A transzformátorok jelentős szerepet töltenek be az elektrotechnikában, az átalakítási, leválasztási, mérési és védelmi funkciókat ellátva. Az ilyen típusú készülékek egyik leggyakoribb feladata az egyes áramparaméterek szabályozása. Különösen a feszültségtranszformátorok (VT) alakítják át a primer elektromos hálózat teljesítményét a fogyasztók szempontjából optimális értékekre.
A berendezés általános kialakítása
A transzformátor műszaki alapját egy elektromágneses töltés képezi, amely biztosítja a készülék működési folyamatait. A berendezés méretei az áramkör teljesítményterhelésére vonatkozó követelményektől függően változhatnak. Tipikus kivitelben a transzformátor árambemeneti és kimeneti eszközökkel rendelkezik, a fő munkaelemek feszültségátalakítási feladatokat látnak el. A technológiai folyamatok megbízhatóságáért és biztonságáért szigetelőkészlet, biztosíték és relévédő berendezés felel. Egy modern kisfeszültségű transzformátor tervezésébenAz egyes működési paraméterek rögzítésére szolgáló érzékelők is rendelkezésre állnak, amelyek indikátorait a vezérlőpultra küldik, és a szabályozó hatóságok parancsainak alapjául szolgálnak. Az elektromos alkatrészek működése önmagában is tápellátást igényel, ezért bizonyos módosításoknál az átalakítókat autonóm áramforrásokkal - generátorokkal, akkumulátorokkal vagy akkumulátorokkal - egészítik ki.
Transformer magok
A VT legfontosabb működési elemei az úgynevezett magok (mágneses magok) és tekercsek. Az első kétféle - rúd és páncél. A legtöbb alacsony frekvenciájú, legfeljebb 50 Hz-es transzformátorhoz rúdmagokat használnak. A mágneses áramkör gyártása során speciális fémeket használnak, amelyek jellemzői meghatározzák a szerkezet működési tulajdonságait, például az üresjárati áram teljesítményét és nagyságát. A feszültségtranszformátor magját vékony ötvözetlemezek alkotják, amelyeket lakk és oxid rétegek között szigetelnek. A mágneses áramkör örvényáramok befolyásának mértéke a szigetelés minőségétől függ. Létezik egy speciális fajta szedőmag is, amely tetszőleges metszetű, de négyzet alakú szerkezetet alkot. Ez a konfiguráció lehetővé teszi univerzális mágneses áramkörök létrehozását, de vannak gyengeségeik is. Tehát szükség van a fém műanyagok szoros meghúzására, mivel a legkisebb rések csökkentik a tekercs munkaterületének kitöltési tényezőjét.
Feszültségváltó tekercsei
Általában két tekercset használnak – elsődleges és szekunder. Elszigetelve vannak egymástól és a magtól. A tekercselés első szintjét nagyszámú, vékony huzallal végzett fordulat jellemzi. Ez lehetővé teszi az alapvető átalakítási igényekhez szükséges nagyfeszültségű (6000-10 000 V-ig) hálózatok kiszolgálását. A szekunder tekercs mérőműszerek, relé eszközök és egyéb elektromos segédberendezések párhuzamos táplálására szolgál. A feszültségváltók tekercselésének csatlakoztatásakor fontos figyelembe venni a kimeneti kapcsokon lévő jelöléseket. Például teljesítményirányrelék, multiméterek, ampermérők, wattmérők és különféle mérőkészülékek a primer tekercs kezdetén (A jelölés), a végvonalon (X), a szekunder tekercs elején (a) és a tekercsén keresztül csatlakoznak a tekercsekhez. vége (x). Egy további tekercselés is használható speciális előtagokkal a megnevezésben.
Rögzítési szerelvények és földelési lehetőségek
A kiegészítő elemek és funkcionális eszközök listája a transzformátor típusától és jellemzőitől függően változhat. Például a 10 kV-ig vagy annál nagyobb primer feszültségjelzővel rendelkező olajszerkezeteket szerelvényekkel látják el a műszaki kenőanyagok feltöltéséhez, leürítéséhez és mintavételéhez. Az olajhoz egy tartály is fel van szerelve fúvókákkal és szabályozókkal, amelyek szabályozzák a folyadék zökkenőmentes ellátását a célterületekre. A tipikus szerelvénykészletek leggyakrabban tartalmaznak konzolokat csavarokkal, csapokat, relé alkatrészeket, elektromos karton tömítéseket, karimás elemeket stb. Ami a földelést illeti, akkorA primer tekercsen 660 V-ig terjedő feszültségű transzformátorok M6 méretű csavarok, csapok és csavarok menetes rögzítésével ellátott bilincsekkel vannak ellátva. Ha a feszültségjelző 660 V-nál nagyobb, akkor a földelő szerelvénynek legalább M8 formátumú hardvercsatlakozással kell rendelkeznie.
A TH működési elve
Az elektromágneses indukció fő funkcióit és folyamatait egy olyan komplexum látja el, amely tartalmaz egy fémmagot egy sor transzformátorlemezzel, valamint primer és szekunder tekercsekkel. Az eszköz minősége az amplitúdó és az áram szögének alapszámításának pontosságától függ. Több tekercs közötti kölcsönös indukció felelős az elektromágneses térben történő átalakulásért. A 220 V-os feszültségtranszformátor váltakozó árama folyamatosan változik, egyetlen tekercsen halad át. Faraday törvénye szerint az elektromotoros erő másodpercenként egyszer indukálódik. Zárt tekercselési rendszerben az alapértelmezett áram az áramkörön keresztül, a fémmag közelében folyik. Minél kisebb a terhelés a transzformátor szekunder tekercsén, annál közelebb van a tényleges konverziós tényező a névleges értékhez. A szekunder tekercs mérőeszközökhöz való csatlakoztatása különösen az átalakítás mértékétől függ, mivel a legkisebb terhelésingadozások befolyásolják a műszeráramkörbe bevitt mérések pontosságát.
Trafótípusok
Ma a következő típusú TN a leggyakoribb:
- Cascade transzformátor - olyan eszköz, amelyben a primer tekercs több egymást követő szakaszra van osztva, és a kiegyenlítő és összekötő tekercsek felelősek a köztük lévő teljesítmény átviteléért.
- Földelt VT - egyfázisú kivitel, amelyben az elsődleges tekercs egyik vége szorosan földelt. Lehetnek háromfázisú feszültségtranszformátorok is, amelyek a primer tekercsből földelt nullával rendelkeznek.
- Unearthed VT – teljes tekercsszigeteléssel ellátott eszköz a szomszédos szerelvényekkel.
- Kéttekercses VT - transzformátorok egy szekunder tekercssel.
- A három tekercses VT-k olyan transzformátorok, amelyek a primer tekercsen kívül fő- és kiegészítő szekunder tekercsekkel is rendelkeznek.
- Kapacitív VT – olyan kialakítások, amelyeket kapacitív elválasztók jelenléte jellemez.
Az elektronikus VT-k jellemzői
A fő metrológiai mutatók szerint az ilyen típusú transzformátorok alig különböznek az elektromos készülékektől. Ez annak köszönhető, hogy mindkét esetben a hagyományos konverziós csatornát használják. Az elektronikus transzformátorok fő jellemzője a nagyfeszültségű szigetelés hiánya, ami végső soron hozzájárul a berendezés működéséből származó magasabb műszaki és gazdasági hatáshoz. A 660 V-ig terjedő feszültségváltó primer feszültségű nagyfeszültségű hálózatokban az átalakító galvanikusan csatlakozik a központi hálózathoz. A mért áramerősségre vonatkozó információkat nagy potenciállal továbbítják, mint az optikai kimenettel rendelkező analóg-digitális átalakító esetében. azonbanaz elektronikus modellek mérete és súlya olyan kicsi, hogy lehetővé teszik transzformátoregységek beépítését a nagyfeszültségű vezetékes buszok infrastruktúrájába további szigetelők és rögzítő hardverek csatlakoztatása nélkül is.
Transformátor specifikációi
A fő műszaki és működési érték a feszültségpotenciál. A primer tekercsen elérheti a 100 kV-ot, de ez többnyire a több átalakító modult tartalmazó nagyméretű ipari állomásokra vonatkozik. A primer tekercs általában legfeljebb 10 kV-ot támogat. Egyfázisú, földelt nullával rendelkező hálózatokhoz való feszültségváltó egyáltalán 100 V-on működik, ami a szekunder tekercset illeti, a névleges feszültségjelzői átlagosan 24-45 V. Ezeken az áramkörökön ismét alacsony energiafogyasztású mérőeszközöket szervizelnek, amelyek nem igényelnek nagy teljesítményű terhelést. A szekunder tekercsek azonban néha 100 V-nál nagyobb potenciállal rendelkeznek a háromfázisú hálózatokban. A transzformátor jellemzőinek értékelésekor fontos figyelembe venni a pontossági osztályt is - ezek 0, 1 és 3 közötti értékek, amelyek meghatározzák az eltérés mértékét a cél elektromos indikátorok átalakításában.
Ferrorezonancia effektus
Az elektromágneses eszközök gyakran vannak kitéve különféle negatív hatásoknak és a szigetelés megsértésével összefüggő károsodásoknak. Az egyik leggyakoribb tekercsroncsolási folyamat a ferrorezonancia zavar. Mechanikai sérülést és túlmelegedést okoz.tekercsek. Ennek a jelenségnek a fő oka az induktivitás nemlinearitása, amely olyan helyzetekben fordul elő, amikor a mágneses áramkör instabil reakciója van a környező mágneses térre. A feszültségtranszformátor ferrorezonáns hatásokkal szembeni védelme érdekében külső intézkedések lehetségesek, beleértve további kapacitások és ellenállások beépítését a kapcsolt eszközbe. Elektronikus rendszerekben az induktív nemlinearitás lehetősége a berendezések leállási szekvenciáinak programozásával is minimalizálható.
Eszközhasználat
A feszültségátalakító transzformátor berendezések működését az elektrotechnikai alkalmazási szabályok szabályozzák. Az optimális üzemi értékeket figyelembe véve a szakemberek az alállomásokat beépítik a céllétesítmény ellátó infrastruktúrájába. A rendszerek fő funkciói lehetővé teszik nagy teljesítményű erőművekkel rendelkező épületek és vállalkozások kiszolgálását, és a transzformátor szekunder feszültsége 100 V-ig szabályozza a kevésbé igényes fogyasztók, például mérőórák és metrológiai berendezések terhelését. A HP műszaki és szerkezeti paramétereitől függően az iparban, az építőiparban és a háztartásokban is használható. A transzformátorok minden esetben elektromos teljesítményszabályozást biztosítanak a bemeneti teljesítmény névleges beállításával, hogy megfeleljenek az adott hely névleges követelményeinek.
Következtetés
Az elektromágneses transzformátorok meglehetősen régi, de a mai napig keresettekaz elektromos áramkörök teljesítményszabályozásának elve. A berendezés elavultsága a berendezés kialakításával és funkcionalitásával is összefügg. Ez azonban nem akadályozza meg az áram- és feszültségtranszformátorok használatát a kritikus energiagazdálkodási feladatokhoz nagyvállalatoknál. Ezen túlmenően nem mondható el, hogy az ilyen típusú konvertereket egyáltalán nem fejlesztik. Bár a működés alapelvei, sőt a műszaki megvalósítás egésze változatlanok maradnak, a mérnökök az utóbbi időben aktívan dolgoznak a védelmi és vezérlőrendszereken. Ennek eredményeként ez befolyásolja a transzformátorok biztonságát, megbízhatóságát és pontosságát.
