Jak komponenty transformatora współdziałają, aby kontrolować i dostarczać energię elektryczną

Jak różne komponenty transformatora współdziałają w transformatorach olejowych

Uzwojenie transformatora

Uzwojenie transformatora to metalowy drut, który został nawinięty wielokrotnie i zebrany razem na części transformatora zwanej rdzeniem. Drut uzwojenia jest zazwyczaj wykonany z miedzi, aby zapewnić wysoką jakość transformatorów, ze względu na doskonałą przewodność elektryczną i plastyczność miedzi. Uzwojenie może być także wykonane z aluminium dla efektywności kosztowej, ale kosztem wydajności.

W transformatorze są dwa różne uzwojenia w Transformator elektryczny, uzwojenie pierwotne i uzwojenie wtórne. Uzwojenie pierwotne jest podłączone do lokalnego zasilania stacji sieciowej, a uzwojenie wtórne jest podłączone do zasilania domu lub fabryki.  

W transformatorach jednofazowych znajduje się jedno uzwojenie pierwotne i jedno uzwojenie wtórne. W transformatorach trójfazowych są trzy uzwojenia pierwotne i trzy uzwojenia wtórne. 

Główna funkcja uzwojenia transformatora polega na pobieraniu napięcia elektrycznego i prądu z lokalnej stacji energetycznej i transferowaniu ich do twojego domu w kontrolowany sposób. Winda kontroluje napięcie i prąd poprzez liczbę zwojów drutu na rdzeniu. Liczba zwojów jest kontrolowana przez przesuwnik.

W konfiguracji zwiększającej napięcie liczba zwojów uzwojenia pierwotnego jest mniejsza niż w uzwojeniu wtórnym. W konfiguracji zmniejszającej napięcie liczba zwojów uzwojenia pierwotnego jest większa niż w uzwojeniu wtórnym. 

W konfiguracji zwiększającej napięcie transformatory zwiększają przychodzące napięcie. W konfiguracji zmniejszającej napięcie obniżają przychodzące napięcie i dostarczają je do twojego domu. 

Rdzeń transformatora

Rdzeń transformatora to metalowa konstrukcja, na której nawijany jest drut uzwojenia transformatora i na której jest układany. Rdzeń transformatora jest wykonany z metalu miękkiego / metalu ferromagnetycznego, takiego jak stal krzemowa. Powodem, dla którego jest wykonany z metalu miękkiego, jest to, co robi rdzeń. 

Główną funkcją rdzenia jest zapewnienie łatwej drogi dla strumienia magnetycznego rozwijającego się w uzwojeniu. To pomaga w efektywnym połączeniu bezkontaktowym między uzwojeniem pierwotnym a uzwojeniem wtórnym.

Metal miękki zapewnia niskoporaźną drogę dla strumienia magnetycznego, pomagając zmniejszyć straty prądów wirowych. Utrzymuje on również strumień w obrębie obudowy transformatora. Uzwojenie pierwotne jest wykonane po jednej stronie rdzenia, podczas gdy uzwojenie wtórne jest wykonane dokładnie po przeciwnej stronie rdzenia, gdzie zostało wykonane uzwojenie pierwotne. 

Rdzeń transformatora jednofazowego jest prostszy w porównaniu do rdzenia transformatora trójfazowego. Rdzeń trójfazowy jest zaprojektowany w celu umożliwienia układania trzech różnych uzwojeń pierwotnych i trzech różnych uzwojeń wtórnych, dlatego jest bardziej skomplikowany niż rdzeń transformatora jednofazowego. 

Materiał izolacyjny

Ponieważ uzwojenie transformatora i rdzeń są oba wykonane z metalu, ich bezpośrednie połączenie spowoduje zwarcie całego transformatora. Aby temu zapobiec, stosuje się materiał izolacyjny taki jak specjalny papier lub tektura, aby ustanowić niekontaktowy montaż uzwojenia i rdzenia. 

Pomiędzy uzwojeniem a rdzeniem znajduje się materiał izolacyjny, aby uniknąć bezpośredniego połączenia. Na powierzchni uzwojenia znajduje się również kolejna warstwa materiału izolacyjnego. Ma to na celu uniknięcie niezamierzonych połączeń między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym lub jakąkolwiek inną częścią transformator mocy.. 

Wszystkie inne połączenia są również izolowane przez użycie izolowanych przewodów do połączeń lub przez zastosowanie specjalnych izolacji. Robi się to, aby zapobiec zwarciom w komponentach transformatora oraz dla bezpiecznej kontroli i transferu energii elektrycznej.

Olej transformatorowy

Mechanizm działania transformatora polega na tym, że generuje on dużo ciepła odpadowego. Regulacja prądu elektrycznego i napięcia na uzwojeniu pierwotnym i wtórnym jest główną przyczyną tego ciepła. To ciepło odpadowe jest na tyle duże, że może uszkodzić jakiekolwiek lub wszystkie komponenty, które nie są przed nim chronione. 

Aby chronić komponenty oraz przekazywać i odprowadzać ciepło z uzwojenia do otaczającego środowiska, transformatory wykorzystują olej.. Jest również nazywany cieczą chłodzącą, a w niektórych przypadkach smarem. Olej ma wysoki współczynnik przewodnictwa cieplnego. Dzięki temu bardzo łatwo i szybko pochłania ciepło z uzwojenia i transferuje je do korpusu transformatora. Korpus następnie promieniuje to ciepło w otaczającą atmosferę. 

Zbiornik transformatora

Wszystkie ważne części transformatora, takie jak uzwojenie i rdzeń, są umieszczone wewnątrz zabezpieczonego zbiornika, zwanego zbiornikiem transformatora. Zbiornik zazwyczaj wykonany jest z wysokiej jakości stali, która jest poddawana obróbce powierzchniowej w celu zwiększenia odporności na korozję i inne czynniki środowiskowe. Głównym celem tego zbiornika jest uszczelnienie i izolacja komponentów transformatora od otoczenia zewnętrznego. 

Zbiornik nie tylko izoluje uzwojenie i rdzeń, ale także zapewnia przestrzeń i działa jak miska dla oleju transformatorowego. Zbiornik działa również jako podstawowe podłoże dla wszystkich innych transformator elektryczny części, takich jak konserwator, rury chłodzące i odpowietrzniki.

Rury chłodzące

Jak już wspomniano, zasada działania transformatora wytwarza dużo ciepła. Olej transformatorowy odpowiada za usuwanie tego ciepła z uzwojenia i przekazywanie go do atmosfery zewnętrznej. Teraz, jeśli ciepło generowane przez transformator ma taką intensywność, że olej nie jest w stanie efektywnie go usunąć. 

Wtedy do obudowy transformatora dodawana jest cecha konstrukcyjna zwana rurami chłodzącymi. Są to puste rury zintegrowane z zbiornikiem transformatora. Olej w zbiorniku jest przesuwany przez te rury za pomocą pompy. 

Te rury zapewniają większą powierzchnię do wymiany ciepła z oleju na ciało rury, a następnie z ciała rury na otaczającą atmosferę. Dzięki czemu olej może szybko i efektywnie przenosić ciepło z uzwojenia do atmosfery zewnętrznej.

Zbiornik transformatora

Olej transformatorowy, jak każdy inny materiał na ziemi, rozszerza się pod wpływem ciepła i kurczy po schłodzeniu. W miarę jak obciążenie na uzwojeniu transformatora wzrasta, generują one więcej ciepła. W rezultacie olej nagrzewa się bardziej niż zwykle i rozszerza. 

Aby kontrolować to rozszerzanie i kurczenie się oleju oraz zapewnić olejowi wystarczającą przestrzeń do ruchu, używa się specjalnego zbiornika nazwanego konserwatorem. Jest to cylindryczny zbiornik przymocowany do głównego zbiornika transformatora za pomocą rury. 

Konserwator jest utrzymywany w połowie pusty, aby skompensować dopływ oleju. Konserwator jest zamontowany na głównym zbiorniku w taki sposób, aby utrzymać główny zbiornik pełen oleju. To sprawia, że system jest bezpieczny i umożliwia transformatorowi właściwą dyspersję ciepła. 

Odpowietrznik transformatora

W transformatorze, kiedy olej rozszerza się z powodu ciepła, wypycha powietrze znajdujące się w konserwatorze na zewnątrz. Podobnie, kiedy się schładza, wciąga powietrze, gdy wraca z konserwatora do głównego zbiornika.

Odpowietrznik transformatora to specjalnie zaprojektowany wlot powietrza dla transformatorów. Jest on przymocowany do konserwatora transformatora i jest to jedyne miejsce, z którego powietrze może wejść do transformatora. Główną funkcją odpowietrznika transformatora jest przyjmowanie powietrza i usuwanie całej jego wilgoci przed dopuszczeniem go do konserwatora.

Aby usunąć wilgoć z świeżego powietrza, stosuje się żel krzemionkowy. Całkowicie wypełnia on odpowietrznik, a powietrze może wejść do konserwatora tylko po przejściu przez żel krzemionkowy. Żel całkowicie pochłania wilgoć, a do transformatora dostaje się tylko suche powietrze. Pomaga to zapobiegać jakimkolwiek rodzajom rdzy i innym uszkodzeniom środowiskowym spowodowanym przez wilgotne powietrze.

Zawór bezpieczeństwa transformatora

Podczas codziennej pracy transformatorów mogą wystąpić zdarzenia, które mogą prowadzić do niesprawności komponentów transformatora. Ta niesprawność może generować dodatkowe ciepło i może sprawić, że olej transformatorowy zacznie wrzeć.

Wrzący olej może wytworzyć takie ciśnienie wewnątrz zbiornika transformatora, że może on eksplodować. Aby temu zapobiec, na górze konserwatora transformatora wykonuje się mały otwór bezpieczeństwa. Ten otwór bezpieczeństwa umożliwia łatwe uwolnienie ciśnienia, pozwalając wrzącemu olejowi wydostać się z konserwatora transformatora. 

Zazwyczaj jest to zawór jednokierunkowy, przez który olej może tylko wydostać się z konserwatora, a nic nie może wejść do konserwatora przez ten otwór bezpieczeństwa.

Przekaźnik Buchholza transformatora

Przekaźnik buchholza transformatora to element bezpieczeństwa. Monitoruje on gazy, które mogą być wytwarzane wewnątrz transformatora z powodu niesprawnych przewodów uzwojenia transformatora. Ten przekaźnik jest zainstalowany na rurze łączącej konserwator transformatora i zbiornik transformatora.

Zmiennik przełączany

Zmiennik odczepów jest ważną częścią transformatora. Służy do zwiększania lub zmniejszania liczby zwojów uzwojenia transformatora, a tym samym kontrolowania regulacji napięcia transformatora. 

Istnieją dwa główne typy zmienników odczepów. Jeden z nich to podczasładowania zmieniacz biegów który może zwiększyć lub zmniejszyć liczbę zwojów uzwojenia bez odłączania transformatora od głównej stacji sieciowej.

Drugi to no-load zmiana odczepówr która może zmieniać liczbę zwojów uzwojenia tylko wtedy, gdy transformator jest odłączony od stacji sieciowej i nie dostarczana jest moc do transformatora. 

Złącza transformatora

Terminale transformatora są punktami łączenia transformatora. To właśnie te punkty, z których uzwojenia transformatora, zarówno pierwotne, jak i wtórne, są podłączone do stacji sieciowej oraz lokalnej instalacji. 

Jeden koniec tych terminali jest podłączony do uzwojenia transformatora i nie jest widoczny z zewnątrz. Drugi koniec tych terminali jest łatwo widoczny na zewnątrz, na górze transformatora. Te końce terminali są specjalnie zaprojektowane, aby ułatwić łatwą i bezpieczną instalację obwodów elektrycznych przy użyciu linii zasilających pochodzących z lokalnej stacji sieciowej.

Czytanie więcej: Przewodnik po typach izolatorów wysokiego napięcia dla transformatorów umieszczonych na podzielonym podłożu

                        Przewodnik po typach izolatorów niskiego napięcia dla transformatorów umieszczonych na podzielonym podłożu

Komponenty transformatora typu suchego

Transformatory suche to transformatory, które nie polegają lub nie mają oleju otaczającego ich uzwojenia do chłodzenia i izolacji. Zasada działania tych transformatorów jest dokładnie taka sama jak w standardowych transformatorach olejowych, ale mają one mniej komponentów w porównaniu do transformatorów olejowych.

Transformator suchy nie ma oleju, więc nie ma potrzeby stosowania wentylu przeciwwybuchowego konserwatora, rur chłodzących i odpowietrzników. Aby zrekompensować te części i zapewnić konieczne chłodzenie uzwojeń i rdzenia, transformatory suche mają następujące części oprócz standardowych części transformatora.

Izolacja uzwojenia

Uzwojenie transformatorów olejowych jest izolowane i chronione przed wilgocią przy użyciu oleju. To samo w transformatorach suchych jest realizowane przy użyciu materiałów izolacyjnych, takich jak żywica epoksydowa lub lakier poliestrowy.

Te chemikalia, gdy są stosowane na uzwojeniu, tworzą mocną warstwę materiału odporną na wysoką temperaturę nad uzwojeniem. Ta warstwa całkowicie izoluje uzwojenie od zewnętrznego środowiska, chroniąc je w ten sposób przed wilgocią. 

Wentylator chłodzący

Aby usunąć ciepło, standardowy transformator używa oleju, ale w transformatorach suchych stosowany jest wentylator chłodzący. Wentylatory pobierają świeże powietrze z jednej strony zbiornika transformatora i dmuchają je na izolowane uzwojenie z siłą.

To powoduje zjawisko konwekcji wymuszonej transferu ciepła, które z kolei chłodzi uzwojenie transformatora. Ponieważ uzwojenia są izolowane, nie ma problemu z wilgocią w powietrzu dmuchanym na uzwojenie.

Wnioski

W konkluzji, komponenty transformatora działają w doskonałej harmonii, aby efektywnie regulować i dostarczać energię elektryczną do Twojego domu. Kluczowe części transformatora, takie jak uzwojenie, rdzeń, materiały izolacyjne i olej, odgrywają istotne role w zapewnieniu płynnego transferu energii między stacją energetyczną a Twoim domem. 

Uzwojenie przenosi napięcie i prąd, rdzeń zapewnia drogę dla strumienia magnetycznego, a olej pomaga w rozpraszaniu ciepła generowanego w trakcie pracy. 

Dodatkowe elementy takie jak zbiornik transformatora, konserwator, rury chłodzące i zmieniacz odczepów dodatkowo wspierają efektywne działanie, podczas gdy funkcje bezpieczeństwa, takie jak zawór oddechowy i wentyl zapobiegający wybuchom, chronią przed uszkodzeniami. 

Każdy komponent jest integralny dla zapewnienia optymalnej wydajności transformatora i bezpiecznej dostawy energii elektrycznej.

Co dalej

Mamy nadzieję, że ten artykuł dostarczył cennych informacji na temat tego, jak komponenty transformatora współpracują ze sobą, aby regulować i dostarczać energię elektryczną. W DAELIM Transformer zobowiązujemy się być Twoim preferowanym źródłem dla wszystkich Twoich potrzeb związanych z transformatorami. 

Niezależnie od tego, czy chcesz zwiększyć swoją wiedzę o transformatorach, czy potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego produktu, nasz zespół jest tutaj, aby pomóc. 

Z szeroką gamą transformatorów dostępnych do szybkiej dostawy, możemy zaspokoić specyficzne wymagania Twojego projektu. Skontaktuj się z nami Dziś skontaktuj się z jednym z naszych ekspertów i przeszukaj więcej artykułów, aby pogłębić swoją wiedzę na temat systemów transformatorowych.