Устройство трансформаторов

Магнитная система. В зависимости от конфигурации магнитной системы, трансформаторы подразделяют на стержневые (рис. 1.3, а), броневые (рис.1.3, б) и тороидальные (рис. 1.3, в).

Стержнем называют часть магнитопровода, на которой размещают обмотки (рис. 1.3; 2). Часть магнитопровода, на которой обмотки отсутствуют, называют ярмом (рис. 1.3; 1). Трансформаторы большой и средней мощности обычно выполняют стержневыми. Они имеют лучшие условия охлаждения и меньшую массу, чем броневые.

Рис. 1.3

Для уменьшения потерь от вихревых токов, магнитопроводы трансформаторов (рис. 1.3) собирают из изолированных листов электротехнической стали толщиной 0,28-0,5 мм при частоте 50 Гц.

Силовой трансформатор Назначение силового трансформатора.

Силовой трансформатор

Передача электроэнергии на большие расстояния от генераторов электростанций к потребителю связана с определенной трудностью. Если подключить генератор, производящий энергию большой мощности к линиям электропередач, то по закону Джоуля-Ленца, провода будут нагреваться пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению провода. Даже при наибольшем номинальном напряжении современных генераторов 24кВ, сила тока текущего по проводам будет высокой и чтобы уменьшить нагрев проводов, придется уменьшить их сопротивление. Уменьшение сопротивления приведет к значительному увеличению поперечного сечения провода, что сделает экономически невыгодной передачу электроэнергии потребителю.

Для решения этой проблемы используют силовой трансформатор, при помощи которого увеличивают напряжении и уменьшают пропорционально силу тока при этом передаваемая мощность остается без изменений. У потребителя ставится силовой трансформатор, который понижает напряжение до требуемых значений.

Силовой трансформатор – статический электромагнитный аппарат с двумя (или больше) обмотками, предназначенный чаще всего для преобразования переменного тока одного напряжения в ток другого напряжения.

Преобразование энергии в силовом трансформаторе, осуществляется переменным магнитным полем.

Устройство силового трансформатора основные элементы.

Магнитопровод силового трансформатора

Основными элементами, из которых состоит силовой трансформатор, являются магнитопровод и обмотки.

Магнитопровод представляет собой магнитную цепь силового трансформатора, по которой замыкается магнитный поток.

Обмотки – это электрические цепи, по которым протекает электрический ток.

Совокупность магнитопровода и обмоток представляет собой активную часть силового трансформатора. Остальные элементы являются вспомогательными, неактивными частями. Для соединения между собой обмоток, обмоток с выводами и переключателями ответвлений предназначены отводы.

Обмотки и отводы, соединенные по определенной схеме представляют собой электрическую цепь, изолированную относительно заземленных частей конструкции силового трансформатора. Изоляция выполняется из твердых изоляционных материалов – электроизоляционного картона, бумаги, гетинакса и т.п. Масляные силовые трансформаторы заливают трансформаторным маслом.

Магнитопровод.

Магнитопровод силового трансформатора

Магнитопровод силового трансформатора изготавливается из холоднокатаной анизотропной электротехнической стали. Магнитопровод состоит из стержней, на которых расположены обмотки, и ярм, замыкающих магнитную цепь. Поверхность пластин изолирована либо жаростойкой пленкой или лаком, либо жаростойкой и лаковыми пленками в сочетании.

Различают броневые, бронестержневые и стержневые магнитопроводы. Наибольшее распространение в силовых трансформаторах получили стержневые магнитопроводы.

По способу сборки магнитопроводы подразделяются на стыковые и шихтованные. В стыковом магнитопроводе стержни и ярма собраны и закреплены раздельно и при сборке соединяются в стык. Такие магнитопроводы имеют ряд существенных недостатков, хотя и отличается простотой сборки.

Наиболее часто применяют шихтованные магнитопроводы, в которых стержни и ярма собираются впереплет.

Из-за потерь от вихревых токов и перемагничивания стали магнитопровод силового трансформатора нагревается. Для отвода теплоты у магнитопроводов силовых трансформаторов с номинальной мощностью до 6300кВА обычно бывает достаточно их наружной поверхности. У более мощных силовых трансформаторов охлаждающую поверхность увеличивают созданием каналов между пакетами пластин. Также делают каналы между ярмами и ярмовыми балками.

Конструкция, включающая в собранном виде магнитопровод со всеми деталями, служащими для его крепления, называется остовом силового трансформатора.

При работе силового трансформатора остов находится в электрическом поле, вследствие чего он приобретает электрический заряд. Так как заряд в отдельных частях остова не одинаков, то между ними может возникнуть разность потенциалов, что вызывает разряды. Чтобы избежать этого магнитопровод и ярмовые балки заземляют.