Güç transformatörlerinin cihazı ve çalışma prensibi

Elektrik şebekesine iki, üç veya daha fazla sargılı bir elektrik ünitesi statik olarak monte edilmiştir. Güç trafosu, frekans sapması olmadan alternatif voltajı ve akımı değiştirir. İkincil güç kaynaklarında kullanılan dönüştürücüye düşürme cihazı denir. Step-up yapıları voltajı arttırır, yüksek güç, verim ve kapasitanslı yüksek voltajlı enerji hatlarında kullanılır.

Uygulama alanı

Elektrik üretmek için tasarlanmış tesisat seti, güç transformatörlerini içerir. Enerji santralleri bir atom, organik, katı veya sıvı yakıtın enerjisini kullanır, gazla çalışır veya bir su akışının gücünü kullanır, ancak tüketici ve üretim hatlarının normal çalışması için trafo merkezi çıkış dönüştürücüleri gereklidir.

Üniteler, endüstriyel tesisler, kırsal işletmeler, savunma kompleksleri, petrol ve gaz geliştirme ağlarına kurulur. Bir güç transformatörünün doğrudan amacı - gerilim ve akımı düşürmek ve arttırmak - ulaşım, konut, perakende altyapısı, şebeke dağıtım tesislerinin işletilmesi için kullanılır.

Ana parçalar ve sistemler

Besleme gerilimi ve yük, iç veya dış terminal bloğunda bulunan girişlere uygulanır. Kontak cıvata veya özel konektörlerle sabitlenir. Yağ ünitelerinde girişler, tankın yan taraflarında veya çıkarılabilir mahfazanın kapağında dışarıda düzenlenir.

İç sargılardan gelen iletim, demir dışı metallerden yapılmış esnek damperlere veya dişli saplamalara gider. Güç transformatörleri ve kasaları, porselen veya plastik bir tabaka ile saplamalardan yalıtılmıştır. Yağlara ve sentetik sıvılara dayanıklı bir malzemeden yapılmış contalar ile boşluklar ortadan kaldırılır.

Soğutucular, yağın sıcaklığını tankın üst bölgesinden düşürür ve yan alt tabakaya aktarır. Güç yağı transformatörünün soğutma cihazı şu şekilde temsil edilir:

• taşıyıcıdan ısıyı uzaklaştıran bir harici devre;
• dahili devre ısıtma yağı.

Soğutucular farklı tiplerdedir:

• radyatörler - alt ve üst kollektörler arasındaki iletişim için plakalara yerleştirilmiş, sonunda kaynaklı bir dizi düz kanal;
• oluklu tanklar - düşük ve orta güç ünitelerine yerleştirilmişler, hem sıcaklığı düşürmek için bir kap hem de duvarların katlanmış bir yüzeyine ve bir alt kutuya sahip bir çalışma tankı;
• fanlar - akışın zorla soğutulması için büyük transformatör modülleri ile donatılmıştır;
• ısı eşanjörleri - bir pompa kullanarak sentetik sıvıları taşımak için büyük ünitelerde kullanılır, çünküdoğal dolaşımın organizasyonu çok fazla alan gerektirir;
• su-yağ tesisatları - klasik teknolojiye göre borulu ısı eşanjörleri;
• sirkülasyon pompaları, salmastra kutusu contalarının yokluğunda motorun tamamen daldırıldığı hermetik tasarımlardır.

Gerilim dönüşümü ekipmanı, çalışma dönüşlerinin sayısını değiştirmek için kontrol cihazlarıyla birlikte verilir. Sekonder sargıdaki voltaj, bobin sayısı anahtarı kullanılarak değiştirilir veya jumperların yeri seçilirken cıvatalanarak ayarlanır. Topraklanmış veya enerjisi kesilmiş bir transformatörün kabloları bu şekilde bağlanır. Düzenleyici modüller voltajı küçük aralıklarda dönüştürür.

Koşullara bağlı olarak, spiral sayısı anahtarları türlere ayrılır:

• yük kapalıyken çalışan cihazlar;
• sekonder sargı dirence kısa devre yaptığında çalışan elemanlar.

Ek

Gaz rölesi, genleşme ve çalışma tankları arasındaki bağlantı borusunda bulunur. Cihaz, aşırı ısınma sırasında yalıtkan organiklerin, yağların ayrışmasını ve sisteme küçük zararlar vermesini önler. Cihaz, arıza durumunda gaz oluşumuna tepki verir, kısa devre veya sıvı seviyesinde tehlikeli bir düşüş olması durumunda alarm sinyali verir veya sistemi tamamen kapatır.

Termokupllar, sıcaklığı ölçmek için tankın üst kısmına ceplere yerleştirilir. Ünitenin en çok ısınan kısmını belirlemek için matematiksel hesaplama ilkesi üzerinde çalışırlar. Modern sensörler, fiber optik teknolojisine dayanmaktadır.

Sürekli rejenerasyon ünitesi, yağı eski haline getirmek ve saflaştırmak için kullanılır. Çalışma sonucunda kütlede cüruf oluşur, içine hava girer.Rejenerasyon cihazları iki tiptir:

• termosifon modülleri, ısıtılmış katmanların doğal hareketini kullanarak ve filtreden geçerek, daha sonra soğutulmuş akışların tankın dibine indirilmesi;
• Adsorpsiyon kalite üniteleri, kütleyi bir pompa ile filtrelerden zorlayarak pompalar, temel üzerinde ayrı olarak bulunur ve büyük dönüştürücülerin devrelerinde kullanılır.

Yağ koruma modülleri açık tip bir genleşme deposudur. Kütle yüzeyinin üzerindeki hava, silika jel kurutuculardan geçirilir. Adsorban maksimum nemde pembeye döner ve bu da onu değiştirmek için bir sinyal görevi görür.

Genişleticinin üstüne bir yağ keçesi takılmıştır. Bu, transformatör kuru yağı üzerinde çalışan hava nemini azaltmak için bir cihazdır. Modül, genleşme deposuna bir boru ile bağlanmıştır. Üstte, bir labirent şeklinde birkaç duvar şeklinde iç ayırma ile bir kap kaynaklanır. Hava, yağın içinden geçirilir, nem verir, ardından silika jel ile temizlenir ve genleştiriciye girer.

Kontrol araçları

Basınç tahliye cihazı, kısa devre veya güçlü yağ ayrışması nedeniyle acil basınç dalgalanmasını önler ve GOST 11677-1975'e göre güçlü ünitelerin tasarımında sağlanır. Cihaz, transformatör kapağına açılı olarak yerleştirilmiş bir tahliye borusu şeklinde yapılmıştır. Sonunda, anında açılıp egzozun geçmesine izin veren kapalı bir zar bulunur.

Ayrıca, transformatöre başka modüller de monte edilmiştir:

1. Bir kadranla donatılmış veya iletişim kaplarından oluşan bir cam tüp şeklinde yapılmış tanktaki yağ seviye sensörleri, genişleticinin ucuna yerleştirilir.
2. Yerleşik transformatörler, ünitenin içinde veya geçiş izolatörlerinin yanında veya alçak gerilim baralarında topraklama manşonunun yanında düzenlenir. Bu durumda, iç ve dış izolasyonlu bir trafo merkezinde çok sayıda bireysel dönüştürücüye gerek yoktur.
3. Yanıcı kirliliklerin ve gazların dedektörü, yağ kütlesindeki hidrojeni algılar ve zardan dışarı sıkar. Cihaz, konsantre karışım kontrol rölesinin çalışmasına neden olmadan önce gaz oluşumunun ilk derecesini gösterir.
4. Akış ölçer, zorunlu sıcaklık azaltma ilkesine göre çalışan trafo merkezlerindeki yağ kayıplarını izler. Cihaz yük farkını ölçer ve akıştaki engelin her iki tarafındaki basıncı belirler. Su soğutmalı ünitelerde debi ölçerler nem tüketimini okur. Elemanlar, bir kaza durumunda bir alarm ve göstergeleri belirlemek için bir kadran ile donatılmıştır.

Çalışma prensibi ve çalışma modları

Basit bir transformatör, bir permalloy, ferrit ve iki sargı ile donatılmıştır. Manyetik devre bir dizi bant, plaka veya kalıplanmış eleman içerir. Elektriğin etkisi altında oluşan manyetik akıyı hareket ettirir. Bir güç transformatörünün çalışma prensibi, yüklü parçacıkların hareket grafiğinin frekansı ve şekli sabit kalırken, indüksiyon kullanarak akım ve voltaj göstergelerini dönüştürmektir.

Yükseltici transformatörlerde devre, birincil bobine kıyasla ikincil sargıda artan bir voltaj sağlar. Düşürme ünitelerinde giriş voltajı çıkıştan daha yüksektir. Spiral dönüşlü çekirdek, yağ içeren bir kapta bulunur.

Alternatif akım açıldığında, birincil spiral üzerinde alternatif bir manyetik alan oluşur. Çekirdek üzerinde kapanır ve ikincil devreyi etkiler. Transformatörün çıkışında bağlı yüklere iletilen bir elektromotor kuvveti üretilir. İstasyon üç modda çalışır:

1. Rölanti, ikincil bobinin açık durumu ve sargıların içinde akımın olmaması ile karakterize edilir. Nominal değerin %2-5'i kadar olan birincil bobinde yüksüz elektrik akar.
2. Yük altında çalışma, güç ve tüketicilerin bağlantısı ile gerçekleşir. Güç transformatörleri iki sargıda enerji gösterir, bu tür düzenlemelerde çalışma ünite için ortaktır.
3. İkincil bobin üzerindeki direncin tek yük olarak kaldığı kısa devre. Mod, çekirdek sargıları ısıtmak için kayıpları belirlemenizi sağlar.

Bekleme modu

Birincil bobindeki elektrik, alternatif mıknatıslama akımının değerine eşittir, ikincil akım sıfır değerlerini gösterir. Bir ferromanyetik uç durumunda ilk bobinin elektromotor kuvveti, kaynak voltajının tamamen yerini alır, yük akımı yoktur. Boşta çalışma, ani açma kayıplarını ve girdap akımlarını algılar, gerekli çıkış voltajını korumak için reaktif güç kompanzasyonunu belirler.

Ferromanyetik iletkeni olmayan bir ünitede manyetik alandaki değişimden dolayı kayıp olmaz. Yüksüz akım, birincil sargının direnciyle orantılıdır. Yüklü elektronların geçişine direnme yeteneği, akımın frekansı ve indüksiyonun boyutu değiştirilerek dönüştürülür.

Kısa devre çalışması

Birincil bobine küçük bir alternatif voltaj uygulanır, ikincil bobinin çıkışları kısa devre yapar.Giriş voltajı göstergeleri, kısa devre akımı ünitenin hesaplanan veya nominal değerine karşılık gelecek şekilde seçilir. Kısa devre geriliminin boyutu, transformatörün bobinlerindeki kayıpları ve iletkenin malzemesine direnmenin maliyetini belirler. Doğru akımın bir kısmı direncin üstesinden gelir ve termal enerjiye dönüştürülür, çekirdek ısıtılır.

Kısa devre gerilimi, nominal değerin yüzdesi olarak hesaplanır. Bu modda çalışma sırasında elde edilen parametre, ünitenin önemli bir özelliğidir. Kısa devre akımı ile çarpılması güç kaybını verir.

Çalışma modu

İkincil devreye bir yük bağlandığında, parçacıklar hareket ederek iletkende bir manyetik akıya neden olur. Birincil bobin tarafından üretilen akıştan uzağa yönlendirilir. Birincil sargıda, endüksiyonun elektromotor kuvveti ile güç kaynağı arasında bir anlaşmazlık vardır. İlk spiraldeki akım, manyetik alanın orijinal değerini almadığı zamana kadar artar.

Endüksiyon vektörünün manyetik akısı, alanın seçilen yüzeyden geçişini karakterize eder ve birincil bobindeki anlık kuvvet indeksinin zaman integrali ile belirlenir. Üs, itici kuvvete göre 90° faz dışıdır. İkincil devrede indüklenen emk, şekil ve faz bakımından birincil bobindeki ile örtüşür.

Transformatör çeşitleri ve çeşitleri

Güç üniteleri, yüksek gerilim akımı ile yüksek gücün dönüştürülmesi durumunda kullanılır, ağ performansını ölçmek için kullanılmaz.Enerji üreticisinin şebekesindeki voltaj ile tüketiciye giden devre arasında bir fark olması durumunda kurulum haklıdır. Faz sayısına bağlı olarak, istasyonlar tek sargılı üniteler veya çok sargılı üniteler olarak sınıflandırılabilir.

Tek fazlı bir güç dönüştürücü statik olarak kurulur, hareketsiz yerleştirilmiş karşılıklı endüksiyonla bağlanan sargılarla karakterize edilir. Çekirdek kapalı çerçeve şeklinde yapılır, spirallerin bulunduğu alt, üst boyunduruk ve yan çubuklar vardır. Bobinler ve bir manyetik çekirdek aktif elemanlar olarak hareket eder.

Çubuklardaki sargılar, dönüşlerin sayısı ve şekline göre belirlenmiş kombinasyonlarda veya eşmerkezli bir düzende düzenlenmiştir. En yaygın ve sıklıkla kullanılan silindirik sargı. Ünitenin yapısal elemanları istasyonun parçalarını sabitler, bobinler arasındaki geçişleri izole eder, parçaları soğutur ve arızaları önler. Boyuna yalıtım, çekirdek üzerindeki bireysel dönüşleri veya bunların kombinasyonlarını kapsar. Toprak ve sargılar arasındaki geçişi önlemek için birincil dielektrikler kullanılır.

Üç fazlı elektrik şebekelerinin şemalarında, yükü girişler ve çıkışlar arasında eşit olarak dağıtmak için iki sargılı ve üç sargılı tesisler veya bir faz için yedek cihazlar kurulur. Yağ soğutmalı transformatörler, bir madde içeren bir tankta bulunan sargılı manyetik bir devre içerir.

Sargılar ortak bir iletken üzerinde düzenlenirken, yüklü elektronlar manyetik bir ortamda hareket ettiğinde ortak bir alan, akım veya polarizasyon görünümü nedeniyle etkileşime giren birincil ve ikincil devreler sağlanır. Bu toplam indüksiyon, tesis performansını, yüksek ve alçak voltajı belirlemeyi zorlaştırır.Sargıların manyetik değil, elektriksel bir ortamda etkileştiği bir transformatör ikame planı kullanılır.

Akım geçen endüktif bobinlerin dirençlerinin çalışmasına, tüketen akışların etkisinin eşdeğerliği ilkesi uygulanır. Aktif indüksiyon direncine sahip spiralleri ayırt edin. İkinci tip, partikülleri minimum engelleyici özelliklerle saçılma akıları olmadan ileten manyetik olarak bağlanmış sargılardır.

Benzer makaleler: