г. Астана, Алматинский район, ул. Актекше, д. 3 /
info@specel.kz +7 775 0070070
Логотип

Как устроен силовой трансформатор

Как устроен силовой трансформатор

Силовой трансформатор представляет собой электротехническое оборудование, задачей которого является преобразование переменного тока и напряжения до требуемых значений. Принцип его работы заключается в использовании эффекта электромагнитной индукции в обмотках, что позволяет изменять параметры тока в соответствии с конструкцией устройства.

Трансформаторы находят применение в различных областях, включая:

  • промышленные объекты;
  • системы электропередачи;
  • городские и частные электросети.

 

Зачем нужен силовой трансформатор?

 

Основная функция силовых трансформаторов – передача электроэнергии на длительные расстояния от источника к потребителям. Для минимизации потерь энергии используется метод двойной трансформации.

Вначале электроэнергия с генераторов поступает на трансформаторную подстанцию, где происходит повышение напряжения, после чего через высоковольтные линии она доставляется к удаленной подстанции. Там напряжение понижается до нужного уровня, и электроэнергия распределяется среди конечных пользователей.

 

Устройство силовых трансформаторов - из чего он состоит

 

Конструкция силовых трансформаторов включает в себя несколько ключевых компонентов, каждый из которых играет решающую роль в функциональности и производительности устройства. Вот обзор основных элементов:
•    Магнитопровод (сердечник). Обычно изготавливается из материалов с высокой проницаемостью, таких как пластины кремниевой стали или аморфный металл, расположенных в сложенной конфигурации. Его основная функция — обеспечить путь для магнитного потока и минимизировать при этом потери.
•    Обмотки. Имеют две обмотки или более. Первичная подключается к источнику входного напряжения, а вторичная подключается к потребительской нагрузке. Эти обмотки обычно изготавливаются из медных или алюминиевых проводников и наматываются вокруг сердечника для облегчения электромагнитной индукции.
•    Система изоляции. Изоляционные материалы используются для электрической изоляции обмоток друг от друга и от сердечника. Изоляция может быть выполнена в виде твердых или жидких диэлектриков, таких как бумага, масло или синтетические материалы, в зависимости от конструкции и применения устройства.
•    Охлаждающая система. Поскольку выделяют тепло во время работы, которое необходимо рассеивать для поддержания оптимальной производительности и предотвращения перегрева. Системы охлаждения могут включать методы естественной конвекции, принудительной циркуляции воздуха или масла, в зависимости от размера и номинала трансформатора.

Выводы служат для подключения напряжения к устройству. В зависимости от типа трансформатора, выводы могут быть защищены различными типами изоляции:

  • масляной барьерной;
  • бумажно-масляной;
  • полимерной;
  • SF6 (сернистого газа);
  • изоляцией на основе главной оболочки.

Подвод напряжения осуществляется к различным частям устройства (шпилькам, клеммам), при этом все элементы должны быть надежно изолированы для предотвращения пробоев из-за высокого напряжения.

Масляные трансформаторы требуют системы охлаждения для перераспределения температуры масла между верхней и нижней частями устройства, что достигается благодаря двухконтурной системе охлаждения.

Классификация систем охлаждения включает:

  1. Радиаторы с множеством связанных каналов.
  2. Вентиляторы для ускорения отвода тепла.
  3. Гофрированные баки с охлаждающей жидкостью.
  4. Теплообменники с насосами или вентиляторами для циркуляции охлаждающего агента.
  5. Масляно-водяные охладители с трубчатой системой.

Для увеличения эффективности и защиты силовых трансформаторов используется дополнительное оборудование, включая индикаторы температуры, влагопоглотители, устройства для непрерывного циркулирования масла и контрольные приборы.

 

Виды силовых трансформаторов

 

Несмотря на разные классификации этих приборов, все они выполняют одинаковую функцию – корректируют мощность поставляемой энергии в нужную сторону. В связи с этим, различают: 

  • Однофазные/трёхфазные;
  • Внутренние/наружные;
  • С двумя/тремя обмотками;
  • Понижающие/повышающие напряжение.

Но это далеко не исчерпывающий список. Кроме вышеуказанных групп можно также выделить масляные и сухие конструкции, которые в свою очередь также разделяются на группы. Если масляные могут быть с баком-маслорасширителем и герметичные с гофрированным корпусом, то сухие разделяются по типу изоляции: с литой изоляцией из эпоксидной смолы или из бумаги и полиамидного картона. 

Заключение 

 

Силовые трансформаторы являются незаменимыми компонентами современных энергосистем, обеспечивающими эффективную передачу и распределение электрической энергии в различных приборах. Благодаря своей способности регулировать уровни напряжения и регулировать поток электроэнергии, силовые трансформаторы способствуют надежности, стабильности и устойчивости электрических сетей, играя ключевую роль в энергоснабжении отраслей, городов и сообществ по всему миру.