство, которое обеспечивает контроль за уровнем трансформаторного масла внутри бака. При критическом снижении уровня масла устройство подает предупредительный сигнал или отключает трансформатор от питающей сети;
  • Система регенерации масла (термосифонный фильтр).Представляет собой эффективный способ очистки трансформаторного масла без снятия нагрузки с электроустановки. В качестве фильтрующих материалов применяют крупнозернистый адсорбент (силикагель). Циркуляция масла через термосифонный фильтр осуществляется за счет разности температуры и соответственно плотности в нижней и верхней части трансформатора.

Маркировка

Читайте также: Проверка аккумулятора мультиметром – подробная инструкция по проверке работоспособности, емкости, тока и заряда

В соответствии с требованиями международных стандартов, маркировка силового трансформатора осуществляется следующим образом:

Буквенная часть обозначения типа:

Э – электропечной. Л – линейный. А – автотрансформатор. отсутствие обозначения – трансформатор.

Число фаз:

О – однофазный. Т – трехфазный.

Вид системы охлаждения:

  • Масляные трансформаторы: М, МВ, Д, МЦ, НМЦ, ДЦ, НДЦ, Ц, НЦ.
  • Сухие трансформаторы: С, СГ, СД, СЗ.

Производители

Наиболее известными производителями силовых трансформаторов на территории Российской Федерации и стран СНГ являются:

  1. Кентауский трансформаторный завод, г. Кентау, Республика Казахстан;
  2. Тольяттинский трансформатор г. Тольятти;
  3. Самара Электрощит г. Самара;
  4. Минский электротехнический завод г. Минск, Республика Беларусь;
  5. ГК «СВЭЛ» г. Екатеринбург;
  6. Уральский трансформаторный завод г. Уральск, Республика Казахстан.

Особенности обслуживания

СТ являются важными звеньями в схемах передачи электроэнергии, от них зависит работа всей системы. Для обеспечения надежности и бесперебойной работы этих устройств необходимо регулярное обслуживание подготовленными специалистами, имеющих соответствующий уровень допуска.

Если оборудование используется там, где предусмотрено наличие штатного дежурного персонала, то его обязанности входит проведение регулярных осмотров, при которых снимаются показания приборов, характеризующих текущее состояние СТ. Регламентом предписывается контролировать:

  • Показания уровня масла в теплоотводных системах.
  • Состояние влагопоглотителей.
  • Работу системы маслорегенерации.
  • Состояние внешнего корпуса аппарата и основных его узлов.

При обнаружении отклонения от нормы, подтеков, повреждений или других признаков, свидетельствующих о нештатной работе контролируемых аппаратов, персонал должен принять предписанные инструкцией меры.

Для автономного оборудования, работа которого не требует наличия дежурного персонала, положено проводить технический осмотр ежемесячно. Что касается трансформаторных пунктов, то для них эта норма снижена до полгода.

При обнаружении недостатка масла в системе отвода тепла следует произвести доливку, а в случае несоответствия нормам – полную замену. Определить необходимость замены масла, можно по его цвету.

Свидетельством нештатного режима работы оборудования может быть повышение температуры в помещении подстанции. При обнаружении прямых или косвенных свидетельств анормального функционирования СТ, предписывается проводить внеплановый осмотр с проверкой общего состояния элементов защитного оборудования.

Согласно правилам эксплуатации необходимо раз в год брать пробу масла для лабораторного анализа. Это же действие предписывается в случае капитального ремонта.

Помимо этого при обслуживании периодически приходится производить подстройку рабочего напряжения. Необходимость этого связана с тем, что со временем латунные и медные контакты покрываются оксидной пленкой, что приводит к увеличению переходного сопротивления. Что бы не допустить этого, раз в полгода с СТ снимается нагрузка и питание, после чего производится переключение регулятора напряжения во всем позициям. Процедуру рекомендуется повторить несколько раз, перед тем как вернуть исходное положение.

Критерии выбора оборудования

Существует множество различных аспектов, которые должны быть учтены при использовании силового оборудования. Так на выбор модели трансформатора влияют условия его потенциальной эксплуатации и в частности:

Читайте также: Выбираем аккумулятор по объему двигателя
  • Сфера применения;
  • Место установки;
  • Суммарная мощность потребителей.

Рассмотрим специфику выбора с учетом каждого из них. Одним из главных параметров является сфера применения. Ориентируясь на нее нужно определиться с такими характеристиками, как:

  1. Мощность, она должна соответствовать предполагаемым нагрузкам и позволять агрегату справляться с перегрузками;
  2. Возможность эксплуатации прибора при росте нагрузки;
  3. Стоимость и срок службы.

Однако выбирая трансформатор нужно уметь правильно определять его основные параметры:

  • Первичное и вторичное напряжение;
  • Частоту тока;
  • Фазность;
  • Нагрузку;
  • Способ расположения;
  • Особенности размещения.

Но кроме всех, перечисленных характеристик должны учитываться и функционал агрегата, а также его непосредственное назначение. Если предполагается подключение трансформатора к цепи измерительных приборов, то используют соответствующий вид устройства. Для защиты от скачков в сети выбирают агрегат, не отличающийся высокой точностью, но обладающий необходимыми функциями. Наибольшей популярностью в последнее время пользуются сухие трансформаторы, они часто используются вместо масляных и имеют большое количество плюсов.

И хотя основным назначением трансформаторов является повышение или понижение тока они находят широкое применение и в схемах питания бытовой техники. В этом случае обычно используются агрегаты, имеющие несколько обмоток.

Что касается масляных трансформаторов, то они находят применение в самых различных сферах деятельности человека.

Учесть все факторы и не ошибиться простому обывателя будет очень сложно. Поэтому лучший вариант – это обращение за помощью к профессионалам. Только они смогут выбрать оптимальную модель трансформатора с учетом особенностей вашего объекта.

Назначение и принцип действия

Использование масляных силовых трансформаторов обусловлено необходимостью транспортировки электроэнергии на значительные расстояния. Применение таких электротехнических установок позволяет снизить потери при передаче электричества за счёт её видоизменения (трансформации).

Для осуществления этого процесса, поступающее на вводы установки электричество необходимо привести в транспортировочное состояние. Посредством силового трансформатора происходит повышение значения амплитуды входного напряжения, для дальнейшей передачи энергии в линию электропередач.

На другом конце ЛЭП находится идентичная подстанция с аналогичным силовым трансформатором. Для дальнейшего распределения электроэнергии потребителям, таким агрегатом осуществляется понижение амплитуды принимаемого напряжения.

Принятая маркировка

Буквенно-цифровые обозначения СТ производится в соответствии с представленным ниже рисунком.

Маркировка силового трансформатораМаркировка силового трансформатора

Обозначения:

  1. Указывается тип аппарата. Возможны варианты «А», «Л», «Е» или отсутствие символа, что соответствует автотрансформатору, линейному или печному устройству. Отсутствие символа указывает на обычный СТ.
  2. «О» или «Т», соответствует однофазному или трехфазному аппарату.
  3. Используемая вариант отвода тепла (для масляных систем), возможные варианты:
  • М – принудительные системы не используются.
  • Д – производится принудительный обдув.
  • ДЦ – производится принудительный обдув с ненаправленной циркуляцией.
  • НЦ – водяно-масляное охлаждение с направленной циркуляцией.
  • Ц – водно-масляное охлаждение с ненаправленной циркуляцией.
  1. Указание мощности в кВ*А.
  2. Допустимый уровень ВН (кВ).
  3. Вариант исполнения (наружное или внутреннее размещение, особые климатические условия и т.д.)

Принцип работы

Действие таких приборов основывается на электромагнитной индукции. Оно заключается в следующем. На первичную обмотку прибора из внешней сети подается переменный ток. За счет него создается переменное магнитное поле. Оно, в свою очередь, приводит к образованию тока.

Если сформулировать принцип работы устройства согласно законам физике, то он заключается в создании электродвижущей силы магнитным потоком, который изменяется во времени.

Классификация агрегатов осуществляется по различным признакам. Одним из них является способ изготовления, согласно этому критерию трансформаторы бывают:

  • Стержневые;
  • Броневые.

Первые имеют конструкцию, в которой обмотка наматывается на сердечник. У броневых она, наоборот, полностью скрыта. Кроме того, имеются отличия и в способе расположения обмотки. Если у стержневых трансформаторов она находится в горизонтальном положении, то у броневых – в вертикальном.

Смотрим видео, принцип работы агрегата:

Подразделение агрегатов на виды осуществляется и в зависимости от характеристик. Согласно предназначению, трансформаторы бывают двух видов:

  • Тока;
  • Напряжения.

В зависимости от применения в электросетях различают одно и трансформатор силовой трехфазный масляный. Но кроме этих отличий существует разница и в сфере применения. Например, в сетях производственных объектов или крупных населенных пунктов используют силовые агрегаты. Они предназначены для понижения напряжения до 220 В. Для защиты техники от скачков в сети применяют бытовые трансформаторы, при проведении сварочных работ – приборы, способные понижать напряжение до нужного для эффективной работы оборудования.

Еще один вид – это масляные трансформаторы ТМГ. Они предназначены для сетей более 6000 В. Они состоят из магнитопровода, собранного из двух стальных листов, обмотки из медного провода и бака.

Кроме того, имеются еще и сухие трансформаторы. В последнее время они находят широкое распространение. Преимущество сухих трансформаторов перед масляными заключаются в их высоком уровне безопасности. Поэтому они очень часто используются в местах с повышенными требованиями, таких как учебные заведения, парковки и другие.

Добавить комментарий