Електроенергія є одним з необхідних ресурсів. Без неї життя людини була б позбавлена багатьох зручних речей. Але напруга в магістральних мережах не завжди відповідає необхідному споживачем. Тому на розподільних станціях використовується спеціальне устаткування, робота якого полягає в зміні параметрів і передачі електроенергії користувачам.
Одними з таких приладів є трансформатори. Вони бувають декількох типів і здатні вирішувати різні завдання. У цій статті буде розглянуто одне з найпоширеніших - силовий. Що являє собою пристрій силового трансформатора і де він застосовується? Для вирішення яких завдань він необхідний? Ось що слід дізнатися, перш ніж купувати таке обладнання.
Галузь застосування Сучасна електроенергетика не зможе обходитися без приладів, що використовуються для перетворення енергії в магістральних мережах і установках, що займаються її прийомом і розподілом. Завдяки їхній появі вдалося значно скоротити витрати кольорових металів і знизити втрати. Але щоб обладнання працювало ефективно необхідно попередньо виконати розрахунок втрат у силовому трансформаторі. Зробити це можна як самостійно, так і за допомогою фахівців.
Силові трансформатори застосовуються на високовольтних лініях і розподільних станціях. Вони стали необхідним елементом в багатьох галузях промисловості, де необхідно перетворення або розподіл електроенергії: • У схемах включення вентилів; • Для зварювання; • Для живлення електротермічних установок; • Для ланцюгів з електровимірювальними та іншими приладами.
Пристрій і принцип дії Щоб зрозуміти, як працює такий прилад необхідно вивчити його комплектацію. У пристрій силового трансформатора включені як основні частини, так і додаткові деталі. До перших належать: • Магнитопровод; • 2 або 3 обмотки; • Розширювач; • Корпус; • Входи; • Ізоляційні елементи.
Магнитопровод представлений як система, виконана з електромеханічної стали. Ця частина пристрою силового трансформатора служить основою для кріплення різних деталей. Обмотки - це частина електроланцюзі. Вони виготовляються з дроту та ізоляції. Кабель може бути мідному або алюмінієвим. У конструктивному плані обмотки - це послідовні котушки. Їх фази допускається з'єднувати двома способами: • у вигляді трикутника; • зіркою.
Магнитопровод з обмотками знаходиться в баку з мінеральним маслом. Ця конструкція називається силовим трансформатором. Вона може оснащуватися радіатором, призначеним для відводу тепла. Деякі моделі таких пристроїв мають в своїй конструкції також захисні системи. Зазвичай обладнання цього класу встановлюються на вулиці. Принцип дії силового трансформатора базується на фізичному законі електромагнітної індукції. Він полягає в наступному. Підключення обмотки пристрою до електромережі призводить до утворення магнітного потоку. Він індукує ЕРС в іншій обмотці приладу. Такий принцип роботи пояснюється наявністю магнітного зв'язку в приладі.
Класифікація установок Поділ обладнання на класи залежить від різних параметрів. Воно може здійснюватися по: 1. Призначенню; 2. Способу установки; 3. Числу ступенів; 4. Типу ізоляції; 5. Номінальному напрузі.
Виходячи з особливостей використання прилади бувають: • Вимірювальними; • Захисними; • Проміжними.
Причому перші підрозділяються на трансформатори струму і напруги. Що стосується установки, то таке обладнання може бути розташоване не тільки в закритих приміщеннях, а й на вулиці. Тому виходячи з цього параметра розрізняють прилади наступних типів: 1. Зовнішні; 2. Внутрішні; 3. Стаціонарні; 4. Переносні.
Ізоляція обмоток у трансформаторів може бути, як сухий, так і паперово-масляної або компаундною. Є відмінності і в числі ступенів. Залежно від цього параметра пристрої діляться на: • Одноступінчасті; • Каскадні. Ще однією відмінною рисою різних моделей може бути номінальну напругу. Згідно з його значенням, трансформатори класифікуються на низько- і високовольтні. Крім того, силові пристрої можуть підключатися до одне або трифазним електромереж.
Високовольтні трансформатори найчастіше мають масляне охолоджування. Прилади цієї серії відрізняються високим ККД і хорошими показниками захисту від перегріву. Вони вимагають мінімального обслуговування в процесі експлуатації. За конструктивним виконанням силові трансформатори діляться на що мають наступні типи вводів: • З головної ізоляцією порцелянової покришки; • З Маслобарьерний; • З паперово-масляної; • З полімерної. • Конденсаторні прохідні;
Характеристики та розрахунок трансформатора Зазвичай основні параметри приладу вказуються в технічній документації, що входить до його комплектацію. Для трансформаторів такими є: • Потужність і напруга (номінальні); • Максимальний струм обмотки; • Габарити; • Маса.
Розглянемо більш детально, що вони означають. Номінальна потужність пристрою розраховується і вказується виробником. Вона виражається в кіловольт-амперах. Номінальна напруга складається з первинного, на яку розрахована відповідна обмотка і вторинного, вимірюваного на затискачах. Величина цього параметра може змінюватися до 5% у бік зменшення або збільшення. Визначити її можна виконавши спрощений розрахунок силового трансформатора. Номінальні потужність і струм приладу повинні відповідати існуючим ГОСТам. Сьогодні випускаються сухі моделі, у яких цей показник може мати таке значення: • 160; • 250; • 400; • 630 кВА.
Потужність приладу зазвичай вказується в паспорті приладу, а знаючи її можна обчислити номінальне значення струму. Для цього використовується наступна формула: I = S√3U, де величини S і U позначають номінальну потужність і напруга. Виходячи з того для якої з обмоток розраховується значення струму будуть змінюватися і входять у формулу величини. Розрахунок потужності силового трансформатора по навантаженню краще довірити фахівцям. Це дозволить уникнути неприємних моментів у процесі експлуатації.
Крім цього номінальними напругами вважають значення лінійної величини при холостому ході на обох обмотках. Значення струмів розраховуються за потужності приладу. Вибираючи обладнання слід враховувати, що розрахунок силового тороїдального трансформатора буде дещо відрізнятися від наведеного вище. Знайти інформацію з цього питання можна в мережі. Особливості монтажу та експлуатації Більшість моделей силового обладнання мають значну вагу. Тому на місце установки вони доставляються спеціальним транспортом. Причому поставка обладнання здійснюється в зібраному вигляді і повністю готовим до включення.
Монтаж приладу здійснюється на заздалегідь підготовлений фундамент або в спеціальне приміщення. Щоб при установці пристрою не утворювалися повітряні мішки під кришкою бака з боку розширите під катки укладають сталеві пластинки. Їх товщина повинна бути такою, щоб вийшов підйом в 1% по вузькій і 1,5% по широкій стороні трансформатора. Довжина прокладок починає від 150 мм. Якщо вага приладу не перевищує 2 тонн, то він встановлюється безпосередньо на фундамент. Його корпус при цьому обов'язково приєднується до мережі заземлення. Проте, слід пам'ятати, що перед установкою прилад проходить випробування в лабораторних умовах. У процесі проведення цих робіт проводять вимірювання коефіцієнта трансформації, перевірку якісного виконання з'єднань. А також відчувають пристрій підвищеною напругою ізоляції, перевіряють відповідність трансформаторного масла.
Після доставки на об'єкт прилад піддається зовнішньому огляду. При цьому звертають увагу на відсутність протікання масла, сторонніх шумів в процесі роботи. Перевіряється стан прохідних ізоляторів і контактних з'єднань на предмет з нагрівання. Після запуску трансформатора необхідно періодично здійснювати контроль температури. Вимірювання виконують за допомогою скляних термометрів. Вони занурюються в спеціальну гільзу, розташовану на кришці приладу. Температура тут не повинна перевищувати 95 ° C.
Щоб уникнути аварійних ситуацій в роботі трансформатора необхідно регулярно заміряти навантаження. Це дозволить визначити перекоси по фазах, провідні до спотворення напруг. Огляд устаткування без його відключення повинен виконуватися кожен півроку. Але залежно від стану приладу терміни можуть змінюватися.
