Een elektrische unit met twee, drie of meer wikkelingen wordt statisch in het elektriciteitsnet geïnstalleerd. De vermogenstransformator verandert wisselspanning en stroom zonder frequentieafwijking. De converter die in secundaire voedingen wordt gebruikt, wordt een step-down-apparaat genoemd. Step-up-structuren verhogen de spanning, worden gebruikt in hoogspanningslijnen met een hoog vermogen, doorvoer en capaciteit.
Inhoud
Toepassingsgebied
De reeks installaties die ontworpen zijn om elektriciteit op te wekken, omvat onder meer stroomtransformatoren. Energiecentrales gebruiken de energie van een atoom, organische, vaste of vloeibare brandstof, werken op gas of gebruiken de kracht van een waterstroom, maar uitgangsconverters van onderstations zijn noodzakelijk voor de normale werking van consumenten- en productielijnen.
De eenheden zijn geïnstalleerd in netwerken van industriële faciliteiten, landelijke ondernemingen, defensiecomplexen, olie- en gasontwikkelingen. Het directe doel van een vermogenstransformator - het verlagen en verhogen van spanning en stroom - wordt gebruikt voor de exploitatie van transport, huisvesting, winkelinfrastructuur, netwerkdistributiefaciliteiten.
Belangrijkste onderdelen en systemen
De voedingsspanning en belasting worden toegepast op de ingangen, die zich op het binnenste of buitenste klemmenblok bevinden. Het contact wordt vastgezet met bouten of speciale connectoren. Bij olie-units zijn de inlaten buiten aan de zijkanten van de tank of op het deksel van de verwijderbare behuizing aangebracht.
De transmissie van de interne wikkelingen gaat naar flexibele dempers of draadeinden van non-ferrometalen. Stroomtransformatoren en hun behuizingen zijn geïsoleerd van de noppen met een porseleinen of plastic laag. Openingen worden geëlimineerd door pakkingen gemaakt van een materiaal dat bestand is tegen oliën en synthetische vloeistoffen.
De koelers verlagen de temperatuur van de olie uit het bovenste gedeelte van de tank en brengen deze over naar de onderste laag aan de zijkant. Het koelapparaat van de vermogensolietransformator wordt weergegeven door:
- een extern circuit dat warmte van de drager verwijdert;
- interne circuit stookolie.
Er zijn verschillende soorten koelers:
- radiatoren - een set platte kanalen met lassen aan het einde, geplaatst in platen voor communicatie tussen de onderste en bovenste collectoren;
- gegolfde tanks - geplaatst in eenheden met laag en gemiddeld vermogen, ze zijn zowel een container voor het verlagen van de temperatuur als een werktank met een gevouwen oppervlak van de wanden en een onderste doos;
- ventilatoren - ze zijn uitgerust met grote transformatormodules voor geforceerde koeling van de stroom;
- warmtewisselaars - gebruikt in grote eenheden om synthetische vloeistoffen te verplaatsen met behulp van een pomp, omdatde organisatie van natuurlijke circulatie vereist veel ruimte;
- water-olie-installaties - buisvormige warmtewisselaars volgens klassieke technologie;
- circulatiepompen zijn hermetische ontwerpen met volledige onderdompeling van de motor in afwezigheid van pakkingen van de pakkingbus.
Apparatuur voor spanningstransformatie wordt geleverd met regelapparatuur om het aantal werkende windingen te wijzigen. De spanning op de secundaire wikkeling wordt gewijzigd met behulp van de schakelaar voor het aantal spoelen of ingesteld door te bouten bij het kiezen van de locatie van de jumpers. Dit is hoe de kabels van een geaarde of spanningsloze transformator worden aangesloten. Regelmodules zetten spanning om in kleine bereiken.
Afhankelijk van de omstandigheden zijn de schakelaars voor het aantal spiralen onderverdeeld in typen:
- apparaten die werken wanneer de belasting is uitgeschakeld;
- elementen die functioneren wanneer de secundaire wikkeling wordt kortgesloten tot weerstand.
Bijlage
Het gasrelais bevindt zich in de verbindingsbuis tussen de expansie- en werktanks. Het apparaat voorkomt de afbraak van isolerende organische stoffen, oliën tijdens oververhitting en kleine schade aan het systeem. Het apparaat reageert op gasvorming bij storingen, geeft een alarmsignaal of schakelt het systeem volledig uit bij kortsluiting of een gevaarlijke daling van het vloeistofpeil.
Thermokoppels worden aan de bovenkant van de tank in zakken geplaatst om de temperatuur te meten. Ze werken volgens het principe van wiskundige berekening om het meest verwarmde deel van de unit te identificeren. Moderne sensoren zijn gebaseerd op glasvezeltechnologie.
De continue regeneratie-eenheid wordt gebruikt om de olie te herstellen en te zuiveren. Als gevolg van werk wordt slak gevormd in de massa, er komt lucht in.Er zijn twee soorten regeneratie-apparaten:
- thermosyphon-modules, gebruikmakend van de natuurlijke beweging van de verwarmde lagen naar boven en door het filter, de daaropvolgende verlaging van de gekoelde stromen naar de bodem van de tank;
- adsorptiekwaliteitseenheden pompen de massa geforceerd door de filters met een pomp, bevinden zich afzonderlijk op de fundering en worden gebruikt in de circuits van grote converters.
De oliebeschermingsmodules zijn een open expansievat. De lucht boven het massaoppervlak wordt door silicagel-droogmiddelen geleid. Het adsorbens bij maximale luchtvochtigheid wordt roze, wat dient als een signaal om het te vervangen.
Bovenaan de expander is een oliekeerring geïnstalleerd. Dit is een apparaat voor het verminderen van de luchtvochtigheid, werkend op droge transformatorolie. De module wordt met een leiding aangesloten op het expansievat. Aan de bovenkant is een container gelast met interne scheiding in de vorm van meerdere wanden in de vorm van een labyrint. Lucht wordt door de olie geleid, geeft vocht af, wordt vervolgens gereinigd met silicagel en komt in de expander.
Besturingsapparatuur
Het overdrukapparaat voorkomt een nooddrukstoot als gevolg van kortsluiting of sterke olieafbraak en is voorzien in het ontwerp van krachtige eenheden in overeenstemming met GOST 11677-1975. Het apparaat is gemaakt in de vorm van een afvoerleiding, die zich onder een hoek met het deksel van de transformator bevindt. Aan het uiteinde zit een afgedicht membraan dat zich direct kan ontvouwen en de uitlaat doorlaat.
Daarnaast zijn er nog andere modules in de transformator geïnstalleerd:
- Oliepeilsensoren in de tank, uitgerust met een wijzerplaat of gemaakt in de vorm van een glazen buis van communicerende containers, worden aan het uiteinde van de expander geplaatst.
- Ingebouwde transformatoren zijn aangebracht in de unit of bij de aardingshuls aan de zijkant van de doorvoerisolatoren of op laagspanningsrails. In dit geval is er geen behoefte aan een groot aantal individuele omvormers in een onderstation met interne en externe isolatie.
- De detector van brandbare onzuiverheden en gassen detecteert waterstof in de oliemassa en perst deze door het membraan naar buiten. Het apparaat geeft de initiële gasvormingsgraad aan voordat het geconcentreerde mengsel het stuurrelais in werking stelt.
- De flowmeter bewaakt olieverliezen in onderstations die werken volgens het principe van geforceerde temperatuurverlaging. Het apparaat meet het hoogteverschil en bepaalt de druk aan beide zijden van het obstakel in de stroom. Bij watergekoelde units lezen flowmeters het vochtverbruik af. De elementen zijn voorzien van een alarm bij een ongeval en een wijzerplaat voor het bepalen van indicatoren.
Werkingsprincipe en werkingsmodi:
Een eenvoudige transformator is voorzien van een kern van permalloy, ferriet en twee wikkelingen. Het magnetische circuit omvat een set tape-, plaat- of gegoten elementen. Het beweegt de magnetische flux die optreedt onder invloed van elektriciteit. Het werkingsprincipe van een vermogenstransformator is om de indicatoren van stroom en spanning om te zetten met behulp van inductie, terwijl de frequentie en vorm van de grafiek van de beweging van geladen deeltjes constant blijven.
In step-up transformatoren zorgt de schakeling voor een verhoogde spanning op de secundaire wikkeling in vergelijking met de primaire spoel. In step-down units is de ingangsspanning hoger dan de uitgang. De kern met spiraalwindingen bevindt zich in een bak met olie.
Wanneer de wisselstroom wordt ingeschakeld, wordt een magnetisch wisselveld gevormd op de primaire spiraal. Het sluit op de kern en beïnvloedt het secundaire circuit. Er wordt een elektromotorische kracht opgewekt die aan de uitgang van de transformator wordt overgedragen op de aangesloten verbruikers. Het station werkt in drie modi:
- Stationair draaien wordt gekenmerkt door de open toestand van de secundaire spoel en de afwezigheid van stroom in de wikkelingen. In de primaire spoel stroomt nullaststroom, dit is 2-5% van de nominale waarde.
- Werken onder belasting vindt plaats bij het aansluiten van stroom en verbruikers. Stroomtransformatoren tonen energie in twee wikkelingen, werken in dergelijke voorschriften is gebruikelijk voor het apparaat.
- Een kortsluiting waarbij de weerstand op de secundaire spoel de enige belasting blijft. Met de modus kunt u verliezen identificeren voor het verwarmen van de kernwikkelingen.
Inactieve modus
De elektriciteit in de primaire spoel is gelijk aan de waarde van de magnetiserende wisselstroom, de secundaire stroom geeft nul waarden aan. De elektromotorische kracht van de initiële spoel in het geval van een ferromagnetische punt vervangt volledig de bronspanning, er zijn geen belastingstromen. Inactief bedrijf detecteert onmiddellijke inschakelverliezen en wervelstromen, bepaalt de reactieve vermogenscompensatie om de vereiste uitgangsspanning te behouden.
In een unit zonder ferromagnetische geleider zijn er geen verliezen door een verandering in het magnetische veld. De nullaststroom is evenredig met de weerstand van de primaire wikkeling. Het vermogen om de doorgang van geladen elektronen te weerstaan, wordt getransformeerd door de frequentie van de stroom en de grootte van de inductie te veranderen.
Kortsluiting werking:
Op de primaire spoel wordt een kleine wisselspanning aangelegd, de uitgangen van de secundaire spoel worden kortgesloten.De ingangsspanningsindicatoren zijn zo gekozen dat de kortsluitstroom overeenkomt met de berekende of nominale waarde van de unit. De grootte van de kortsluitspanning bepaalt de verliezen in de spoelen van de transformator en de kosten van weerstand tegen het materiaal van de geleider. Een deel van de gelijkstroom overwint de weerstand en wordt omgezet in thermische energie, de kern wordt verwarmd.
Kortsluitspanning wordt berekend als een percentage van de nominale waarde. De parameter die tijdens bedrijf in deze modus wordt verkregen, is een belangrijk kenmerk van de unit. Vermenigvuldigen met de kortsluitstroom geeft het vermogensverlies.
Werk modus
Wanneer een belasting is aangesloten in het secundaire circuit, bewegen deeltjes, waardoor een magnetische flux in de geleider ontstaat. Het wordt weggeleid van de stroom die door de primaire spoel wordt geproduceerd. In de primaire wikkeling is er een onenigheid tussen de elektromotorische kracht van inductie en de stroombron. De stroom in de initiële spiraal neemt toe tot het moment dat het magnetische veld zijn oorspronkelijke waarde niet krijgt.
De magnetische flux van de inductievector kenmerkt de passage van het veld door het geselecteerde oppervlak en wordt bepaald door de tijdintegraal van de momentane krachtindex in de primaire spoel. De exponent is 90˚ uit fase ten opzichte van de drijvende kracht. De geïnduceerde emf in het secundaire circuit valt in vorm en fase samen met die in de primaire spoel.
Typen en soorten transformatoren
Power units worden gebruikt in het geval van het omzetten van hoogspanningsstroom en hoog vermogen, ze worden niet gebruikt om de netwerkprestaties te meten.De installatie is gerechtvaardigd in geval van een verschil tussen de spanning in het netwerk van de energieproducent en het circuit dat naar de verbruiker gaat. Afhankelijk van het aantal fasen kunnen stations worden geclassificeerd als eenheden met één spoel of eenheden met meerdere wikkelingen.
Een enkelfasige stroomomzetter is statisch geïnstalleerd, het wordt gekenmerkt door wikkelingen die zijn verbonden door wederzijdse inductie, onbeweeglijk geplaatst. De kern is gemaakt in de vorm van een gesloten frame, er zijn onderste, bovenste juk en zijstangen, waar de spiralen zich bevinden. Spoelen en een magnetische kern fungeren als actieve elementen.
De windingen op de staven zijn in vaste combinaties volgens het aantal en de vorm van de windingen of zijn in een concentrische volgorde gerangschikt. De meest voorkomende en meest gebruikte cilindrische verpakking. De structurele elementen van de unit fixeren de onderdelen van het station, isoleren de doorgangen tussen de spoelen, koelen de onderdelen en voorkomen storingen. Longitudinale isolatie bedekt individuele windingen of hun combinaties op de kern. Primaire diëlektrica worden gebruikt om de overgang tussen aarde en wikkelingen te voorkomen.
In de schema's van driefasige elektriciteitsnetwerken worden installaties met twee wikkelingen en drie wikkelingen geïnstalleerd om de belasting gelijkmatig over de ingangen en uitgangen te verdelen, of vervangende apparaten voor één fase. Oliegekoelde transformatoren bevatten een magnetisch circuit met wikkelingen die zich in een tank met een stof bevinden.
De wikkelingen zijn gerangschikt op een gemeenschappelijke geleider, terwijl er primaire en secundaire circuits zijn die op elkaar inwerken door het verschijnen van een gemeenschappelijk veld, stroom of polarisatie wanneer geladen elektronen in een magnetisch medium bewegen. Deze totale inductie maakt het moeilijk om plantprestaties, hoog- en laagspanning te bepalen.Er wordt een transformatorvervangingsplan gebruikt, waarbij de wikkelingen niet in een magnetische, maar in een elektrische omgeving samenwerken.
Het principe van gelijkwaardigheid van de werking van dissipatieve stromen met het werk van de weerstanden van inductieve spoelen die stroom doorlaten, wordt toegepast. Onderscheid spiralen met actieve weerstand van inductie. Het tweede type zijn magnetisch gebonden omhulsels die deeltjes doorlaten zonder verstrooiende fluxen met minimale obstructieve eigenschappen.
Vergelijkbare artikelen:
