Електрика, вперше цей термін ввів Вільям Гілберт. В одному зі своїх праць він описав досліди з наелектризованим тілом. З тих пір пройшло багато років, протягом яких не припинялися дослідження в цій галузі. У них брали участь кращі вчені уми різних епох. У підсумку з'явилися електричні станції, всі населені пункти обплутує мережу ліній електропередач. І складно уявити собі, що ще відносно недавно людина обходився без електроенергії.
Адже сьогодні вона є необхідною умовою для життя і діяльності людей. Але щоб усе сучасне обладнання забезпечити електроенергією необхідно здійснювати її передачу на далекі відстані. Зробити це можна, використовуючи трансформатор напруги. Цей прилад дозволив зменшити втрати в проводах, а також адаптувати параметри мережі під конкретного споживача. Щоб зрозуміти, як невеликий пристрій зуміло впоратися з настільки складними завданнями, розглянемо його конструктивні особливості.
Призначення і сфера застосування трансформаторів Функція електричних мереж полягає як у виробленні енергії, так і її передачі на великі відстані, а потім і розподіл між споживачами. Ось для чого потрібен спеціальний електромагнітний апарат або трансформатор напруги.
Такі прилади знаходять широке застосування на електричних станціях. Вони здатні підвищувати або знижувати напругу. Застосовується таке обладнання як в закритих приміщеннях, так і вуличних умовах. Завдяки використанню підвищувальних трансформаторів на таких об'єктах стало можливим передавати енергію на далекі відстані з мінімальними втратами в проводах. Це забезпечується за рахунок зменшення пощади перетину кабелів ліній електропередачі.
Але так як надходить зі станції висока напруга не може використовуватися споживачами, то на вході зазвичай встановлюються понижуючі трансформатори. Вони дозволяють отримати порівняно невеликі значення, при яких можлива робота обладнання та побутової техніки.
Найпростіший з таких приладів складається з двох основних частин: • магнітопроводі, виконаного зі сталі; • Двох обмоток з проводів з ізоляцією.
Одна з них називається первинної, так як на неї подається струм. Обмотка, до якої підключаються споживачі називається вторинною. Принцип роботи трансформатора напруги полягає в наступному. Підключення його до мережі призводить до вступу струму на первинну обмотку. Змінний потік, утворений їм, проходить по магнітопровода. При цьому в витках обмоток індукуються змінні ЕРС. Величина цієї сили залежить від швидкості зміни магнітного потоку і того, як швидко він змінюється. А так як ці параметри є постійними для кожного приладу, то можна зробити висновок, що однаковими будуть і індуковані в кожній обмотці ЕРС.
Види та їх особливості Крім розглянутих вище знижують і підвищують приладів випускаються і інші моделі: • Тягові; • Лабораторні, в яких можливе регулювати напругу; • Для випрямних установок; • Джерела живлення для радіоапаратури.
Всі вони відносяться до однієї великої групі трансформаторів - силовим. Є ще один різновид такого обладнання. Це пристрої, що використовуються для підключення до ланцюгів високої напруги різних електровимірювальних приладів. Вони отримали назву вимірювальних трансформаторів напруги. Також ці прилади знаходять широке застосування при електрозварювання. Мають відмінності і в конструктивному виконанні. Залежно від цього розрізняють двох і багатообмоточні вимірювальні трансформатори струму і напруги. Такі прилади використовуються для проведення вимірювань та живлення ланцюгів автоматики, релейного захисту. Вони можуть бути одно- або трифазні з масляним або повітряним охолодженням.
Впливає на класифікацію і форма муздрамтеатру. Він може бути: 1. Стрижневий; 2. Бронєвой; 3. Тороїдальний.
При цьому розрізняють два види конструкції обмоток: • Концентричний; • Дисковий.
По класу точності пристрої підрозділяються на 4 категорії: • 0,2; • 0,5; • 1,0; • 3.
Ще одним параметром, що впливає на специфіку застосування вимірювальних трансформаторів струму і напруги, є спосіб установки. Залежно від нього вироби бувають наступних типів: • Внутрішні; • Зовнішні; • Для КРУ.
Критерії вибору обладнання Зазвичай купуючи обладнання орієнтуються не його основні параметри. Для трансформатора такими є: • Напруження обмоток, які вказуються на щитку; • Коефіцієнт трансформації; • Кутовий похибки.
Необхідно також орієнтуватися на умови експлуатації. Тому найважливішими параметрами при виборі виявляються навантаження, сфера застосування та напруга короткого замикання трансформатора. На першому етапі необхідно переконатися в тому, що потужності моделі буде достатньо для того щоб впоратися не тільки з поставленим завданням, але й можливими перевантаженнями. Непогано мати прилад, параметри якого можуть бути змінені в процесі експлуатації.
Але орієнтуватися тільки на ці характеристики неприпустимо. Так як для ефективної роботи трансформатора напруги 110 кВ важливі і його технічні характеристики: 1. Частота струму; 2. Фазність; 3. Спосіб установки; 4. Місце розташування; 5. Навантаження.
Крім цього потрібно визначити чи підходить вам ціна пристрою, а також вартість його подальшого обслуговування. Чи відповідають вони очікуваним цифрам? Але навіть вибравши модель у відповідності з усіма перерахованими вимогами варто враховувати можливість її підключення до ланцюга вимірювальних приладів для трансформаторів відповідного типу. Якщо передбачається використовувати пристрій як захисного, то можна обмежитися виробом з середніми показниками точності. У разі проведення вимірювань з мінімальними похибками вибирають лабораторні трансформатори напруги 10 кВ.
Обслуговування та експлуатація Купуючи прилади для побутового обслуговування варто скористатися послугами професійних консультантів. Вони, маючи необхідні знання та досвід допоможуть вибрати оптимальну модель. Але щоб обладнання працювало ефективно необхідно ще й правильно його експлуатувати. Установка і використання трансформаторів виконуються відповідно до нормативних документів. У них же обмовляється та порядок обслуговування приладів. Згідно з цими документами після монтажу пристрою необхідно перевірити схеми включення і всі елементи у вторинних ланцюгах. Виходячи з отриманих результатів оцінюють можливість включення трансформатора в роботу.
Щоб переконатися у справності приладу слід виміряти; • Опір на обмотках; • Струм.
Рівень масла в трансформаторах повинен підтримуватися в межах шкали в залежності від температури навколишнього середовища. Також періодично пристрій перевіряють на предмет відсутності протікання масла і чистоту ізоляції. Для цього використовують спеціальний індикатор - силікагель. При насиченні вологою він набуває рожевого забарвлення, у той час як у нормальному стані він блакитного кольору. У процесі обслуговування приладу необхідно дотримуватися заходів безпеки. Вони регламентуються нормативними документами. Огляд трансформатора під напругою допускається виконувати, перебуваючи на безпечній відстані від струмоведучих частин. Що стосується ремонтних робіт, то для їх проведення прилад повинен бути відключений від мережі. Заборонено експлуатувати трансформатор з незаземленим цоколем, а всі несправності повинні усуватися фахівцями.
Справне устаткування в процесі роботи видає рівномірний звук без тріску і різких шумів. Крім того, в мережах до 10 кВ трапляються резонансні підвищення напруги. Причиною їх появи вважається багаторазові розряди ємності, що виходять в результаті дугового замикання. Це в свою чергу призводить до утворення ферорезонансу в трансформаторі напруги і виходу його з ладу. Уникнути цього можна при заземленні нейтралі через резистор.
