Dizajn transformatora snage

Transformator je električni stroj koji pretvara izmjeničnu struju jednog napona u izmjeničnu struju drugog napona.

Glavni konstrukcijski elementi energetskih transformatora: tijelo, jezgra, namoti, rashladni uređaj, čahure i zaštitni uređaji (ekspander, ispušna cijev i plinski relej).

Namoti transformatora su raspoređeni tako da magnetski tok koji stvara primarni namot prodire kroz većinu sekundarnih namota. Ovaj zahtjev je osiguran konstrukcijom čelične jezgre, koja je zatvoreni magnetski krug. Ovisno o međusobnom rasporedu namota i magnetskog sustava, razlikuju se dvije glavne vrste transformatora: štapni i armaturni.

U štapnom transformatoru namoti se nalaze na šipkama jezgre, koje su spojene jarmovima koji zatvaraju magnetski krug. Šipkasti tip se koristi za napajanje i brojne posebne transformatore. Oklopni transformator koristi razgranati magnetski krug koji pokriva namot, kao da ga "oklopi".Struktura jezgre poput oklopa posebno se koristi za male jednofazne transformatore.

Trofazni štapni transformator:

Magnetski krug transformatora, nazvan jezgrom, sastavljen je od limova od legiranog čelika. Kako se listovi ne bi zatvorili, prethodno su premazani tankim slojem laka ili zalijepljeni papirom.

Jezgra se sastoji od šipki koje nose zavojnice i jarma koji zatvara magnetski krug. Poprečni presjek jezgre trebao bi biti što bliži obliku zavojnica.

U pravokutnim namotima, poprečni presjek jezgre je pravokutan. S okruglim — jezgra ima odjeljak na više razina. Ako jezgra ima veliki poprečni presjek, tada se izrađuju uzdužni zračni kanali za uklanjanje topline, dijeleći jezgru u zasebne pakete.

Listovi se spajaju iglama ili zakovicama. Pojedinačni limovi ne smiju se međusobno spajati jer se u kontaktnoj ravnini mogu pojaviti vrtložne struje. Da se limovi ne bi zatvorili kroz igle i zakovice, na njih se postavljaju izolacijske cijevi. Matice i glave zakovica izolirane su od ploča za prešanje jezgre električnim kartonskim podloškama.

U transformatorima se koriste dvije vrste namota: disk i cilindrični.

S dizajnom namota u obliku diska, primarni i sekundarni namot podijeljeni su u niz ravnih namota u obliku diska koji se izmjenjuju u nizu na jezgri transformatora.

U cilindričnom namotu, primarni i sekundarni namoti su raspoređeni koncentrično jedan prema drugom. Niskonaponski namot obično se postavlja bliže jezgri jer ga je lakše izolirati od čelika.

Kod izrade namota treba razlikovati izolaciju pojedinih žica, izolaciju između slojeva i namota, izolaciju između primarnog i sekundarnog (sekundarnog) namota te izolaciju namota u odnosu na jezgru.

Namoti transformatora izrađeni su od bakrene žice prekrivene izolacijom. Za izolaciju žica za namatanje koristi se papir, ponekad pamučna svilena pređa, lak (emajl) folija ili nekoliko slojeva izolacije, na primjer, sloj laka i sloj svilene pređe, sloj papira i sloj pamučne pređe. itd.

Kao izolacija između slojeva koriste se papirni separatori. Namoti su izolirani podlošcima ili električnim kartonskim brtvama omotanim uljem natopljenom trakom, papirom ili tkaninom.

Krajevi namota transformatora izvode se van pomoću čahura, koje ih izoliraju od uzemljenog tijela (spremnika).

Transformatorski uređaj:

Dva su osnovna načina spajanja namota trofaznog transformatora: spoj u trokut i spoj u zvijezdu. Kada su namotaji spojeni u trokut, fazni napon je jednak mrežnom naponu, a fazna struja je 1,73 puta manja od mrežne struje. Kod spoja namota u zvijezdu fazni napon je 1,73 puta manji od mrežnog napona, a fazna struja jednaka je linijskom.

Način spajanja namota u trofaznom transformatoru je od velike važnosti, budući da o tome ovisi fazni kut sekundarnog napona u odnosu na primarni. Fazni pomak između napona primarnog i sekundarnog namota također ovisi o smjeru namotavanja zavojnica. Za više detalja pogledajte ovdje: Sheme i skupine za spajanje namota energetskih transformatora

Gdje su projektirani transformatori za zajednički paralelni rad, potrebno je da trenutni potencijali faza ovih transformatora budu isti. Transformatori koji imaju isti fazni pomak između linijskih napona namota visokog i niskog napona raspoređuju se u istu skupinu spojeva namota, kojima se dodjeljuje broj u skladu s oznakom sata.

Za odvajanje namota od jezgre i odvajanje visokonaponskog namota od niskonaponskog koriste se tvrdi cilindri prešani od pečenog papira ili cilindri od elektrokartona, takozvani meki cilindri.

U konstrukciji transformatora naširoko se koristi posebno mineralno (naftno) ulje, tzv transformator… Spremnici su napunjeni transformatorskim uljem iu njega je uronjena jezgra s namotima. Ovaj dizajn je usvojen za energetske transformatore velike snage, za ispravljačke transformatore velike snage, za impulsne transformatore velike snage.

Transformatorsko ulje, iz kojeg je uklonjena vlaga i nečistoće, odnosno osušeno i pročišćeno, dobar je izolator između namota i metalnog kućišta. Osim toga, transformatorsko ulje, koje ima veću toplinsku vodljivost od zraka, dobro provodi toplinu od aktivnih dijelova transformatora do vanjskih površina spremnika.

Povećanjem snage transformatora gubici rastu brže od njegovih geometrijskih dimenzija, što dovodi do potrebe povećanja njegove rashladne površine. Pogledajte detalje ovdje: Sustavi hlađenja energetskih transformatora

U praksi se koriste uređaji za pretvaranje izmjeničnog napona, kod kojih su primarni i sekundarni namot električno povezani. Ovi uređaji nazivaju se autotransformatori.

Autotransformator se razlikuje od konvencionalnog transformatora po tome što su njegov primarni i sekundarni namoti povezani ne samo induktivno (kao u konvencionalnom transformatoru), već i električno.

Vidi također: Radne karakteristike energetskih transformatora