Принцип на работа на трансформаторите и тяхната цел

Трансформаторни инсталации - преобразуватели на електрическа енергия. Използват се в повечето електрически уреди, електрически мрежи, устройства за автоматизация, домакински уреди и комуникационни устройства. Принципът на трансформаторите се основава на закона на Фарадей за електромагнитна индукция.

Трансформаторна подредба

Структурно трансформаторът се състои от една или повече изолирани намотки, навити на феромагнитна сърцевина. В най-простата схема това е първичната и вторичната намотка. Прилага се първичното напрежение, а вторичният отстранен. Под влияние на променлив ток, който се подава към първичната намотка, магнитна верига се образува синусоидална магнитен поток F. Проникване намотка, той индуцира в първичната намотка на самостоятелно индукция електродвижещата сила (EMF), и на вторичния - индуцирана едн.

И двата тези електродвижещи сили се индуцират от магнитния поток Ф, следователно ЕМФ (Е) е еднакъв във всеки ред. Завоите са свързани последователно, поради което EMF на първичната намотка ще бъде E1 = E · w1. За вторичното това е съотношението: E2 = E · w2, където w1, w2 е броят на завоите.

При отворена вторична намотка, токът не протича в него, а напрежението в краищата е равно на emf, U2 = E2. При малък ток в първичната намотка загубите ще бъдат незначителни и U1 ≈ E1. Замяна на Е1 и Е2, и след това съотношението на напреженията се изразява чрез някои константа К, наречен съотношение трансформация, U1 / U2 = Е1 / Е2 = W1 / w2 = К.

Видове преобразуватели

Цел и принцип на действие трансформаторите са способността да се повишава и намалява напрежението, да се променя броят на фазите, да се преобразува честотата. В зависимост от извършените функции трансформаторите се разделят на следните типове:

• Инсталации на силови трансформатори. Генераторите в електроцентралите генерират високо напрежение от 6-24 kV. За да се избегнат големи загуби в електропроводите, е необходимо да се увеличи напрежението до 750 kV. За разпределяне на енергията между крайните потребители е необходимо да се намали напрежението до 380 V. Мощните трансформатори изпълняват тези задачи на напрежение трансформация.
• Настройки на тока на трансформатора. Те се използват за измервания в електрически вериги. Първичната намотка е свързана с верига, в която се измерва токът, а вторичната намотка се използва за свързване на измервателните устройства. Във вторичната намотка токът е пропорционален на първичния ток.
• Настройки на напрежението на трансформатора. Преобразуване на високо напрежение до ниско.

Заваръчни трансформаторни инсталации. Те се използват в заваръчни агрегати. Преобразувайте високо напрежение на ниско, докато токът се увеличава до хиляди ампера.

• Автотрансформатори. И двете намотки са свързани, има магнитна и електрическа връзка.
• Импулсни трансформаторни инсталации. Служи за преобразуване на импулсни сигнали.

Чрез броя на намотките се разграничават:

• Инсталации с две намотки.
• Инсталации с три намотки.
• Многофазни трансформаторни инсталации.

По проект трансформаторите са сухи и маслени. При работа на трансформаторни инсталации се получават топлинни загуби. За агрегатите с малка мощност те са малки, използва се въздушно охлаждане. Това са сухи трансформатори. Маслените трансформатори са по-мощни и изискват охлаждане с течност. За тази цел те се поставят в резервоари с трансформаторно масло, което допринася за по-пълно охлаждане и подобрява изолацията. Маслените агрегати са предназначени за работа при напрежение над 6000 V.

Режими на работа на трансформаторните устройства

Всички устройства могат да работят в режим на готовност, при натоварване и късо съединение. Работата в празен ход е работните условия, при които няма натоварване, вторичната намотка е отворена. В този режим се изчисляват следните стойности:

• Коефициенти на трансформация.
• Устойчивост на магнетизиращия клон. За тази цел волтметърът се превръща в вторичната намотка. Съпротивлението трябва да бъде такова, че величината на тока да е минимална.
• Фактор на мощността.
• Късо съединение - условията на работа, при които са свързани краищата на вторичната намотка. Когато уредът е в действие, късо съединение е аварийна операция. Първичните и вторичните токове се увеличават десетки пъти. За да се предотврати злополука, се активират защитни механизми.

При условията на теста, напрежението при късо съединение. Това е характерът на паспорта на единицата. За да определите характеристиката, свържете краищата на вторичната намотка и напрежението върху първичната намотка е намалено до такава, че токът да не надвишава номиналните стойности.

При такива изпитвания, заедно с изпитванията на празен ход, се определя ефективността на блоковете.

Критерии за избор на оборудване

При закупуване на трансформаторно оборудване е необходимо да се имат предвид основните му параметри:

• Напрежение.
• Коефициент на трансформация.
• Ъглова грешка за токови трансформатори.

Условията на работа също са взети под внимание. Много важно за избора на областта на приложение, натоварването и напрежението при късо съединение. Особено е необходимо да управлявате растенията правилно. Съществуват стандарти за стартиране, настройка и използване на единици. Основната цел е поддръжката на блоковете, в които трябва да се проверява съпротивлението на намотките и тока.

Периодично проверявайте нивото на маслото и чистотата на изолацията. Ако са изпълнени всички изисквания на правилниците за монтаж и поддръжка на агрегатите, ще бъде осигурена безопасността на експлоатацията и гаранционният срок на експлоатация на устройствата.