Силовые трансформаторы

21 Сентября 2018

Силовые трансформаторы предназначаются для передачи электричества на большие расстояния. Для этого используется принцип электромагнитной индукции, с помощью которого происходит преобразование отдельных характеристик переменного тока и амплитуды напряжения. При этом сохраняется частотная величина, а мощность передается с минимальным количеством потерь. На сегодняшний день силовые трансформаторы являются одним из самых распространенных типов преобразователей напряжения, которые обеспечивают прием, обработку и распределение электроэнергии. Без них не обходится ни одна отрасль современной промышленности и сельского хозяйства, где используются различные модификации подстанций для электроснабжения.

Классификация силовых трансформаторов

Существует несколько основных критериев, по которым проводится классификация силовых трансформаторов. Чаще всего их разделяют на условные группы в зависимости от мощности и напряжения:

  • 1-я группа (силовые трансформаторы с мощностью до 100 кВА);
  • 2-я группа (диапазон мощности составляет от 160 до 630 кВА);
  • 3-я группа (диапазон мощности находится в пределах от 1 000 до 6 300 кВА);
  • 4-я группа (мощность таких трансформаторов превышает 10 000 кВА);
  • 5-я группа (силовые трансформаторы с мощностью от 40 000 кВА);
  • 6-я группа (расчетная мощность начинается от 100 000 кВА).

Помимо этого, силовые трансформаторы по назначению делятся на повышающие или понижающие. По типу исполнения различают сухие и масляные, а также трансформаторы с жидким негорючим диэлектриком. По количеству фаз трансформаторы бывают одно- и трехфазные. На электроподстанциях чаще всего используют трехфазные трансформаторы. Также существуют наружные и внутренние трансформаторы, которые отличаются методом монтажа.

Конструктивные особенности

Сердечник, выполненный из ферромагнитного материала с несколькими обмотками, составляет основу силового трансформатора. Листы в сердечнике собираются так, чтобы стержни для обмотки в сечении имели форму, которая похожа на круг. Это делается для того, чтобы облегчить намотку провода и повысить коэффициент полезного действия трансформатора. Как правило, для обмотки используются медный провод круглого или прямоугольного сечения. Между обмоткой оставляются пустоты, которые обеспечивают естественную циркуляцию охладителя.

Вводы

Для подвода питающего напряжения и подключения нагрузки к трансформатору применяются специальные устройства, которые называются «силовые вводы». В сухих трансформаторах вводы чаще всего выводят на клеммную колодку в виде болтовых контактов или соединителей с плоскими контактами. В масляных трансформаторах эти вводы крепятся снаружи корпуса или на боковых стенках бака. Передача напряжения в этом случае происходит через гибкие соединения на медные или латунные шпильки с нарезанной на них резьбой. Изолирование осуществляется при помощи проходных изоляторов, которые изготавливаются из специальных материалов.

Виды силовых вводов с различными типами изоляции:

  • фарфоровые;
  • маслобарьерные;
  • полимерные;
  • элегазовые;
  • бумажно-масляные;
  • конденсаторные проходные.

Охладители

Так как через силовой трансформатор проходит достаточно большое количество электрической энергии, то это приводит к нагреву магнитопровода и обмоток. Высокая температура значительно снижает срок изоляции обмоток, поэтому трансформатор нуждается в установке системы принудительного охлаждения. Для этого применяются следующие устройства:

  • Радиаторы, которые фиксируются с помощью навесного крепежа. Охлаждающее вещество циркулирует по системе с помощью насосов, обеспечивая своевременный отвод избытков тепловой энергии.
  • Гофрированный бак, обеспечивающий охлаждение установок с небольшой мощностью. Его конструкция совмещает радиатор и емкость для масла, исключая его контакт с окружающей средой.
  • Принудительная вентиляция навесными вентиляторами. В этом случае поток воздуха направляется в основание кожуха, обрамляющего трансформатор, охлаждая катушки и каналы сердечника, повышая производительность системы до 20-25 %.
  • Масляно-водяные охладители, которые применяются для мощных трансформаторов. Системы охлаждения состоит из трубок, по которым циркулирует вода, а между трубками находится масло. Благодаря этому происходит теплообмен между маслом и водой.
  • Циркуляционные насосы, позволяющие поддерживать комфортную температуру. Устройство обеспечивает регулярное перемещение горячего масла в нижний контур, заменяя его холодным.

Регулировка напряжения

Для изменения сетевого напряжения силовые трансформаторы оснащаются специальными устройствами. Они уменьшают или увеличивают количество витков в обмотке. Корректировка выполняется либо с помощью переключателя, когда трансформатор находится под нагрузкой, либо путём выбора положения болтового соединения, когда напряжение полностью отсутствует. Системы переключения витков в обмотках подбираются в соответствии с размерами трансформатора и условиями его эксплуатации.

Принятая маркировка

Система обозначения силовых трансформаторов предполагает наличие условных обозначений:

  • А – автотрансформатор,
  • Э – электропечной,
  • О – однофазный трансформатор,
  • Т – трехфазный трансформатор.

Кроме того в маркировке указывается тип охлаждения. У трансформаторов сухого типа: С – воздушное естественного типа открытого исполнения; СЗ – воздушное естественного типа в защищенном исполнении; СГ – естественное воздушное в защищенном исполнении; СД – воздушное охлаждение с дутьем. У масляных трансформаторов: М – масляное естественного типа; МЗ – масляное естественного типа с защитой в виде азотной подушки (без расширителя); Д – масляное охлаждение с использованием естественной циркуляции; ДЦ – охлаждение масляного типа с дутьем и принудительной циркуляцией; Ц – охлаждение масляно-водяного типа с принудительной циркуляцией.

Дополнительное оборудование

В последнее время силовые трансформаторы оснащаются дополнительным оборудованием, которое выполняет различные функции. Это могут быть:

  • реле для защиты от образования газа, если нарушена система охлаждения или имеются повреждения различного типа в масляной системе трансформатора;
  • индикаторы температуры, которые при помощи термопары регулярно проводят замеры масла и фиксируют тепловое состояние изоляционной обмотки;
  • поглотители влаги, препятствующие попаданию водяного конденсата и продуктов старения масел непосредственно в конструкцию маслонаполненной емкости;
  • система защиты от повышения давления внутри емкости, которая имеет клапан сброса избыточного давления, срабатывающий при превышении установленного предела;
  • индикатор уровня масла, оперативно подающий специальный сигнал в том случае, если в расширительном баке трансформаторов происходит изменение объема масла.


Обратный звонок
Представьтесь, мы вам перезвоним.
Ваша заявка успешно отправлена!
Необходимо принять условия соглашения
Вы заполнили не все обязательные поля
Произошла ошибка, попробуйте ещё раз