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Über Transformatoren müssen Sie die Wissenspunkte beherrschen!

1. Was ist ein Transformator?


Im Wechselstromkreis wird das Gerät, das die Spannung erhöht oder verringert, als Transformator bezeichnet. Der Transformator kann jeden Spannungswert mit der gleichen Frequenz in den Spannungswert umwandeln, den wir benötigen, um die Anforderungen der Übertragung, Verteilung und Nutzung elektrischer Energie zu erfüllen.


Beispielsweise hat der Strom aus einem Kraftwerk ein niedriges Spannungsniveau, und die Spannung muss erhöht werden, bevor er zu einem entfernten Stromverbrauchsgebiet transportiert werden kann. Der Stromverbrauchsbereich muss auf ein geeignetes Spannungsniveau reduziert werden, um Leistungsgeräte und den täglichen Strom zu versorgen. Ausrüstung.


2022/08/25

2. Wie transformiert der Transformator die Spannung?


Transformatoren werden auf der Grundlage elektromagnetischer Induktion hergestellt. Es besteht aus einem Eisenkern, der mit Siliziumstahlblechen (oder Siliziumstahlblechen) gestapelt ist, und zwei Spulensätzen, die um den Eisenkern gewickelt sind. Der Eisenkern und die Spulen sind ohne elektrische Verbindung voneinander isoliert.


Die Spule, die den Transformator und die Stromversorgungsseite verbindet, wird Primärspule (oder Primärseite) genannt, und die Spule, die den Transformator und die elektrische Ausrüstung verbindet, wird Sekundärspule (oder Sekundärseite) genannt. Wenn die Primärspule eines Transformators an eine Wechselstromquelle angeschlossen wird, werden im Eisenkern wechselnde magnetische Kraftlinien erzeugt.


Da die Sekundärspule auf denselben Eisenkern gewickelt ist, schneidet die magnetische Kraftlinie die Sekundärspule, und an der Sekundärspule muss eine induzierte elektromotorische Kraft erzeugt werden, die bewirkt, dass an beiden Enden der Spule eine Spannung auftritt. Da die magnetischen Feldlinien alternieren, ist auch die Spannung der Sekundärspule alternierend. Und die Frequenz ist genau gleich der Netzfrequenz.


Es wurde theoretisch bestätigt, dass das Spannungsverhältnis zwischen der Primärspule und der Sekundärspule des Transformators mit dem Windungsverhältnis der Primärspule und der Sekundärspule zusammenhängt, was durch die folgende Formel ausgedrückt werden kann: Primärspulenspannung/Sekundärspule Spulenspannung = Primärspulenwindungen/Sekundärspulenwindungen . Erklären Sie, dass je mehr Windungen, desto höher die Spannung. Daher ist ersichtlich, dass die Sekundärspule kleiner ist als die Primärspule, die ein Abwärtstransformator ist. Das Gegenteil ist ein Aufwärtstransformator.


3. Welche Bauarten von Transformatoren gibt es?


(1) Je nach Anzahl der Phasen gibt es Einphasen- und Dreiphasentransformatoren.


(2) Je nach Verwendungszweck gibt es Leistungstransformatoren, Spezialleistungstransformatoren, Spannungsregeltransformatoren, Messtransformatoren (Spannungswandler, Stromwandler), Kleinleistungstransformatoren (für Kleinleistungsgeräte) und Sicherheitstransformatoren.


(3) Je nach Struktur gibt es zwei Typen: Kerntyp und Schalentyp. Spulen haben Spartransformatoren mit Doppelwicklung und Mehrfachwicklung.


(4) Je nach Kühlmethode gibt es ölgetauchte und luftgekühlte.



4. Was sind die Komponenten des Transformators?


Transformatorkomponenten bestehen neben Öltanks, Ölkissen, Isolierhülsen und Zapfköpfen hauptsächlich aus Eisenkernen und Spulen.


5. Wozu dient Transformatorenöl?


(1) Isolierwirkung;


(2) Wärmeableitung;


(3) Beseitigen Sie den Lichtbogeneffekt.


6. Was ist ein Spartransformator?


Der Autotransformator hat nur einen Spulensatz, und die Sekundärspule wird von der Primärspule abgegriffen. Neben der Übertragung elektromagnetischer Induktion überträgt die Sekundärspule auch Elektrizität. Dieser Transformator hat mehr Siliziumstahlbleche und Kupferdrähte als gewöhnliche Transformatoren. Weniger, oft verwendet, um die Spannung einzustellen.


7. Wie wird der Spannungsregler eingestellt?


Der Aufbau des Spannungsreglers ist derselbe wie der des Autotransformators, aber der Eisenkern ist zu einer Ringspule verarbeitet und um den Ringeisenkern gewickelt.


Der Sekundärspulenabgriff verwendet einen gleitenden Bürstenkontakt, um den Kontakt ringförmig entlang der Spulenoberfläche gleiten zu lassen, um eine gleichmäßige Spannungsregelung zu erreichen.


8. Wie ist die Strombeziehung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule des Transformators?


Wenn der Transformator unter Last läuft, bewirkt die Änderung des Sekundärspulenstroms die entsprechende Änderung des Primärspulenstroms. Nach dem Prinzip des magnetischen Potentialausgleichs ist der Strom der Primär- und Sekundärspule umgekehrt proportional zur Anzahl der Spulenwindungen. Die Seite mit mehr Windungen hat einen kleineren Strom, und die Seite mit weniger Windungen hat einen größeren Strom.


Er kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden: Primärspulenstrom/Sekundärspulenstrom = Sekundärspulenwindungen/Primärspulenwindungen.


9. Wie groß ist die Spannungsänderungsrate des Transformators?


Die Spannungsänderungsrate des Spannungsreglers ist einer der wichtigsten Leistungsindikatoren des Transformators. Wenn der Transformator die Last mit Strom versorgt, fällt die Spannung am Lastende des Transformators zwangsläufig ab. Vergleichen Sie den Wert der abgefallenen Spannung mit dem Wert der Nennspannung und nehmen Sie den Prozentsatz, dh die Spannungsänderungsrate.


Sie kann durch die Formel ausgedrückt werden: Spannungsänderungsrate = [(sekundäre Nennspannung – Lastklemmenspannung)/sekundäre Nennspannung] × 100 %. Wenn ein normaler Leistungstransformator an eine Nennlast angeschlossen wird, beträgt die Spannungsänderungsrate 4 bis 6 %.


10. Wie kann sichergestellt werden, dass der Transformator eine Nennspannungsleistung hat?


Eine zu hohe oder zu niedrige Spannung beeinträchtigt den normalen Betrieb und die Lebensdauer des Transformators, daher muss die Spannung angepasst werden.


Die Methode der Spannungsregelung besteht darin, mehrere Abgriffe in der Primärspule herauszuführen und mit dem Abgriffskopf zu verbinden. Der Abzweigkopf verändert die Windungszahl der Spule durch Drehen der Kontakte. Solange die Position des Stufenschalters gedreht wird, kann der erforderliche Nennspannungswert erreicht werden. Es ist zu beachten, dass die Spannungsregelung normalerweise nach dem Abschalten der an den Transformator angeschlossenen Last durchgeführt werden sollte.


11. Was sind die üblicherweise verwendeten kleinen Transformatoren? Wo werden sie eingesetzt?


Kleintransformatoren beziehen sich auf Einphasentransformatoren mit einer Leistung von weniger als 1 kVA, die hauptsächlich als Leistungstransformatoren für die Steuerung elektrischer Geräte, Leistungstransformatoren für elektronische Geräte und Leistungstransformatoren für Sicherheitsbeleuchtung verwendet werden.


12. Welche Verluste hat der Transformator im Betrieb? Wie können Verluste reduziert werden?


Verluste im Transformatorbetrieb umfassen zwei Teile:


(1) wird durch den Eisenkern verursacht. Beim Bestromen der Spule entstehen durch die magnetischen Wechselfeldlinien Wirbelstrom- und Hystereseverluste im Eisenkern, die zusammenfassend als Eisenverluste bezeichnet werden.


(2) Es wird durch den Widerstand der Spule selbst verursacht. Wenn Strom durch die Primärspule und die Sekundärspule des Transformators fließt, tritt ein Leistungsverlust auf, und dieser Verlust wird als Kupferverlust bezeichnet.


Die Summe aus Eisenverlust und Kupferverlust ist der Transformatorverlust, und diese Verluste hängen mit der Transformatorkapazität, der Spannung und der Geräteauslastung zusammen. Daher sollte bei der Auswahl eines Transformators die Kapazität des Geräts so weit wie möglich mit der tatsächlichen Nutzung übereinstimmen, um die Auslastung des Geräts zu verbessern, und darauf achten, den Transformator nicht unter geringer Last zu betreiben.


13. Wie lautet das Typenschild des Transformators? Was sind die wichtigsten technischen Daten auf dem Typenschild?


Das Typenschild des Transformators gibt die Leistung, die technischen Daten und die Einsatzmöglichkeiten des Transformators an und dient der Auswahl des Benutzers. In der Regel sind die wichtigsten technischen Daten zu beachten:


(1) KVA der Nennleistung. Das heißt, die Ausgangsleistung des Transformators im Nennzustand. Wie Nennkapazität des einphasigen Transformators = U-Leitung × I-Leitung; dreiphasige Transformatorleistung = U-Leitung × I-Leitung.


(2) Nennspannung in Volt. Die Klemmenspannung der Primärspule und die Klemmenspannung der Sekundärspule (wenn nicht mit der Last verbunden) sind jeweils markiert. Beachten Sie, dass sich die Klemmenspannung des Drehstromtransformators auf den Wert der Netzspannung U Netz bezieht.


(3) Nennstromstärke. Bezieht sich auf den Leitungsstrom I Leitungswert, der unter den Bedingungen der Nennkapazität und des zulässigen Temperaturanstiegs für lange Zeit durch die Primärspule und die Sekundärspule fließen darf


(4) Spannungsverhältnis. Bezeichnet das Verhältnis der Nennspannung der Primärspule zur Nennspannung der Sekundärspule.


(5) Verdrahtungsmethode. Einphasentransformatoren haben nur einen Satz Hoch- und Niederspannungsspulen, die nur für den einphasigen Gebrauch verfügbar sind, während Dreiphasentransformatoren vom Y/△-Typ sind. Zu den oben genannten technischen Daten kommen noch die Nennfrequenz des Trafos, die Phasenzahl, die Erwärmung, der Impedanzanteil des Trafos etc.


14. Wie wählt man einen Transformator aus? Wie kann man die angemessene Kapazität des Transformators bestimmen?


Zunächst ist es notwendig, die Versorgungsspannung des Ortes, an dem der Strom verwendet wird, die tatsächliche Stromlast des Benutzers und die Bedingungen des Ortes zu untersuchen und dann nacheinander gemäß den auf dem angegebenen technischen Daten auszuwählen Typenschild des Transformators. Generell sollten Kapazität, Spannung, Strom und Umgebungsbedingungen des Transformators umfassend berücksichtigt werden. Darunter sollte die Kapazität ausgewählt werden. Die Transformatorleistung sollte entsprechend der Leistung, Art und Nutzungszeit der elektrischen Ausrüstung des Benutzers ausgewählt werden, um die erforderliche Last zu bestimmen.


Während des normalen Betriebs sollte die Leistungslast des Transformators etwa 75-90 % der Nennkapazität des Transformators betragen. Wenn während des Betriebs gemessen wird, dass die tatsächliche Last des Transformators weniger als 50 % beträgt, sollte der Kleinleistungstransformator ausgetauscht werden. Wenn die Nennleistung des Transformators größer ist als die Nennleistung des Transformators, sollte der große Transformator sofort ausgetauscht werden.


Gleichzeitig wird bei der Auswahl des Transformators der Spannungswert der Primärspule des Transformators entsprechend der Netzversorgung bestimmt und der Spannungswert der Sekundärspule entsprechend der elektrischen Ausrüstung ausgewählt. Wählen Sie am besten eine Niederspannungs-Dreiphasen-Vierleiter-Stromversorgung. Dies kann gleichzeitig Strom und Lichtleistung liefern.


Bei der Auswahl des Stromes ist zu beachten, dass die Belastung beim Motorstart den Anforderungen des Motors genügen kann (weil der Anlaufstrom des Motors 4 bis 7 mal größer ist als der des Senkbetriebs).


15. Warum kann der Trafo nicht überlastet werden?


Als Überlastbetrieb wird der Betrieb des Transformators bezeichnet, der den auf dem Typenschild angegebenen Stromwert überschreitet.


Überlastung wird in normale Überlastung und Unfallüberlastung unterteilt. Ersteres bezieht sich auf die Erhöhung des Stromverbrauchs des Benutzers unter normalen Stromversorgungsbedingungen. Sie erhöht häufig die Temperatur des Transformators, fördert die Alterung der Transformatorisolation und verkürzt die Lebensdauer. Daher ist ein Überlastbetrieb des Transformators nicht zulässig.


Unter besonderen Umständen darf der kurzzeitige Überlastbetrieb des Transformators 30 % der Nennlast (Winter) und 15 % im Sommer nicht überschreiten.

16. Welche Arten von Tests sollte der Transformator während des Betriebs durchführen?


Um den normalen Betrieb des Transformators sicherzustellen, sollten die folgenden Tests häufig durchgeführt werden:


(1) Temperaturtest. Ob der Betriebszustand des Transformators normal ist oder nicht, die Temperatur ist sehr wichtig. Die Vorschriften schreiben vor, dass die obere Öltemperatur 85 °C nicht überschreiten sollte (dh der Temperaturanstieg beträgt 55 °C). Transformatoren sind in der Regel mit speziellen Temperaturmessgeräten ausgestattet.


(2) Belastungsmessung. Um die Auslastung des Transformators zu verbessern und den Verlust an elektrischer Energie zu reduzieren, muss beim Betrieb des Transformators die Stromversorgungskapazität bestimmt werden, die der Transformator wirklich tragen kann. Die Messarbeiten werden normalerweise während der Spitzenzeiten des Stromverbrauchs in jeder Jahreszeit durchgeführt, und das Zangenamperemeter wird zur direkten Messung verwendet. Der Stromwert sollte 70 % bis 80 % des Nennstroms des Transformators betragen. Wenn sie überschritten wird, bedeutet dies eine Überlastung und sollte sofort angepasst werden.


(3) Spannungsmessung. Vorschriften verlangen, dass der Spannungsschwankungsbereich innerhalb von ±5 % der Nennspannung liegen sollte. Wenn dieser Bereich überschritten wird, sollten Abgriffe zur Anpassung verwendet werden, um die Spannung in den angegebenen Bereich zu bringen. Im Allgemeinen wird ein Voltmeter verwendet, um die Klemmenspannung der Sekundärspule bzw. die Klemmenspannung des Endverbrauchers zu messen.


(4) Messung des Isolationswiderstands. Um den Transformator in einem normalen Betriebszustand zu halten, muss die Messung des Isolationswiderstands durchgeführt werden, um Isolationsalterung und Unfällen vorzubeugen. Versuchen Sie beim Messen, den Betrieb des Transformators zu stoppen, und verwenden Sie den Schüttler, um den Isolationswiderstandswert des Transformators zu messen. Es ist erforderlich, dass der gemessene Widerstand nicht weniger als 70 % des zuvor gemessenen Werts beträgt. Wenn der Shaker ausgewählt ist, kann die Niederspannungsspule einen Spannungspegel von 500 Volt verwenden.


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