Wie Transformator-Komponenten zusammenarbeiten, um Elektrizität zu steuern und zu liefern

Wie verschiedene Transformator-Komponenten in Ölgemisch-Transformatoren zusammenarbeiten

Transformatorwicklung

Die Transformatorenwickel sind aus Metalldraht, der mehrfach gewendet und auf einem Teil des Transformators, dem sogenannten Kern, zusammengebündelt wurde. Wickeldraht besteht normalerweise aus Kupfer für hochwertige Transformatoren, aufgrund der hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit und Duktilität von Kupfer. Wickel können auch aus Aluminium zur Kostenersparnis hergestellt werden, jedoch mit Kompromissen in der Leistung.

Es gibt zwei verschiedene Wicklungen in einem Elektrischen Transformator, eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung. Die Primärwicklung ist mit der Versorgung Ihres lokalen Netzkraftwerks verbunden, während die Sekundärwicklung an Ihre Haus- oder Fabrikeingänge angeschlossen ist.  

In einphasigen Transformatoren gibt es eine Primär- und eine Sekundärwicklung. In dreiphasigen Transformatoren gibt es drei Primär- und drei Sekundärwicklungen. 

Die Hauptfunktion der Transformatorenwicklung besteht darin, die elektrische Spannung und den Strom von Ihrem lokalen Netzkraftwerk zu beziehen und kontrolliert in Ihr Zuhause zu übertragen. Die Wicklung steuert die Spannung und den Strom durch die Anzahl der Windungen des Drahtes, der auf dem Kern gemacht wurde. Die Anzahl der Windungen wird durch den Abgriffwechseler gesteuert.

In aufwärtsgerichteten Konfigurationen ist die Anzahl der Windungen der Primärwicklung geringer als die der Sekundärwicklung. In abwärtsgerichteten Konfigurationen ist die Anzahl der Windungen der Primärwicklung höher als die der Sekundärwicklung. 

In aufwärtsgerichteten Konfigurationen erhöhen Transformatoren die eingehende Spannung. In abwärtsgerichteten Konfigurationen reduzieren sie die eingehende Spannung und liefern sie in Ihr Zuhause. 

Transformator-Kern

Der Transformator-Kern ist ein Metallrahmen, auf den der Wickeldraht des Transformators gewickelt und gestapelt wird. Der Transformator-Kern besteht aus weichem Metall / ferro-magnetischem Material wie Siliziumstahl. Der Grund, warum er aus weichem Metall besteht, liegt in der Funktion des Kerns. 

Die Hauptfunktion des Kerns besteht darin, einen einfachen Weg für den Magnetfluss, der an der Wicklung entwickelt wird, bereitzustellen. Dies ermöglicht eine effiziente kontaktlose Verbindung zwischen Primär- und Sekundärwicklung.

Das weiche Metall bietet einen niederohmigen Weg für den Magnetfluss, indem es dazu beiträgt, Wirbelstromverluste zu reduzieren. Es hält auch den Fluss im Transformatorgehäuse. Die Primärwicklung erfolgt auf einer Seite des Kerns, während die Sekundärwicklung genau auf der gegenüberliegenden Seite des Kerns erfolgt, auf der die Primärwicklung bereits gemacht wurde. 

Der Kern eines einphasigen Transformators ist einfacher im Vergleich zum Kern eines dreiphasigen Transformators. Der Kern des Dreiphasen-Transformators ist so gestaltet, dass das Stapeln von drei verschiedenen primären und drei verschiedenen sekundären Wicklungen ermöglicht wird, daher ist er komplexer als der Kern eines einphasigen Transformators. 

Isoliermaterial

Da sowohl die Wicklung als auch der Kern des Transformators aus Metall bestehen, wird ihre direkte Verbindung den gesamten Transformator kurzschließen. Um dies zu verhindern, wird ein Isoliermaterial wie spezielles Papier oder Pappe verwendet, um eine berührungslose Montage von Wicklung und Kern zu ermöglichen. 

Zwischen Wicklung und Kern befindet sich ein Isoliermaterial, um eine direkte Verbindung zu vermeiden. Es gibt auch eine weitere Schicht Isoliermaterial auf der Oberfläche der Wicklung. Dies soll unbeabsichtigte Verbindungen zwischen der primären und der sekundären Wicklung oder einem anderen Teil des Leistungstransformator. 

Alle anderen Verbindungen sind ebenfalls isoliert, entweder durch die Verwendung isolierter Drähte zur Verbindung oder durch spezielle Isolierungen. Dies geschieht, um Kurzschlüsse innerhalb der Transformatorbauteile zu verhindern und eine sichere Steuerung und Übertragung von elektrischer Energie zu gewährleisten.

Transformatorenöl

Der Arbeitsmechanismus des Transformators ist so, dass er viel Abwärme erzeugt. Die Regelung von elektrischem Strom und Spannung an der primären und sekundären Wicklung ist der Hauptgrund für diese Wärme. Diese Abwärme ist so groß, dass sie beliebige oder alle Komponenten schädigen kann, die nicht dagegen geschützt sind. 

Um die Komponenten zu schützen und die Abwärme von der Wicklung in die äußere Umgebung zu leiten und abzuleiten, verwendet der Transformator Öl.. Es wird auch als Kältemedium und in einigen Fällen als Schmiermittel bezeichnet. Das Öl hat einen hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten. Es absorbiert sehr leicht und schnell Wärme von der Wicklung und überträgt sie an den Transformator-Körper. Der Körper strahlt dann diese Wärme in die umgebende Atmosphäre aus. 

Transformator-Tank

Alle wichtigen Teile des Transformators wie Wicklung und Kern sind in einem sicheren Behälter untergebracht, der als Transformatorbehälter bezeichnet wird. Der Behälter besteht normalerweise aus hochwertigem Stahl, der oberflächenbehandelt ist, um seine Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und andere Umwelteinflüsse zu erhöhen. Der Hauptzweck dieses Behälters ist es, die Transformator Komponenten von der externen Umgebung abzudichten und zu isolieren. 

Der Behälter isoliert nicht nur Wicklung und Kern, sondern bietet auch Raum und fungiert als Pfanne für das Transformatoröl. Der Behälter dient auch als Basis für alle anderen elektrischen Transformator teile wie Konservator, Kühlrohre und Entlüfter.

Kühlrohre

Wie oben erwähnt, erzeugt das Arbeitsprinzip des Transformators viel Wärme. Das Transformatoröl ist dafür verantwortlich, diese Wärme von der Wicklung abzuleiten und in die äußere Atmosphäre zu übertragen. Jetzt, wenn die vom Transformator erzeugte Wärme so groß ist, dass das Öl sie nicht effizient abführen kann. 

Dann wird eine Designeigenschaft namens Kühlrohre dem Transformator-Körper hinzugefügt. Dies sind hohle Rohre, die in den Transformatorbehälter integriert sind. Das Öl im Behälter wird durch diese Rohre mit einer Pumpe bewegt. 

Diese Rohre bieten eine größere Fläche für den Wärmetransfer vom Öl zum Rohrkörper und dann vom Rohrkörper zur äußeren Atmosphäre. Dadurch kann das Öl jetzt schnell und effizient Wärme von der Wicklung in die äußere Atmosphäre übertragen.

Transformator-Konservator

Das Transformatoröl dehnt sich wie jedes andere Material auf der Erde beim Erhitzen aus und zieht sich beim Abkühlen zusammen. Wenn die Last auf der Transformatorkernwicklung steigt, erzeugen sie mehr Wärme. Infolgedessen erhitzt sich das Öl mehr als gewöhnlich und dehnt sich aus. 

Um diese Ausdehnung und Kontraktion des Öls zu kontrollieren und dem Öl genügend Platz zur Bewegung zu bieten, wird ein spezieller Behälter verwendet, der als Konservator bezeichnet wird. Es handelt sich um einen zylindrischen Tank, der über ein Rohr mit dem Haupttank des Transformators verbunden ist. 

Der Konservator wird halb leer gehalten, um dem Öleinfuss Rechnung zu tragen. Der Konservator wird auf dem Haupttank so installiert, dass der Haupttank mit Öl gefüllt bleibt. Dies macht das System sicher und ermöglicht dem Transformator eine ordnungsgemäße Wärmeabfuhr. 

Transformator-Atmer

In einem Transformator, wenn Öl sich aufgrund von Wärme ausdehnt, drückt es die Luft, die sich im Transformator konserviert, nach außen. Ähnlich saugt es beim Abkühlen die Luft an, wenn es aus dem Konservator zurück in den Haupttank bewegt.

Der Transformator-Entlüfter ist ein speziell gestalteter Lufteinlass für Transformatoren. Er ist mit dem Transformator-Konservator verbunden und es ist der einzige Ort, von dem aus Luft in den Transformator gelangen kann. Die Hauptfunktion des Transformator-Entlüfters besteht darin, die Luft anzusaugen und allen Feuchtigkeitsgehalt zu entfernen, bevor sie in den Konservator gelangt.

Um Feuchtigkeit aus frischer Luft zu entfernen, wird Silikagel verwendet. Es füllt den Entlüfter vollständig aus und die Luft kann nur in den Konservator gelangen, nachdem sie das Silikagel passiert hat. Das Gel absorbiert die Feuchtigkeit vollständig und nur trockene Luft gelangt in den Transformator. Dies hilft, den Transformator vor jeglichem Rost und anderen Umweltschäden, die durch feuchte Luft verursacht werden, zu schützen.

Transformator-Explosionsventil

Im täglichen Betrieb von Transformatoren kann es zu Ereignissen kommen, die zu Fehlfunktionen von Transformatorbauteilen führen können. Diese Fehlfunktionen können zusätzliche Wärme erzeugen und das Transformatoröl zum Sieden bringen.

Dieses siedende Öl kann einen solchen Druck im Transformatorbehälter erzeugen, dass es explodieren kann. Um dies zu verhindern, wird ein kleines Sicherheitsloch an der Oberseite des Transformator-Konservators angebracht. Dieses Sicherheitsloch ermöglicht eine einfache Druckentlastung, indem es das siedende Öl erlaubt, den Transformator-Konservator zu verlassen. 

Dies ist normalerweise ein Einwegventil und Öl kann nur durch dieses Sicherheitsloch aus dem Konservator austreten, während nichts durch dieses Sicherheitsloch in den Konservator gelangen kann.

Transformator-Buchholz-Relais

Das Buchholz-Relais des Transformators ist ein Sicherheitsbauteil. Es überwacht die Gase, die im Inneren des Transformators aufgrund fehlerhafter Drähte der Transformatorwicklung entstehen könnten. Dieses Relais ist an dem Rohr installiert, das den Transformator-Konservator mit dem Transformatorbehälter verbindet.

Abzapfwechsler

Der Abgreifer ist ein wichtiger Teil des Transformators. Er wird verwendet, um die Anzahl der Wicklungen des Transformators zu erhöhen oder zu verringern und somit die Spannungsregulierung des Transformators zu steuern. 

Es gibt zwei Haupttypen von Abgreifern. Der eine ist ein unter-Last- Abgreifer, der die Anzahl der Wicklungen erhöhen oder verringern kann, ohne den Transformator vom Hauptnetz zu trennen.

Der andere ist ein no-load Abgreifwechsel,r der die Anzahl der Wicklungen nur ändern kann, wenn der Transformator vom Netz getrennt ist und keine Energie zum Transformator geliefert wird. 

Transformator-Anschlüsse

Die Transformatoranschlüsse sind die Verbindungspunkte eines Transformators. Es sind diese Punkte, von denen aus die Transformatorwicklungen, sowohl primär als auch sekundär, mit dem Netz und der lokalen Installation verbunden sind. 

Ein Ende dieser Anschlüsse ist mit der Transformatorwicklung verbunden und von außen nicht sichtbar. Das andere Ende dieser Anschlüsse ist leicht von außen sichtbar, oben am Transformator. Diese Anschlussenden sind speziell gestaltet, um die einfache und sichere Installation von elektrischen Schaltungen unter Verwendung der von Ihrer lokalen Netzstation kommenden Stromleitungen zu erleichtern.

Weitere Informationen: Leitfaden zu den Arten von Hochspannungsdurchführungen für aufgestellte Transformatoren

                        Leitfaden zu Arten von Niederspannungsbuchsen für padmontierte Transformatoren

Trockenbau-Transformator-Komponenten

Trockentransformatoren sind Transformatoren, die nicht auf Öl angewiesen sind oder Öl um ihre Wicklungen zur Kühlung und Isolation haben. Das Arbeitsprinzip dieser Transformatoren ist genau das gleiche wie bei herkömmlichen öltypischen Transformatoren, aber sie haben weniger Komponenten im Vergleich zu öltypischen Transformatoren.

Trockentransformatoren haben kein Öl, daher gibt es keine Notwendigkeit für ein Sicherheitsventil, Kühlrohre und Belüfter. Um diese Teile auszugleichen und eine notwendige Kühlung der Wicklung und des Kerns zu gewährleisten, haben Trockentransformatoren folgende Teile zusätzlich zu den Standardteilen eines Transformators.

Wicklungsisolierung

Die Wicklung öltypischer Transformatoren ist durch Öl isoliert und vor Feuchtigkeit geschützt. Dasselbe geschieht bei Trockentransformatoren mit Isoliermaterialien wie Epoxid- oder Polyesterlack.

Diese Chemikalien bilden bei Anwendung auf der Wicklung eine starke, hitzebeständige Materialschicht über der Wicklung. Diese Schicht isoliert die Wicklung vollständig von der äußeren Umgebung und schützt sie somit vor Feuchtigkeit. 

Kühlgebläse

Um Wärme abzuleiten, verwendet ein Standardtransformator Öl, während bei Trockentransformatoren ein Kühlventilator eingesetzt wird. Ventilatoren nehmen frische Luft von einer Seite des Transformatorbehälters auf und blasen sie mit Kraft auf die isolierte Wicklung.

Dies erzeugt ein Kraftkonvektionsphänomen des Wärmetransfers, das die Transformatorenwicklungen abkühlt. Da die Wicklungen isoliert sind, gibt es kein Problem mit der Feuchtigkeit in der Luft, die auf die Wicklung geblasen wird.

Fazit

Zusammenfassend arbeiten die Komponenten des Transformators in perfekter Harmonie, um Strom effektiv zu regulieren und zu liefern. Wichtige Teile des Transformators wie die Wicklung, der Kern, Isoliermaterialien und Öl spielen entscheidende Rollen, um einen reibungslosen Energiefluss zwischen dem Umspannwerk und Ihrem Zuhause sicherzustellen. 

Die Wicklung überträgt Spannung und Strom, der Kern liefert einen Magnetflussweg und das Öl hilft bei der Ableitung der während des Betriebs erzeugten Wärme. 

Zusätzliche Elemente wie der Transformatorbehälter, der Sicherheitsbehälter, Kühlrohre und der Abzapfer unterstützen die effiziente Funktionsweise weiter, während Sicherheitsmerkmale wie der Belüfter und das Sicherheitsventil Schäden verhindern. 

Jede Komponente ist entscheidend, um optimale Transformatorleistung und sichere Stromlieferung zu gewährleisten.

Was kommt als Nächstes

Wir hoffen, dass dieser Artikel wertvolle Einblicke darüber gegeben hat, wie die Komponenten eines Transformators zusammenarbeiten, um Strom zu regulieren und zu liefern. Bei DAELIM Transformer verpflichten wir uns, Ihre Anlaufstelle für alle Ihre transformatorbezogenen Bedürfnisse zu sein. 

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