Dispozitivul și principiul de funcționare a transformatoarelor de putere

O unitate electrică cu două, trei sau mai multe înfășurări este instalată static în rețeaua electrică. Transformatorul de putere modifică tensiunea și curentul alternativ fără abateri de frecvență. Convertorul utilizat în sursele de alimentare secundare se numește dispozitiv de reducere. Structurile step-up cresc tensiunea, sunt utilizate în liniile electrice de înaltă tensiune cu putere mare, debit și capacitate.

Zona de aplicare

Setul de instalații destinate producerii de energie electrică include transformatoare de putere. Centralele electrice folosesc energia unui atom, combustibil organic, solid sau lichid, funcționează cu gaz sau folosesc puterea unui curent de apă, dar convertoarele de ieșire ale stației sunt necesare pentru funcționarea normală a liniilor de consum și de producție.

Unitățile sunt instalate în rețele de unități industriale, întreprinderi rurale, complexe de apărare, dezvoltări de petrol și gaze. Scopul direct al unui transformator de putere - scăderea și creșterea tensiunii și a curentului - este utilizat pentru operarea transportului, locuințelor, infrastructurii de vânzare cu amănuntul, instalațiilor de distribuție în rețea.

Principalele părți și sisteme

Tensiunea de alimentare și sarcina sunt aplicate intrărilor, care sunt situate pe blocul de borne interior sau exterior. Contactul se fixează cu șuruburi sau conectori speciali. În unitățile de ulei, orificiile de admisie sunt dispuse în exterior pe părțile laterale ale rezervorului sau pe capacul carcasei detașabile.

Transmisia de la înfășurările interne se duce la amortizoare flexibile sau știfturi filetate din metale neferoase. Transformatoarele de putere și carcasele lor sunt izolate de știfturi cu un strat de porțelan sau plastic. Golurile sunt eliminate prin garnituri realizate dintr-un material rezistent la uleiuri si fluide sintetice.

Răcitoarele reduc temperatura uleiului din zona superioară a rezervorului și o transferă în stratul lateral inferior. Dispozitivul de răcire al transformatorului de ulei de putere este reprezentat de:

• un circuit extern care elimină căldura din purtător;
• ulei de încălzire în circuitul intern.

Racitoarele sunt de diferite tipuri:

• radiatoare - un set de canale plate cu sudare la capăt, amplasate în plăci pentru comunicarea între colectorii inferior și superior;
• rezervoare ondulate - plasate în unități de putere mică și medie, sunt atât un recipient pentru scăderea temperaturii, cât și un rezervor de lucru cu suprafața pliată a pereților și o cutie de fund;
• ventilatoare - sunt echipate cu module transformatoare mari pentru răcirea forțată a fluxului;
• schimbatoare de caldura – folosite in unitati mari pentru deplasarea fluidelor sintetice cu ajutorul unei pompe, deoareceorganizarea circulației naturale necesită mult spațiu;
• instalatii apa-ulei - schimbatoare de caldura tubulare conform tehnologiei clasice;
• pompele de circulație sunt modele ermetice cu scufundarea completă a motorului în absența garniturii cutiei de presa.

Echipamentele pentru transformarea tensiunii sunt furnizate cu dispozitive de control pentru modificarea numărului de spire de lucru. Tensiunea de pe înfășurarea secundară se modifică folosind comutatorul pentru numărul de bobine sau se setează prin șuruburi la alegerea locației jumperilor. Așa sunt conectate cablurile unui transformator împământat sau deconectat. Modulele de reglare convertesc tensiunea în intervale mici.

În funcție de condiții, comutatoarele pentru numărul de spirale sunt împărțite în tipuri:

• dispozitive care funcționează când sarcina este oprită;
• elemente care funcționează atunci când înfășurarea secundară este scurtcircuitată la rezistență.

Atașament

Releul de gaz este situat în tubul de legătură dintre rezervorul de expansiune și rezervorul de lucru. Dispozitivul previne descompunerea substanțelor organice izolante, uleiurilor în timpul supraîncălzirii și deteriorarea minoră a sistemului. Dispozitivul reacționează la formarea de gaz în caz de defecțiuni, dă un semnal de alarmă sau oprește complet sistemul în cazul unui scurtcircuit sau al unei scăderi periculoase a nivelului lichidului.

Termocuplurile sunt plasate în partea de sus a rezervorului în buzunare pentru a măsura temperatura. Ei lucrează pe principiul calculului matematic pentru a identifica partea cea mai încălzită a unității. Senzorii moderni se bazează pe tehnologia cu fibră optică.

Unitatea de regenerare continuă este folosită pentru a reface și purifica uleiul. Ca urmare a muncii, se formează zgură în masă, aerul intră în ea.Dispozitivele de regenerare sunt de două tipuri:

• module termosifoane, folosind mișcarea naturală a straturilor încălzite în sus și trecând prin filtru, coborârea ulterioară a fluxurilor răcite până la fundul rezervorului;
• Unitățile de calitate a adsorbției pompează forțat masa prin filtre cu o pompă, sunt amplasate separat pe fundație și sunt utilizate în circuitele convertoarelor mari.

Modulele de protecție a uleiului sunt un vas de expansiune de tip deschis. Aerul de deasupra suprafeței masei este trecut prin desicanti cu silicagel. Adsorbantul la umiditate maximă devine roz, ceea ce servește drept semnal pentru înlocuirea lui.

O etanșare de ulei este instalată în partea de sus a expandatorului. Acesta este un dispozitiv pentru reducerea umidității aerului, care funcționează pe ulei uscat de transformator. Modulul este conectat la rezervorul de expansiune cu o conductă. În partea de sus, un container este sudat cu separare internă sub formă de mai mulți pereți sub formă de labirint. Aerul este trecut prin ulei, degajă umezeală, apoi este curățat cu silicagel și intră în expander.

Dispozitive de control

Dispozitivul de reducere a presiunii previne o creștere a presiunii de urgență din cauza unui scurtcircuit sau a descompunerii puternice a uleiului și este prevăzut în proiectarea unităților puternice în conformitate cu GOST 11677-1975. Dispozitivul este realizat sub forma unei conducte de refulare, situată în unghi față de capacul transformatorului. La sfârșit se află o membrană etanșă care se poate desface instantaneu și lasă evacuarea să treacă.

În plus, în transformator sunt instalate și alte module:

1. Senzorii de nivel de ulei din rezervor, echipați cu cadran sau realizati sub forma unui tub de sticlă din recipiente comunicante, sunt plasați la capătul expandorului.
2. Transformatoarele încorporate sunt dispuse în interiorul unității sau lângă manșonul de împământare pe partea izolatoarelor de trecere sau pe barele de joasă tensiune. În acest caz, nu este nevoie de un număr mare de convertoare individuale într-o substație cu izolație interioară și exterioară.
3. Detectorul de impurități și gaze combustibile detectează hidrogenul din masa de ulei și îl stoarce prin membrană. Dispozitivul indică gradul inițial de formare a gazului înainte ca amestecul concentrat să provoace funcționarea releului de comandă.
4. Debitmetrul monitorizează pierderile de ulei în substații care funcționează pe principiul reducerii forțate a temperaturii. Aparatul măsoară diferența de cap și determină presiunea pe ambele părți ale obstacolului în flux. În unitățile răcite cu apă, debitmetrele citesc consumul de umiditate. Elementele sunt echipate cu alarma in caz de accident si cadran pentru determinarea indicatoarelor.

Principiul de funcționare și moduri de funcționare

Un transformator simplu este echipat cu un miez de permalloy, ferită și două înfășurări. Circuitul magnetic include un set de bandă, placă sau elemente turnate. Mișcă fluxul magnetic care apare sub acțiunea electricității. Principiul de funcționare al unui transformator de putere este de a converti indicatorii de curent și tensiune prin inducție, în timp ce frecvența și forma graficului mișcării particulelor încărcate rămân constante.

La transformatoarele step-up, circuitul asigură o tensiune crescută pe înfășurarea secundară în comparație cu bobina primară. În unitățile step-down, tensiunea de intrare este mai mare decât cea de ieșire. Miezul cu spire spiralate este amplasat într-un recipient cu ulei.

Când curentul alternativ este pornit, pe spirala primară se formează un câmp magnetic alternativ. Se închide pe miez și afectează circuitul secundar. Este generată o forță electromotoare care este transmisă sarcinilor conectate la ieșirea transformatorului. Stația funcționează în trei moduri:

1. Funcția de mers în gol se caracterizează prin starea deschisă a bobinei secundare și absența curentului în interiorul înfășurărilor. În bobina primară circulă energie electrică fără sarcină, care reprezintă 2-5% din valoarea nominală.
2. Lucrările sub sarcină au loc cu conectarea energiei electrice și a consumatorilor. Transformatoarele de putere arată energie în două înfășurări, lucrul în astfel de reglementări este obișnuit pentru unitate.
3. Un scurtcircuit în care rezistența de pe bobina secundară rămâne singura sarcină. Modul vă permite să identificați pierderile pentru încălzirea înfășurărilor miezului.

Modul inactiv

Electricitatea din bobina primară este egală cu valoarea curentului de magnetizare alternativ, curentul secundar prezintă valori zero. Forța electromotoare a bobinei inițiale în cazul unui vârf feromagnetic înlocuiește complet tensiunea sursei, nu există curenți de sarcină. Funcționarea în gol detectează pierderile instantanee la pornire și curenții turbionari, determină compensarea puterii reactive pentru a menține tensiunea de ieșire necesară.

Într-o unitate fără conductor feromagnetic, nu există pierderi din cauza modificării câmpului magnetic. Curentul fără sarcină este proporțional cu rezistența înfășurării primare. Capacitatea de a rezista la trecerea electronilor încărcați este transformată prin modificarea frecvenței curentului și a mărimii inducției.

Funcționare în scurtcircuit

O tensiune alternativă mică este aplicată bobinei primare, ieșirile bobinei secundare sunt scurtcircuitate.Indicatorii de tensiune de intrare sunt selectați astfel încât curentul de scurtcircuit să corespundă valorii calculate sau nominale a unității. Mărimea tensiunii de scurtcircuit determină pierderile în bobinele transformatorului și costul rezistenței materialului conductorului. O parte din curentul continuu învinge rezistența și este transformată în energie termică, miezul este încălzit.

Tensiunea de scurtcircuit este calculată ca procent din valoarea nominală. Parametrul obținut în timpul funcționării în acest mod este o caracteristică importantă a unității. Înmulțirea acestuia cu curentul de scurtcircuit dă pierderea de putere.

Modul de lucru

Când o sarcină este conectată în circuitul secundar, particulele se mișcă, provocând un flux magnetic în conductor. Este direcționat departe de fluxul produs de bobina primară. În înfășurarea primară, există un dezacord între forța electromotoare a inducției și sursa de putere. Curentul din spirala inițială crește până în momentul în care câmpul magnetic nu își capătă valoarea inițială.

Fluxul magnetic al vectorului de inducție caracterizează trecerea câmpului prin suprafața selectată și este determinat de integrala de timp a indicelui forței instantanee din bobina primară. Exponentul este defazat cu 90˚ în raport cu forța motrice. FEM indusă în circuitul secundar coincide ca formă și fază cu cea din bobina primară.

Tipuri și tipuri de transformatoare

Unitățile de putere sunt utilizate în cazul conversiei curentului de înaltă tensiune și a puterii mari, nu sunt utilizate pentru măsurarea performanței rețelei.Instalarea se justifica in cazul unei diferente intre tensiunea din reteaua producatorului de energie si circuitul care merge la consumator. În funcție de numărul de faze, stațiile pot fi clasificate ca unități cu bobină simplă sau unități cu mai multe înfășurări.

Un convertor de putere monofazat este instalat static, este caracterizat de înfășurări conectate prin inducție reciprocă, situate nemișcate. Miezul este realizat sub forma unui cadru închis, există jug inferior, superior și tije laterale, unde se află spiralele. Bobinele și un miez magnetic acționează ca elemente active.

Infasurarile pe tije sunt in combinatii stabilite in functie de numarul si forma spirelor sau sunt dispuse in ordine concentrica. Cel mai comun și des folosit ambalaj cilindric. Elementele structurale ale unității fixează părțile stației, izolează pasajele dintre bobine, răcesc piesele și previn avariile. Izolația longitudinală acoperă turele individuale sau combinațiile acestora pe miez. Dielectricii primari sunt utilizați pentru a preveni tranziția între masă și înfășurări.

În schemele rețelelor electrice trifazate, instalațiile cu două și trei înfășurări sunt instalate pentru a distribui uniform sarcina între intrări și ieșiri sau dispozitive de înlocuire pentru o fază. Transformatoarele răcite cu ulei conțin un circuit magnetic cu înfășurări care sunt situate într-un rezervor cu o substanță.

Înfășurările sunt dispuse pe un conductor comun, în timp ce sunt prevăzute circuite primare și secundare care interacționează datorită apariției unui câmp comun, curent sau polarizare atunci când electronii încărcați se mișcă într-un mediu magnetic. Această inducție totală face dificilă determinarea performanței instalației, tensiune înaltă și joasă.Se folosește un plan de înlocuire a transformatorului, în care înfășurările interacționează nu într-un mediu magnetic, ci într-un mediu electric.

Se aplică principiul echivalenței acțiunii debitelor disipative la lucrul rezistențelor bobinelor inductive care trec curent. Distingeți spiralele cu rezistență activă de inducție. Al doilea tip este ambalajele legate magnetic care transmit particule fără a împrăștia fluxuri cu proprietăți obstructive minime.

Articole similare: