Transformator transformatorów elektrycznych to, co widzisz, może wyglądać prosto, ale każdy jego element jest bardzo starannie zaprojektowany. Każda część została zaprojektowana po rozwiązaniu kilku skomplikowanych matematycznych wzorów, aby umożliwić obliczoną regulację elektryczności dla Ciebie.
Jeśli transformatorach elektrycznych są zaprojektowane z tą złożonością, to co znajduje się wewnątrz transformatora? Jak wygląda każda część transformatora i co się dzieje wewnątrz transformatora?
Zaprojektowaliśmy ten artykuł specjalnie dla tych, którzy chcą zrozumieć, co znajduje się wewnątrz transformatora. Przeczytaj go w całości i zobacz, ile możesz zyskać na tym temacie.
Co znajduje się wewnątrz transformatora
Wewnątrz Twojego transformatora znajdują się trzy główne części, które wykonują wszystkie istotne zadania. Spośród tych trzech, dwie są kluczowymi częściami, które współpracują w celu regulacji elektryczności dla Ciebie. Trzecia część wspiera pracę trzech części razem. Trzy części transformatora, które działają wewnątrz transformatora, to:
Rdzeń transformatora
Kiedy zajrzysz do wnętrza transformatora, zobaczysz metalową strukturę wykonaną z cienkich, laminowanych arkuszy, znajdującą się dokładnie w centrum transformatora. To rdzeń transformatora. Rdzeń jest głównie pokryty uzwojeniem transformatora, ale widać znaczną część rdzenia, gdy zaglądasz do wnętrza transformatora.
To, co zobaczysz, to rdzeniowy transformator typu rdzeń, gdzie widzisz dużą pustą prostokątną część. Pusty prostokątny rdzeń będzie miał uzwojenie transformatora pierwotnego na jednym końcu i uzwojenie transformatora wtórnego na przeciwnym końcu. Będziesz mógł zobaczyć tylko górną część rdzenia, ponieważ uzwojenie pokrywa całą lewą i prawą stronę rdzenia.
Jeśli transformator, który obserwujesz, ma rdzeń typu obudowa, zobaczysz dużą prostokątną część z dwoma pustymi prostokątnymi sekcjami wewnątrz. Jedna pusta sekcja będzie miała uzwojenie transformatora pierwotnego, a druga sekcja będzie miała uzwojenie transformatora wtórnego. Będziesz mógł zobaczyć dużą część rdzenia transformatora i małą część uzwojenia, ponieważ większość uzwojenia będzie wewnątrz pustej sekcji rdzenia.
Jeśli weźmiesz jakikolwiek typ rdzenia transformatora i spróbujesz go rozłożyć, zobaczysz, że rdzeń transformatora jest wykonany z kilku laminowanych, zimno walcowanych arkuszy stali połączonych w jedną całość. Górne i dolne sekcje rdzenia nazywane są jarzmami, a to są elementy, które widzisz, gdy zaglądasz do wnętrza transformatora. Lewa i prawa strona rdzenia nazywane są kończynami, i to tutaj wykonuje się uzwojenie.
Uzwojenia transformatora
Kiedy zaglądasz do transformatora, najbardziej oczywistą rzeczą, którą widzisz, jest uzwojenia transformatora. To dlatego, że jest to największa i najbardziej wyrazista część transformatora. To, co widzisz, to miedziany lub aluminiowy drut nawinięty wokół metalowej części zwanej rdzeniem transformatora.
W każdym transformatorze będą dwa uzwojenia transformatora: uzwojenie transformatora pierwotnego i uzwojenie transformatora wtórnego. Możesz zgadnąć, które z nich jest pierwotne uzwojenia transformatora a które wtórne uzwojenia transformatora.
Jeśli patrzysz na transformator podnoszący napięcie, uzwojenie transformatora wtórnego będzie większe, masywniejsze i cięższe niż uzwojenie transformatora pierwotnego. W przeciwnym razie, jeśli patrzysz na transformator obniżający napięcie, uzwojenie pierwotne będzie większe, masywniejsze i cięższe niż wtórne. uzwojenia transformatora.
W zależności od rodzaju rdzenia transformatora, możesz zobaczyć koncentryczne uzwojenie transformatora dla rdzeniowego rdzenia transformatora lub możesz zobaczyć uzwojenie kanapkowe wykonane na rdzeniu typu obudowa. Możesz również zaobserwować siedem różnych typów uzwojenia transformatora style wykonane na dowolnym rodzaju rdzenia transformatora.
Twój transformator może mieć
- Cylindryczne uzwojenia transformatora
- Uzwojenia transformatora w kształcie dysku
- Uzwojenia transformatora w kształcie folii
- Uzwojenia helikalne lub w kształcie spirali
- Wielowarstwowe helikalne uzwojenia transformatora
- Uzwojenie dyskowe i ciągłe uzwojenie dyskowe
- Uzwojenia transformatora typu crossover
Jeśli transformator ma cylindryczne uzwojenie, możesz zobaczyć prostokątne paski aluminiowe owinięte wokół rdzenia w sposób, który nadaje cylindryczny wygląd wokół rdzenia transformatora. Miedź może być również używana w postaci drutów. Drut jest owinięty wokół rdzenia transformatora, a materiał izolacyjny pokrywa całe uzwojenie.
W uzwojeniu w kształcie folii zobaczysz bardzo cienkie paski miedzi lub aluminium pokryte materiałem izolacyjnym owinięte wokół rdzenia. Możesz zobaczyć pojedynczy arkusz owinięty wielokrotnie lub pojedynczy arkusz owinięty mniej razy. Uzwojenie transformatora w kształcie dysku wykonuje się poprzez owinięcie drutu miedzianego, aby uformować kształt dysku, a następnie ułożenie kilku dysków, aby stworzyć kompletne uzwojenie. Dyski są oddzielone używając separatorów, a każdy dysk ma swoją własną izolację.
Helikalne lub spiralne uzwojenie transformatora składa się z kilku cylindrycznych uzwojeń, które są owinięte wokół rdzenia transformatora i są połączone ze sobą w sposób, który tworzy helisę lub spiralę. Podobnie, wielowarstwowe helikalne uzwojenie transformatora składa się z wielu warstw cylindrycznych uzwojeń. Mają co najmniej jedną wewnętrzną i jedną zewnętrzną warstw materiału przewodzącego owiniętego wokół rdzenia transformatora.
Variacje w strukturze wewnętrznej w zależności od typów transformatorów
Transformatory olejowe
Jeśli spojrzysz do środka transformator olejowy., to pierwszą rzeczą, którą zobaczysz, jest płyn obecny w zbiorniku transformatora. Jeśli się nad tym zastanowisz, co to za ciecz wewnątrz transformatora? W transformatorach olejowych rdzeń, uzwojenie i izolacja są zanurzone w oleju, który działa jako medium izolacyjne i przewodzące ciepło.
Rdzeń transformatora, uzwojenie i izolacja są umieszczone wewnątrz zbiornika transformatora, a następnie zbiornik ten jest wypełniony olejem transformatorowym. Zbiornik wypełnia się do pełna, a nie będziesz w stanie zobaczyć uzwojenia i rdzenia bezpośrednio. Będziesz mógł zaobserwować rdzeń i uzwojenie transformatora po usunięciu oleju.
Olej w transformatorze pomaga również w chłodzeniu, a w zależności od typu transformatora typ systemu chłodzenia może się różnić. Istnieje pięć różnych systemów chłodzenia, które możesz zobaczyć w transformatorach olejowych:
- Olej naturalny, powietrze naturalne
- Olej naturalny, powietrze wymuszone
- Olej wymuszony, powietrze naturalne
- Olej wymuszony, powietrze wymuszone
- Wymuszona woda na oleju
W naturalnych systemach chłodzenia powietrza na oleju nie zobaczysz żadnego dedykowanego systemu do usuwania ciepła odpadowego. Całe ciepło odpadowe jest usuwane przy użyciu naturalnych metod wymiany ciepła przez konwekcję. W systemie na oleju z wymuszonym powietrzem zobaczysz elektryczny wentylator chłodzący, który wymusza powietrze na żeberkach transformatora. Zwiększa to szybkość chłodzenia transformatora.
W naturalnym systemie powietrza na oleju zobaczysz elektryczną pompę olejową wewnątrz transformatora. Ta pompa wymusza krążenie oleju wewnątrz transformatora i zwiększa tempo usuwania ciepła.
W systemie na oleju z wymuszonym powietrzem zobaczysz zarówno wentylator chłodzący dla powietrza, jak i pompę olejową dla oleju. Oba elementy działają na zwiększenie szybkości chłodzenia transformatora. W niektórych wysokich transformator mocy., zobaczysz mechanizm wymuszony olejem połączony z specjalnie zaprojektowanym wymiennikiem ciepła, w którym woda jest używana do chłodzenia gorącego oleju pochodzącego z uzwojenia transformatora.
Transformatory suchego typu
Możesz się zastanawiać, jak wygląda wnętrze transformatora w suchym transformatorze. Jeśli zajrzysz do środka transformator suchy, nie zobaczysz uzwojenia transformatora, rdzenia i materiału izolacyjnego. Jest to spowodowane tym, że w suchych transformatorach uzwojenie transformatora, rdzeń transformatora i materiał izolacyjny są najpierw zanurzone w żywicy, a następnie utwardzane, co utwardza żywicę. To przekształca żywicę w izolacyjną powłokę wokół nich.
Możesz lub nie zobaczyć wentylatora chłodzącego wewnątrz transformatora typu suchego. Wentylator chłodzący działa, aby utrzymać transformer w chłodzie podczas pracy. Wentylator jest odpowiedzialny za dmuchanie chłodnego powietrza na pokryte żywicą uzwojenie transformatora. Dzieje się tak, aby usunąć ciepło odpadowe wytwarzane podczas procesu regulacji energii elektrycznej.
W małych suchych transformatorach nie zobaczysz żadnego wentylatora chłodzącego. Te transformatory chłodzą uzwojenie poprzez proces naturalnej konwekcji.
Czytaj więcej:Suchy transformator: Najczęściej zadawane pytania – Daelim
Co znajduje się wewnątrz transformatorów mocy
Transformatory mocy są duże i ciężkie. Te transformatory są zaprojektowane i rozwijane dla elektrowni energetycznych. Jeśli więc zajrzysz do wnętrza transformatora mocy, zobaczysz duże uzwojenia transformatora zanurzone w setkach litrów oleju.
Ponieważ większość transformatorów mocy to transformatory typu podwyższającego. Zauważysz, że ich uzwojenie pierwotne jest zawsze mniejsze niż uzwojenie wtórne. Rodzaj uzwojenia, który zauważysz, zależy od mocy, napięcia i pojemności transformatora.
Jeśli zajrzysz do transformatora mocy o mocy między 150 kVA a 30 MVA, możesz zobaczyć uzwojenie typu helikalnego. Te transformatory mają napięcia znamionowe między 400 a 11 kV, ale czasami są używane do napięcia do 33 kV. Aby wspierać napięcia powyżej 11 kV, zazwyczaj od 33 kV do około 110 kV, w zasilnikach transformatorowych używa się wielowarstwowego uzwojenia helikalnego.
Ponieważ wszystkie transformatory mocy zostały zaprojektowane do obsługi wysokiej mocy elektrycznej w elektrowniach, produkują również dużo ciepła odpadowego. To ciepło odpadowe musi być usuwane z transformerów w jak najefektywniejszy sposób.
Jeśli więc zajrzysz do transformatora mocy, możesz znaleźć całkowicie dedykowany mechanizm usuwania ciepła. Mechanizm ten może wykorzystywać układy chłodzenia transformatorów, w których zastosowano olej z przymusowym powietrzem lub wodą.
Transformatory rozdzielcze
Transformator rozdzielczy są małe w porównaniu do transformatorów mocy. Możesz zobaczyć transformatory dystrybucyjne wokół siebie. Są one zainstalowane na słupach i na małych platformach skonstruowanych na ziemi. Jeśli zajrzysz do tych transformatorów, możesz zobaczyć różne części w zależności od rodzaju, rozmiaru i pojemności transformatora dystrybucyjnego.
Jeśli zaglądasz do transformatora, który zazwyczaj jest mały i zainstalowany na słupach, możesz się zastanawiać, co jest w środku transformatora na słupie telefonicznym. Istnieje bardzo duża szansa, że zobaczysz uzwojenie typu dyskowego zanurzone w oleju.
Te małe transformatory mogą być również transformatorami typu suchym, gdzie możesz zobaczyć uzwojenie zamknięte w żywicy. Nie zobaczysz żadnego dedykowanego mechanizmu chłodzenia, ponieważ te transformatory korzystają tylko z naturalnych mechanizmów konwekcji do celów chłodzenia.
Jeśli zaglądasz do transformatora, który jest średniej wielkości transformatorem dystrybucyjnym, ponownie zobaczysz uzwojenie transformatora zanurzone w oleju, z przymusowym lub bez przymusowego mechanizmu chłodzenia. Te średniej wielkości transformatory mogą również używać suchych transformatorów z dedykowanym mechanizmem chłodzenia.
Jeśli zahlądasz do transformatora, który jest dużym transformatorem dystrybucyjnym, zobaczysz duże uzwojenie transformatora zanurzone w setkach litrów oleju z dedykowanym przymusowym mechanizmem chłodzenia.
Wnioski
Każdy komponent transformatora, od jego rdzenia po uzwojenia i mechanizmy chłodzenia, jest specjalnie zaprojektowany, aby zapewnić optymalną wydajność. Wszystkie części współpracują ze sobą, aby regulować i dostarczać energię elektryczną w sposób efektywny. Części, które zobaczysz wewnątrz transformatora, zależą w dużej mierze od rodzaju, rozmiaru, pojemności i mocy transformatora. Zgłębiając wewnętrzne działanie transformatorów, możesz uzyskać głębsze zrozumienie tych urządzeń.
Kontynuacja
Transformery to naprawdę proste urządzenia elektryczne, ale to, co znajduje się wewnątrz transformatora, czyni je interesującymi i złożonymi. Wewnątrz transformatora znajduje się rdzeń, uzwojenie, izolacja oraz mechanizm chłodzący. Wszystkie części muszą być produkowane zgodnie z najwyższymi standardami dla wysokiej wydajności.
W firmie Daelim przestrzegamy wszystkich krajowych i międzynarodowych standardów produkcji i bezpieczeństwa transformatorów, w tym, ale nie ograniczając się do ANSI, IEEE, CSA, AS, GOST, IEC, UE i DIN/VDE. Posiadamy w pełni funkcjonalne centra dystrybucji i obiekty oraz silną bazę klientów w USA, Europie, Kanadzie, Australii oraz w innych miejscach na całym świecie.
Jeśli masz jakieś zapytanie dotyczące uzwojenia transformatorów, po prostu Skontaktuj się z nami a my poprowadzimy Cię przez ten proces.
English
Polish
German