Transformatorer spelar en betydande roll inom elektroteknik och utför funktionerna transformation, isolering, mätning och skydd. En av de vanligaste uppgifterna för enheter av denna typ är regleringen av individuella strömparametrar. I synnerhet omvandlar spänningstransformatorer (VT) prestandan hos det primära kraftnätet till optimala värden, ur konsumenternas synvinkel.
Utrustningens övergripande design
Den tekniska grunden för transformatorn bildas av en elektromagnetisk fyllning som tillhandahåller enhetens funktionella processer. Utrustningens dimensioner kan variera beroende på kraven på effektbelastningen i kretsen. I en typisk design har transformatorn strömingångs- och utgångsenheter, och huvudarbetselementen utför spänningsomvandlingsuppgifter. En uppsättning isolatorer, säkringar och en reläskyddsanordning är ansvariga för att säkerställa tillförlitligheten och säkerheten för tekniska processer. I designen av en modern lågspänningstransformatorsensorer för inspelning av individuella driftsparametrar tillhandahålls också, vars indikatorer skickas till kontrollpanelen och blir grunden för kommandon till tillsynsmyndigheterna. Driften av elektriska komponenter i sig kräver strömförsörjning, därför kompletteras konverterare i vissa modifieringar med autonoma strömkällor - generatorer, ackumulatorer eller batterier.
Transformer Cores
De viktigaste arbetselementen i VT är de så kallade kärnorna (magnetiska kärnorna) och lindningarna. Den första är av två typer - stav och rustning. För de flesta lågfrekventa transformatorer upp till 50 Hz används stavkärnor. Vid tillverkningen av den magnetiska kretsen används speciella metaller, vars egenskaper bestämmer strukturens arbetsegenskaper, till exempel prestanda och storleken på tomgångsströmmen. Kärnan i en spänningstransformator är bildad av tunna plåtar av legering, isolerade mellan lager av lack och oxid. Graden av påverkan av virvelströmmarna i den magnetiska kretsen kommer att bero på kvaliteten på denna isolering. Det finns också en speciell typ av sättningskärnor, som bildar strukturer av godtycklig sektion, men nära en kvadratisk form. Denna konfiguration låter dig skapa universella magnetiska kretsar, men de har också svagheter. Så det finns ett behov av en tät åtdragning av metallplaster, eftersom de minsta luckorna minskar fyllningsfaktorn för spolens arbetsområde.
Spänningstransformatorlindningar
Vanligtvis används två lindningar - primära och sekundära. De är isolerade både från varandra och från kärnan. Den första nivån av lindning kännetecknas av ett stort antal varv gjorda med en tunn tråd. Detta gör att den kan betjäna högspänningsnätverk (upp till 6 000-10 000 V) som krävs för grundläggande konverteringsbehov. Sekundärlindningen är utformad för parallellförsörjning av mätinstrument, reläanordningar och annan elektrisk extrautrustning. Vid anslutning av lindningen av spänningstransformatorer är det viktigt att överväga markeringarna på utgångsterminalerna. Till exempel är kraftriktningsreläer, multimetrar, amperetrar, wattmätare och olika mätare anslutna till spolarna genom början av primärlindningen (beteckning A), ändlinjen (X), början av sekundärlindningen (a) och dess början slut (x). En extra lindning med speciella prefix i beteckningen kan också användas.
Montagebeslag och jordningsanläggningar
Listan över ytterligare element och funktionella enheter kan variera beroende på transformatorns typ och egenskaper. Exempelvis är oljekonstruktioner med en primär spänningsindikator på upp till 10 kV eller mer försedda med beslag för påfyllning, dränering och provtagning av tekniska smörjmedel. För olja är en tank också försedd med munstycken och regulatorer som kontrollerar den smidiga tillförseln av vätska till målområdena. Typiska monteringssatser inkluderar oftast fästen med bultar, tappar, reläkomponenter, elektriska kartongpackningar, flänselement etc. När det gäller jordning, dåtransformatorer med spänning på primärlindningen upp till 660 V är försedda med klämmor med gängad infästning av bultar, bultar och skruvar i storlek M6. Om spänningsindikatorn är högre än 660 V måste jordkopplingen ha hårdvaruanslutningar av formatet inte mindre än M8.
Funktionsprincipen för TH
De huvudsakliga funktionerna och processerna för elektromagnetisk induktion utförs av ett komplex som inkluderar en metallkärna med en uppsättning transformatorplattor, primära och sekundära lindningar. Kvaliteten på enheten kommer att bero på noggrannheten i den grundläggande beräkningen av amplituden och strömvinkeln. Ömsesidig induktion mellan flera lindningar är ansvarig för transformationen i ett elektromagnetiskt fält. Växelström i en 220 V spänningstransformator förändras ständigt och passerar genom en enda lindning. Enligt Faradays lag induceras en elektromotorisk kraft en gång per sekund. I ett slutet lindningssystem kommer standardströmmen att flyta genom kretsen och nära metallkärnan. Ju lägre belastningen på transformatorns sekundärlindning är, desto närmare den faktiska omvandlingsfaktorn till det nominella värdet. Arbetet med att ansluta sekundärlindningen till mätanordningar kommer särskilt att bero på omvandlingsgraden, eftersom de minsta belastningsfluktuationerna kommer att påverka noggrannheten hos de mätningar som matas in i instrumentkretsen.
Typer av transformatorer
Idag är följande typer av TN vanligast:
- Kaskadtransformator - en enhet där primärlindningen är uppdelad i flera på varandra följande sektioner, och utjämnings- och anslutningslindningar ansvarar för att överföra ström mellan dem.
- Jordad VT - enfaskonstruktioner, där ena änden av primärlindningen är tätt jordad. Det kan också vara trefasiga spänningstransformatorer med en jordad noll från primärlindningen.
- Unearthed VT - en enhet med fulllindad isolering med intilliggande beslag.
- Tvålindade VT - transformatorer med en sekundärlindning.
- Trelindade VT:er är transformatorer som, förutom primärlindningen, även har en huvudlindning och ytterligare sekundärlindningar.
- Capacitive VT - konstruktioner som kännetecknas av närvaron av kapacitiva separatorer.
Funktioner för elektroniska VT:er
Enligt de viktigaste metrologiska indikatorerna skiljer sig denna typ av transformatorer lite från elektriska apparater. Detta beror på att i båda fallen används den traditionella konverteringskanalen. Huvuddragen hos elektroniska transformatorer är frånvaron av högspänningsisolering, vilket i slutändan bidrar till en högre teknisk och ekonomisk effekt från driften av utrustningen. I högspänningsnät med en primärspänning på en spänningstransformator upp till 660 V är omvandlaren ansluten till centralnätet på ett galvaniskt sätt. Information om den uppmätta strömmen överförs med hög potential, vilket är fallet med en analog-till-digital-omvandlare med optisk utgång. dockdimensionerna och vikten på elektroniska modeller är så små att de gör det möjligt att installera transformatorenheter i infrastrukturen för högspänningstrådbussar även utan att ansluta ytterligare isolatorer och monteringsutrustning.
Transformatorspecifikationer
Det huvudsakliga tekniska och operativa värdet är spänningspotentialen. På primärlindningen kan den nå 100 kV, men för det mesta gäller det stora industristationer som innehåller flera konverteringsmoduler. Som regel stöds inte mer än 10 kV på primärlindningen. En spänningstransformator för enfasnätverk med en jordad neutral fungerar överhuvudtaget på 100 V. När det gäller sekundärlindningen är dess nominella spänningsindikatorer 24-45 V i genomsnitt. Återigen, lågenergimätanordningar servas på dessa kretsar, som inte kräver en hög effektbelastning. Men sekundärlindningar har ibland höga potentialer på mer än 100 V i trefasnät. Vid bedömningen av egenskaperna hos en transformator är det också viktigt att ta hänsyn till noggrannhetsklassen - dessa är värden från 0, 1 till 3, som bestämmer graden av avvikelse i omvandlingen av elektriska målindikatorer.
Ferroresonanseffekt
Elektromagnetiska enheter utsätts ofta för olika typer av negativ påverkan och skador i samband med brott i isoleringen. En av de vanligaste lindningsdestruktionsprocesserna är ferroresonansstörningar. Det orsakar mekanisk skada och överhettning.lindningar. Huvudorsaken till detta fenomen kallas induktansens olinjäritet, som uppstår i situationer med instabilt svar från den magnetiska kretsen på det omgivande magnetfältet. För att skydda spänningstransformatorn från ferroresonanta effekter är externa åtgärder möjliga, inklusive införandet av ytterligare kapacitanser och motstånd till den omkopplade enheten. I elektroniska system kan möjligheten för induktiv icke-linjäritet också minimeras genom att programmera utrustningens avstängningssekvenser.
Användning av utrustning
Driften av transformatorenheter som omvandlar spänning styrs av reglerna för användning av elektroteknik. Med hänsyn till de optimala driftsvärdena introducerar specialister transformatorstationer i målanläggningens försörjningsinfrastruktur. Systemens huvudfunktioner tillåter att betjäna byggnader och företag med kraftfulla kraftverk, och transformatorns sekundära spänning upp till 100 V styr belastningen för mindre krävande konsumenter som mätare och mättekniska enheter. Beroende på de tekniska och strukturella parametrarna kan HP användas inom industrin, inom byggbranschen och i hushåll. I varje fall tillhandahåller transformatorerna elektrisk effektkontroll genom att justera märkeffekten för att matcha märkkraven för den specifika platsen.
Slutsats
Elektromagnetiska transformatorer ger en ganska gammal, men efterfrågad till denna dagprincipen om effektreglering i elektriska kretsar. Denna utrustnings föråldrade är förknippad med både utrustningens design och dess funktionalitet. Detta hindrar dock inte användningen av ström- och spänningstransformatorer för kritiska energihanteringsuppgifter i stora företag. Dessutom kan det inte sägas att omvandlare av denna typ inte är föremål för förbättringar alls. Även om de grundläggande principerna för drift och till och med den tekniska implementeringen som helhet förblir desamma, har ingenjörer nyligen arbetat aktivt med skydds- och kontrollsystem. Som ett resultat påverkar detta transformatorernas säkerhet, tillförlitlighet och noggrannhet.
