Apie transformatorius turite įvaldyti žinių taškus!

2. Kaip transformatorius transformuoja įtampą?

Transformatoriai gaminami elektromagnetinės indukcijos principu. Juos sudaro geležinė šerdis, sukrauta su silicio plieno lakštais (arba silicio plieno lakštais), ir du ričių rinkiniai, apvynioti aplink geležinę šerdį. Geležinė šerdis ir ritės yra izoliuotos viena nuo kitos be jokio elektros jungties.

Ritė, jungianti transformatorių ir maitinimo šaltinio pusę, vadinama pirmine rite (arba pirmine puse), o ritė, jungianti transformatorių ir elektros įrangą, vadinama antrine rite (arba antrine puse). Kai transformatoriaus pirminė ritė prijungiama prie kintamosios srovės maitinimo šaltinio, geležies šerdyje susidaro kintančios magnetinės jėgos linijos.

Kadangi antrinė ritė yra apvyniota ant tos pačios geležies šerdies, magnetinė jėgos linija kerta antrinę ritę, ir antrinėje ritėje turi būti sukurta indukuota elektrovaros jėga, dėl kurios abiejuose ritės galuose atsiranda įtampa. Kadangi magnetinio lauko linijos yra kintamos, antrinės ritės įtampa taip pat yra kintama. O dažnis yra visiškai toks pat kaip elektros tinklo dažnis.

Teoriškai patvirtinta, kad įtampos santykis tarp transformatoriaus pirminės ir antrinės apvijų yra susijęs su pirminės ir antrinės apvijų vijų santykiu, kurį galima išreikšti tokia formule: pirminės apvijos įtampa / antrinės apvijų įtampa = pirminės apvijų skaičius / antrinės apvijų skaičius. Paaiškinkite, kad kuo daugiau vijų, tuo didesnė įtampa. Todėl galima pastebėti, kad antrinės apvijos įtampa yra mažesnė nei pirminės apvijos, todėl tai yra žeminantis transformatorius. Priešingai – aukštinantis transformatorius.

3. Kokių tipų transformatorių konstrukcijų yra?

(1) Pagal fazių skaičių yra vienfaziai ir trifaziai transformatoriai.

(2) Pagal paskirtį yra galios transformatoriai, specialūs galios transformatoriai, įtampos reguliavimo transformatoriai, matavimo transformatoriai (įtampos transformatoriai, srovės transformatoriai), mažos galios transformatoriai (mažos galios įrangai) ir saugos transformatoriai.

(3) Pagal struktūrą yra du tipai: šerdies ir apvalkalo. Ritės turi dvigubos ir daugiavijos autotransformatorius.

(4) Pagal aušinimo metodą yra alyvoje panardinti ir oru aušinami.

4. Kokie yra transformatoriaus komponentai?

Transformatorių komponentai daugiausia sudaryti iš geležinių šerdžių ir ritinių, taip pat iš alyvos bakų, alyvos pagalvių, izoliacinių įvorių ir čiaupų galvučių.

5. Kam naudojama transformatorinė alyva?

(1) Izoliacijos efektas;

(2) šilumos išsklaidymas;

(3) Pašalinkite lanko efektą.

6. Kas yra autotransformatorius?

Autotransformatorius turi tik vieną ričių rinkinį, o antrinė ritė yra atjungta nuo pirminės ritės. Be elektromagnetinės indukcijos perdavimo, antrinė ritė taip pat perduoda elektros energiją. Šis transformatorius turi daugiau silicio plieno lakštų ir varinių laidų nei įprasti transformatoriai. Jų yra mažiau, dažnai naudojami įtampai reguliuoti.

7. Kaip reguliuojamas įtampos reguliatorius?

Įtampos reguliatoriaus struktūra yra tokia pati kaip autotransformatoriaus, tačiau geležinė šerdis yra pagaminta į toroidinę ritę ir apvyniota aplink toroidinę geležinę šerdį.

Antrinės ritės išvade naudojamas slankus šepetėlio kontaktas, kad kontaktas žiediškai slystų ritės paviršiumi ir būtų pasiektas sklandus įtampos reguliavimas.

8. Koks yra srovės santykis tarp transformatoriaus pirminės ir antrinės apvijos?

Kai transformatorius veikia su apkrova, antrinės apvijos srovės pokytis sukels atitinkamą pirminės apvijos srovės pokytį. Pagal magnetinio potencialo balanso principą, pirminės ir antrinės apvijų srovė yra atvirkščiai proporcinga apvijų skaičiui. Pusėje, kurioje yra daugiau vijų, srovė yra mažesnė, o pusėje, kurioje yra mažiau vijų, srovė yra didesnė.

Tai galima išreikšti tokia formule: pirminės ritės srovė / antrinės ritės srovė = antrinės ritės apvijų skaičius / pirminės ritės apvijų skaičius.

9. Koks yra transformatoriaus įtampos kitimo greitis?

Įtampos reguliatoriaus įtampos kitimo greitis yra vienas iš pagrindinių transformatoriaus veikimo rodiklių. Kai transformatorius tiekia energiją apkrovai, įtampa transformatoriaus apkrovos pusėje neišvengiamai sumažėja. Palyginkite sumažėjusią įtampos vertę su vardine įtampos verte ir išmatuokite procentinę išraišką, t. y. įtampos kitimo greitį.

Jį galima išreikšti formule: įtampos kitimo greitis = [(antrinės apvijos vardinė įtampa - apkrovos gnybtų įtampa) / antrinės apvijos vardinė įtampa] × 100 %. Kai įprastas galios transformatorius prijungiamas prie vardinės apkrovos, įtampos kitimo greitis yra 4–6 %.

10. Kaip užtikrinti, kad transformatorius turėtų vardinę išėjimo įtampą?

Per didelė arba per maža įtampa paveiks normalų transformatoriaus veikimą ir tarnavimo laiką, todėl įtampą reikia reguliuoti.

Įtampos reguliavimo metodas – išvesti kelis pirminės ritės išvadus ir prijungti juos prie išvado galvutės. Išvado galvutė keičia ritės vijų skaičių sukdama kontaktus. Pasukus atšakų keitiklio padėtį, galima gauti reikiamą vardinę įtampos vertę. Reikėtų atkreipti dėmesį, kad įtampos reguliavimas paprastai turėtų būti atliekamas atjungus prie transformatoriaus prijungtą apkrovą.

11. Kokie yra dažniausiai naudojami maži transformatoriai? Kur jie naudojami?

Mažieji transformatoriai – tai vienfaziai transformatoriai, kurių galia mažesnė nei 1 kVA ir kurie dažniausiai naudojami kaip galios transformatoriai elektros įrangai valdyti, elektroninei įrangai ir apsauginiam apšvietimui.

12. Kokie yra transformatoriaus nuostoliai eksploatacijos metu? Kaip juos sumažinti?

Transformatoriaus veikimo nuostoliai susideda iš dviejų dalių:

(1) sukelia geležies šerdis. Kai ritė įjungiama, dėl kintamųjų magnetinio lauko linijų geležies šerdyje atsiranda sūkurinių srovių ir histerezės nuostoliai, kurie bendrai vadinami geležies nuostoliais.

(2) Tai sukelia pačios ritės varža. Kai srovė teka per transformatoriaus pirminę ir antrinę apvijas, atsiranda galios nuostoliai, ir šie nuostoliai vadinami vario nuostoliais.

Geležies ir vario nuostolių suma yra transformatoriaus nuostoliai, ir šie nuostoliai yra susiję su transformatoriaus talpa, įtampa ir įrangos naudojimu. Todėl renkantis transformatorių, įrangos talpa turėtų kuo labiau atitikti faktinį naudojimą, kad būtų pagerintas įrangos panaudojimo rodiklis, ir reikia stengtis, kad transformatorius nebūtų naudojamas esant mažai apkrovai.

13. Kokia yra transformatoriaus vardinė plokštelė? Kokie pagrindiniai techniniai duomenys pateikti vardinėje plokštelėje?

Transformatoriaus vardinė lentelė nurodo transformatoriaus veikimą, technines specifikacijas ir taikymo atvejus, ir yra naudojama siekiant patenkinti vartotojo pasirinkimą. Paprastai pagrindiniai techniniai duomenys, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį, yra šie:

(1) Nominaliosios galios kVA. Tai yra transformatoriaus išėjimo galia nominaliojoje būsenoje. Pavyzdžiui, vienfazio transformatoriaus nominalioji galia = U linija × I linija; trifazio transformatoriaus galia = U linija × I linija.

(2) Nominali įtampa voltais. Pirminės ritės gnybtų įtampa ir antrinės ritės gnybtų įtampa (kai ji neprijungta prie apkrovos) yra atitinkamai pažymėtos. Atkreipkite dėmesį, kad trifazio transformatoriaus gnybtų įtampa reiškia tinklo įtampą U.

(3) Nominali srovės stipris. Nurodo linijos srovės I vertę, kuri ilgą laiką gali praeiti per pirminę ir antrinę apvijas esant nominaliam pajėgumui ir leistinam temperatūros kilimui.

(4) Įtampos santykis. Tai pirminės ritės vardinės įtampos ir antrinės ritės vardinės įtampos santykis.

(5) Laidų jungimo būdas. Vienfaziai transformatoriai turi tik vieną aukštos ir žemos įtampos ričių komplektą, kuris skirtas naudoti tik vienfazėje sistemoje, o trifaziai transformatoriai yra Y/△ tipo. Be aukščiau pateiktų techninių duomenų, nurodomas transformatoriaus vardinis dažnis, fazių skaičius, temperatūros kilimas, transformatoriaus varžos procentinė dalis ir kt.

14. Kaip išsirinkti transformatorių? Kaip nustatyti tinkamą transformatoriaus galią?

Visų pirma, reikia ištirti elektros energijos tiekimo vietos įtampą, faktinę vartotojo elektros energijos apkrovą ir vietos sąlygas, o tada pasirinkti transformatorių pagal transformatoriaus specifikacijų lentelėje nurodytus techninius duomenis. Paprastai reikia išsamiai atsižvelgti į transformatoriaus talpą, įtampą, srovę ir aplinkos sąlygas. Tarp jų reikėtų pasirinkti talpą. Transformatoriaus talpa turėtų būti parinkta atsižvelgiant į vartotojo elektros įrangos talpą, pobūdį ir naudojimo laiką, kad būtų galima nustatyti reikiamą apkrovą.

Įprasto veikimo metu transformatoriaus apkrova turėtų sudaryti apie 75–90 % transformatoriaus vardinės galios. Jei veikimo metu išmatuota, kad faktinė transformatoriaus apkrova yra mažesnė nei 50 %, mažos galios transformatorių reikia pakeisti. Jei transformatoriaus vardinė galia yra didesnė už transformatoriaus vardinę galią, didelę galią reikia nedelsiant pakeisti.

Tuo pačiu metu, renkantis transformatorių, transformatoriaus pirminės ritės įtampos vertė nustatoma pagal tinklo maitinimo šaltinį, o antrinės ritės įtampos vertė parenkama pagal elektros įrangą. Geriausia rinktis žemos įtampos trifazį keturių laidų maitinimo šaltinį. Tai gali vienu metu tiekti energiją ir apšvietimo galią.

Renkantis srovę, reikia atkreipti dėmesį, kad apkrova gali atitikti variklio reikalavimus varikliui įsijungiant (nes variklio paleidimo srovė yra 4–7 kartus didesnė nei nuskandinimo operacijos srovė).

15. Kodėl transformatoriaus negalima perkrauti?

Perkrovos veikimas reiškia transformatoriaus veikimą, kai srovės vertė viršija nurodytą ant vardinės plokštelės.

Perkrova skirstoma į įprastą perkrovą ir avarinę perkrovą. Pirmoji reiškia padidėjusį vartotojo energijos suvartojimą esant įprastoms maitinimo sąlygoms. Ji dažnai padidina transformatoriaus temperatūrą, skatina transformatoriaus izoliacijos senėjimą ir sutrumpina tarnavimo laiką. Todėl transformatoriaus perkrovos veikimas neleidžiamas.

Ypatingomis aplinkybėmis transformatoriaus perkrovos veikimas per trumpą laiką neturi viršyti 30% vardinės apkrovos (žiemą), o vasarą – 15%.

16. Kokius bandymus transformatorius turėtų atlikti eksploatavimo metu?

Norint užtikrinti normalų transformatoriaus veikimą, dažnai reikia atlikti šiuos bandymus:

(1) Temperatūros bandymas. Temperatūra yra labai svarbi, nepriklausomai nuo to, ar transformatorius veikia normaliai, ar ne. Reglamentuose nustatyta, kad viršutinė alyvos temperatūra neturi viršyti 85 °C (t. y. temperatūros kilimas yra 55 °C). Paprastai transformatoriai turi specialius temperatūros matavimo prietaisus.

(2) Apkrovos matavimas. Siekiant pagerinti transformatoriaus panaudojimo koeficientą ir sumažinti elektros energijos nuostolius, transformatoriaus veikimo metu reikia nustatyti realią transformatoriaus maitinimo galią. Matavimo darbai paprastai atliekami kiekvieno sezono elektros energijos suvartojimo piko metu, o tiesioginiam matavimui naudojamas spaustukas-ampermetras. Srovės vertė turėtų būti 70–80 % transformatoriaus vardinės srovės. Kai ji viršija šią vertę, tai reiškia perkrovą ir ją reikia nedelsiant sureguliuoti.

(3) Įtampos matavimas. Reglamentai reikalauja, kad įtampos kitimo diapazonas būtų ±5 % vardinės įtampos ribose. Jei šis diapazonas viršijamas, reikia naudoti atšakas, kad įtampa būtų sureguliuota taip, jog atitiktų nurodytą diapazoną. Paprastai voltmetras naudojamas atitinkamai antrinės ritės gnybtų įtampai ir galutinio vartotojo gnybtų įtampai matuoti.

(4) Izoliacijos varžos matavimas. Norint palaikyti transformatoriaus įprastą veikimo būseną, reikia išmatuoti izoliacijos varžą, kad būtų išvengta izoliacijos senėjimo ir avarijų. Matuojant reikia sustabdyti transformatoriaus veikimą ir kratytuvu išmatuoti transformatoriaus izoliacijos varžos vertę. Reikalaujama, kad išmatuota varža nebūtų mažesnė nei 70 % anksčiau išmatuotos vertės. Pasirinkus kratytuvą, žemos įtampos ritė gali naudoti 500 voltų įtampą.