Das Gerät und das Funktionsprinzip von Leistungstransformatoren

Eine elektrische Einheit mit zwei, drei oder mehr Wicklungen wird statisch in das Stromnetz eingebaut. Der Leistungstransformator ändert Wechselspannung und -strom ohne Frequenzabweichung. Der in sekundären Stromversorgungen verwendete Wandler wird als Abwärtswandler bezeichnet. Step-up-Strukturen erhöhen die Spannung und werden in Hochspannungsleitungen mit hoher Leistung, Durchsatz und Kapazität verwendet.

Anwendungsgebiet

Der Satz von Anlagen zur Stromerzeugung umfasst Leistungstransformatoren. Kraftwerke nutzen die Energie eines Atoms, organischer, fester oder flüssiger Brennstoffe, werden mit Gas betrieben oder nutzen die Kraft eines Wasserstroms, aber Umspannwerk-Ausgangswandler sind für den normalen Betrieb von Verbraucher- und Produktionsleitungen erforderlich.

Die Einheiten werden in Netzwerken von Industrieanlagen, ländlichen Unternehmen, Verteidigungskomplexen, Öl- und Gasentwicklungen installiert. Der direkte Zweck eines Leistungstransformators - Spannung und Strom zu senken und zu erhöhen - wird für den Betrieb von Transport, Wohnen, Einzelhandelsinfrastruktur und Netzverteilungsanlagen verwendet.

Hauptteile und Systeme

An den Eingängen, die sich auf der inneren oder äußeren Klemmleiste befinden, werden Versorgungsspannung und Last angelegt. Der Kontakt wird mit Schrauben oder speziellen Verbindern befestigt. Bei Ölaggregaten sind die Zuläufe außen an den Tankseiten oder am Deckel des abnehmbaren Gehäuses angeordnet.

Die Übertragung von den internen Wicklungen geht auf flexible Dämpfer oder Gewindebolzen aus Buntmetallen. Leistungstransformatoren und ihre Gehäuse sind mit einer Porzellan- oder Kunststoffschicht von den Bolzen isoliert. Lücken werden durch Dichtungen aus einem gegen Öle und synthetische Flüssigkeiten beständigen Material eliminiert.

Die Kühler reduzieren die Temperatur des Öls aus dem oberen Bereich des Tanks und übertragen es auf die seitliche untere Schicht. Die Kühlvorrichtung des Kraftöltransformators wird dargestellt durch:

• einen externen Kreislauf, der Wärme von dem Träger abführt;
• Heizöl des internen Kreislaufs.

Kühler gibt es in verschiedenen Ausführungen:

• heizkörper - ein Satz flacher Kanäle mit Schweißnähten am Ende, die sich in Platten für die Kommunikation zwischen den unteren und oberen Kollektoren befinden;
• gewellte Tanks - in Einheiten mit niedriger und mittlerer Leistung platziert, sind sie sowohl ein Behälter zum Absenken der Temperatur als auch ein Arbeitstank mit einer gefalteten Oberfläche der Wände und einer Bodenbox;
• Ventilatoren - sie sind mit großen Transformatormodulen zur Zwangskühlung des Stroms ausgestattet;
• Wärmetauscher - werden in großen Einheiten verwendet, um synthetische Flüssigkeiten mit einer Pumpe zu bewegen, weildie Organisation des natürlichen Kreislaufs erfordert viel Platz;
• Wasser-Öl-Anlagen - Röhrenwärmetauscher nach klassischer Technologie;
• Umwälzpumpen sind hermetische Konstruktionen mit vollständigem Eintauchen des Motors ohne Stopfbuchsdichtungen.

Geräte zur Spannungsumwandlung werden mit Steuergeräten zur Änderung der Anzahl der Arbeitswindungen geliefert. Die Spannung an der Sekundärwicklung wird mit dem Schalter für die Anzahl der Spulen geändert oder durch Verschrauben bei der Wahl der Position der Jumper eingestellt. So werden die Leitungen eines geerdeten oder spannungslosen Transformators angeschlossen. Regelmodule wandeln Spannungen in kleinen Bereichen um.

Abhängig von den Bedingungen werden die Schalter für die Anzahl der Spiralen in Typen unterteilt:

• Geräte, die bei ausgeschalteter Last betrieben werden;
• Elemente, die funktionieren, wenn die Sekundärwicklung gegen Widerstand kurzgeschlossen ist.

Anhang

Das Gasrelais befindet sich im Verbindungsrohr zwischen Ausdehnungs- und Arbeitsgefäß. Das Gerät verhindert die Zersetzung isolierender organischer Stoffe, Öle bei Überhitzung und kleinere Schäden am System. Das Gerät reagiert bei Störungen auf Gasbildung, gibt ein Alarmsignal oder schaltet die Anlage bei Kurzschluss oder gefährlichem Absinken des Flüssigkeitsspiegels komplett ab.

Thermoelemente werden an der Oberseite des Tanks in Taschen platziert, um die Temperatur zu messen. Sie arbeiten nach dem Prinzip der mathematischen Berechnung, um den am stärksten erhitzten Teil des Geräts zu identifizieren. Moderne Sensoren basieren auf Glasfasertechnologie.

Die kontinuierliche Regenerationseinheit wird zur Wiederherstellung und Reinigung des Öls verwendet. Als Ergebnis der Arbeit bildet sich Schlacke in der Masse, Luft tritt ein.Es gibt zwei Arten von Regenerationsgeräten:

• Thermosyphon-Module, die die natürliche Bewegung der erhitzten Schichten nach oben nutzen und durch den Filter strömen, das anschließende Absenken der gekühlten Ströme auf den Boden des Tanks;
• Adsorptionsqualitätseinheiten pumpen die Masse mit einer Pumpe zwangsweise durch die Filter, befinden sich separat auf dem Fundament und werden in den Kreisläufen großer Konverter eingesetzt.

Die Ölschutzmodule sind ein offener Ausgleichsbehälter. Die Luft über der Massenoberfläche wird durch Kieselgel-Trockenmittel geleitet. Das Adsorbens wird bei maximaler Feuchtigkeit rosa, was als Signal dient, es zu ersetzen.

An der Oberseite des Expanders ist eine Öldichtung installiert. Dies ist ein Gerät zur Reduzierung der Luftfeuchtigkeit, das mit Transformator-Trockenöl betrieben wird. Das Modul wird mit einem Rohr mit dem Ausdehnungsgefäß verbunden. Oben ist ein Behälter mit innerer Trennung in Form mehrerer Wände in Form eines Labyrinths verschweißt. Luft wird durch das Öl geleitet, gibt Feuchtigkeit ab, wird dann mit Kieselgel gereinigt und gelangt in den Expander.

Steuergeräte

Die Druckentlastungsvorrichtung verhindert einen Notdruckstoß aufgrund eines Kurzschlusses oder einer starken Ölzersetzung und ist in der Ausführung leistungsstarker Einheiten gemäß GOST 11677-1975 vorgesehen. Das Gerät besteht aus einem Abflussrohr, das in einem Winkel zum Transformatordeckel angeordnet ist. Am Ende befindet sich eine versiegelte Membran, die sich sofort entfalten und den Auspuff durchlassen kann.

Darüber hinaus sind weitere Module im Transformator verbaut:

1. Am Ende des Expanders befinden sich Ölstandssensoren im Tank, die mit einem Zifferblatt ausgestattet sind oder in Form eines Glasrohrs aus kommunizierenden Behältern hergestellt sind.
2. Einbautransformatoren werden im Gerät oder in der Nähe der Erdungshülse auf der Seite der Durchführungstrenner oder auf Niederspannungssammelschienen angeordnet. In diesem Fall kann auf eine Vielzahl von Einzelumrichtern in einer Umspannstation mit Innen- und Außenisolierung verzichtet werden.
3. Der Detektor für brennbare Verunreinigungen und Gase erkennt Wasserstoff in der Ölmasse und drückt ihn durch die Membran heraus. Das Gerät zeigt den anfänglichen Grad der Gasbildung an, bevor das konzentrierte Gemisch das Steuerrelais zum Ansprechen bringt.
4. Der Durchflussmesser überwacht Ölverluste in Umspannwerken, die nach dem Prinzip der Zwangstemperaturabsenkung arbeiten. Das Gerät misst die Höhendifferenz und ermittelt den Druck auf beiden Seiten des Strömungshindernisses. Bei wassergekühlten Geräten lesen Durchflussmesser den Feuchtigkeitsverbrauch ab. Die Elemente sind mit einem Alarm im Falle eines Unfalls und einem Zifferblatt zur Bestimmung von Indikatoren ausgestattet.

Funktionsprinzip und Funktionsweise

Ein einfacher Transformator ist mit einem Kern aus Permalloy, Ferrit und zwei Wicklungen ausgestattet. Der Magnetkreis umfasst einen Satz von Band-, Platten- oder Formelementen. Es bewegt den magnetischen Fluss, der unter der Einwirkung von Elektrizität auftritt. Das Funktionsprinzip eines Leistungstransformators besteht darin, die Indikatoren für Strom und Spannung durch Induktion umzuwandeln, während die Frequenz und Form des Diagramms der Bewegung geladener Teilchen konstant bleiben.

Bei Aufwärtstransformatoren sorgt die Schaltung für eine erhöhte Spannung an der Sekundärwicklung im Vergleich zur Primärspule. Bei Abwärtswandlern ist die Eingangsspannung höher als die Ausgangsspannung. Der Kern mit Spiralwindungen befindet sich in einem Behälter mit Öl.

Wenn der Wechselstrom eingeschaltet wird, bildet sich auf der Primärspirale ein magnetisches Wechselfeld. Es schließt am Kern und beeinflusst den Sekundärkreis. Es entsteht eine elektromotorische Kraft, die am Ausgang des Transformators auf die angeschlossenen Verbraucher übertragen wird. Die Station arbeitet in drei Modi:

1. Der Leerlauf ist durch den offenen Zustand der Sekundärspule und das Fehlen von Strom innerhalb der Wicklungen gekennzeichnet. In der Primärspule fließt Leerlaufstrom, der 2-5% des Nennwertes beträgt.
2. Arbeiten unter Last erfolgen mit Zuschalten von Strom und Verbrauchern. Leistungstransformatoren zeigen Energie in zwei Wicklungen, Arbeiten in solchen Vorschriften sind für das Gerät üblich.
3. Ein Kurzschluss, bei dem der Widerstand an der Sekundärspule die einzige Last bleibt. Der Modus ermöglicht es Ihnen, Verluste für die Erwärmung der Kernwicklungen zu identifizieren.

Ruhezustand

Die Elektrizität in der Primärspule ist gleich dem Wert des Magnetisierungswechselstroms, der Sekundärstrom zeigt Nullwerte. Die elektromotorische Kraft der Anfangsspule ersetzt bei einer ferromagnetischen Spitze die Quellenspannung vollständig, es gibt keine Lastströme. Der Leerlaufbetrieb erkennt sofortige Einschaltverluste und Wirbelströme und bestimmt die Blindleistungskompensation, um die erforderliche Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten.

Bei einem Gerät ohne ferromagnetischen Leiter entstehen keine Verluste durch eine Änderung des Magnetfeldes. Der Leerlaufstrom ist proportional zum Widerstand der Primärwicklung. Die Fähigkeit, dem Durchgang geladener Elektronen zu widerstehen, wird umgewandelt, indem die Frequenz des Stroms und die Größe der Induktion geändert werden.

Kurzschlussbetrieb

An die Primärspule wird eine kleine Wechselspannung angelegt, die Ausgänge der Sekundärspule werden kurzgeschlossen.Die Eingangsspannungsanzeigen sind so gewählt, dass der Kurzschlussstrom dem berechneten oder Nennwert des Geräts entspricht. Die Größe der Kurzschlussspannung bestimmt die Verluste in den Spulen des Transformators und die Kosten für den Widerstand gegen das Material des Leiters. Ein Teil des Gleichstroms überwindet den Widerstand und wird in thermische Energie umgewandelt, der Kern wird erwärmt.

Die Kurzschlussspannung wird in Prozent des Nennwerts berechnet. Der während des Betriebs in diesem Modus erhaltene Parameter ist ein wichtiges Merkmal des Geräts. Multipliziert mit dem Kurzschlussstrom ergibt sich die Verlustleistung.

Arbeitsmodus

Wenn eine Last im Sekundärkreis angeschlossen wird, bewegen sich Partikel und verursachen einen magnetischen Fluss im Leiter. Sie ist von der von der Primärspule erzeugten Strömung weg gerichtet. In der Primärwicklung besteht eine Meinungsverschiedenheit zwischen der elektromotorischen Induktionskraft und der Stromquelle. Der Strom in der Anfangsspirale steigt bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Magnetfeld nicht mehr seinen ursprünglichen Wert annimmt.

Der magnetische Fluss des Induktionsvektors charakterisiert den Felddurchgang durch die ausgewählte Fläche und wird durch das Zeitintegral des momentanen Kraftindex in der Primärspule bestimmt. Der Exponent ist bezüglich der Antriebskraft um 90° phasenverschoben. Die induzierte EMK im Sekundärkreis stimmt in Form und Phase mit der in der Primärspule überein.

Arten und Arten von Transformatoren

Leistungseinheiten werden bei der Umwandlung von Starkstrom und hoher Leistung verwendet, sie werden nicht zur Messung der Netzwerkleistung verwendet.Die Installation ist im Falle einer Differenz zwischen der Spannung im Netz des Energieerzeugers und der zum Verbraucher führenden Schaltung gerechtfertigt. Abhängig von der Anzahl der Phasen können Stationen als Einheiten mit einer Spule oder Einheiten mit mehreren Wicklungen klassifiziert werden.

Ein einphasiger Stromrichter ist statisch installiert, er zeichnet sich durch Wicklungen aus, die durch gegenseitige Induktion verbunden sind und sich bewegungslos befinden. Der Kern ist in Form eines geschlossenen Rahmens ausgeführt, es gibt untere, obere und seitliche Stangen, an denen sich die Spiralen befinden. Als aktive Elemente wirken Spulen und ein Magnetkern.

Die Wicklungen auf den Stäben sind in festgelegten Kombinationen entsprechend der Anzahl und Form der Windungen oder in einer konzentrischen Reihenfolge angeordnet. Die gebräuchlichste und am häufigsten verwendete zylindrische Umhüllung. Die Strukturelemente der Einheit fixieren die Teile der Station, isolieren die Durchgänge zwischen den Spulen, kühlen die Teile und verhindern Ausfälle. Die Längsisolierung umfasst einzelne Windungen oder deren Kombinationen auf dem Kern. Primärdielektrika werden verwendet, um einen Übergang zwischen Masse und Wicklungen zu verhindern.

In den Schemata von Drehstromnetzen werden Zwei- und Dreiwicklungsanlagen installiert, um die Last gleichmäßig auf die Ein- und Ausgänge oder Ersatzgeräte für eine Phase zu verteilen. Ölgekühlte Transformatoren enthalten einen Magnetkreis mit Wicklungen, die sich in einem Tank mit einer Substanz befinden.

Die Wicklungen sind auf einem gemeinsamen Leiter angeordnet, während Primär- und Sekundärkreise vorgesehen sind, die aufgrund des Auftretens eines gemeinsamen Feldes, Stroms oder einer gemeinsamen Polarisation interagieren, wenn sich geladene Elektronen in einem magnetischen Medium bewegen. Diese Gesamtinduktion macht es schwierig, Anlagenleistung, Hoch- und Niederspannung zu bestimmen.Es wird ein Transformatorersatzplan verwendet, bei dem die Wicklungen nicht in einer magnetischen, sondern in einer elektrischen Umgebung interagieren.

Es wird das Prinzip der Äquivalenz der Wirkung dissipativer Ströme mit der Arbeit der Widerstände von Induktionsspulen angewendet, die Strom durchlassen. Unterscheide Spiralen mit aktivem Induktionswiderstand. Der zweite Typ sind magnetisch gebundene Umhüllungen, die Partikel übertragen, ohne Flussmittel zu streuen, mit minimalen hinderlichen Eigenschaften.

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