Што се тиче трансформатора, морате савладати знање!

2. Како трансформатор трансформише напон?

Трансформатори се праве на бази електромагнетне индукције. Састоје се од гвозденог језгра наслаганог са лимовима од силицијумског челика (или лимовима од силицијумског челика) и два сета калемова намотаних око гвозденог језгра. Гвоздено језгро и калемови су међусобно изоловани без икакве електричне везе.

Калем који повезује трансформатор и страну напајања назива се примарни калем (или примарна страна), а калем који повезује трансформатор и електричну опрему назива се секундарни калем (или секундарна страна). Када је примарни калем трансформатора повезан на извор наизменичне струје, у гвозденом језгру се стварају променљиве магнетне линије силе.

Пошто је секундарни калем намотан на исто гвоздено језгро, магнетна линија силе сече секундарни калем, и на секундарном калему мора да се генерише индукована електромоторна сила, што узрокује појаву напона на оба краја калема. Пошто су линије магнетног поља наизменичне, напон секундарног калема је такође наизменичан. А фреквенција је потпуно иста као и фреквенција мреже.

Теорија је потврђена да је однос напона између примарног и секундарног калема трансформатора повезан са односом намотаја примарног и секундарног калема, што се може изразити следећом формулом: напон примарног калема/напон секундарног калема = намотаји примарног калема/намотаји секундарног калема. Објасните да што је више намотаја, то је већи напон. Стога се може видети да је секундарни калем мањи од примарног калема, што је трансформатор са нижим намотајем. Супротно томе, трансформатор са повећаним намотајем је трансформатор са повећаним намотајем.

3. Које врсте дизајна трансформатора постоје?

(1) Према броју фаза, постоје једнофазни и трофазни трансформатори.

(2) Према намени, постоје енергетски трансформатори, специјални енергетски трансформатори, трансформатори за регулацију напона, мерни трансформатори (напонски трансформатори, струјни трансформатори), мали енергетски трансформатори (за опрему мале снаге) и сигурносни трансформатори.

(3) Према структури, постоје два типа: са језгром и са омотачем. Калемови имају двоструко-намотане и вишеструко-намотане аутотрансформаторе.

(4) Према начину хлађења, постоје уљем уроњени и ваздушно хлађени.

4. Које су компоненте трансформатора?

Компоненте трансформатора се углавном састоје од гвоздених језгара и калема, поред резервоара за уље, јастука за уље, изолационих чаура и глава славина.

5. Чему служи трансформаторско уље?

(1) Ефекат изолације;

(2) одвођење топлоте;

(3) Елиминишите ефекат лука.

6. Шта је аутотрансформатор?

Аутотрансформатор има само један сет калемова, а секундарни калем се изводи из примарног калема. Поред преноса електромагнетне индукције, секундарни калем такође преноси електричну енергију. Овај трансформатор има више силицијумских челичних лимова и бакарних жица него обични трансформатори. Мање, често се користи за подешавање напона.

7. Како се подешава регулатор напона?

Структура регулатора напона је иста као и код аутотрансформатора, али је гвоздено језгро направљено у облику тороидалне завојнице и намотано око тороидног гвозденог језгра.

Секундарни намотај користи клизни четкасти контакт како би контакт клизио прстенасто дуж површине намотаја и постизао глатку регулацију напона.

8. Какав је однос струје између примарног и секундарног калема трансформатора?

Када трансформатор ради са оптерећењем, промена струје секундарног калема ће изазвати одговарајућу промену струје примарног калема. Према принципу магнетне равнотеже потенцијала, струја примарног и секундарног калема је обрнуто пропорционална броју намотаја калема. Страна са више намотаја има мању струју, а страна са мање намотаја има већу струју.

Може се изразити следећом формулом: струја примарног калема / струја секундарног калема = број намотаја секундарног калема / број намотаја примарног калема.

9. Колика је брзина промене напона трансформатора?

Брзина промене напона регулатора напона један је од главних показатеља перформанси трансформатора. Када трансформатор напаја оптерећење, напон на страни оптерећења трансформатора ће неизбежно пасти. Упоредите пад напона са номиналном вредношћу напона и израчунајте проценат, односно брзину промене напона.

Може се изразити формулом: брзина промене напона = [(секундарни називни напон - напон терминала оптерећења) / секундарни називни напон] × 100%. Када је нормалан трансформатор снаге повезан на називно оптерећење, брзина промене напона је 4 до 6%.

10. Како осигурати да трансформатор има номинални излазни напон?

Превисок или пренизак напон ће утицати на нормалан рад и век трајања трансформатора, па се напон мора подесити.

Метод регулације напона је извођење неколико извода у примарном калему и њихово повезивање са главом извода. Глава извода мења број обртаја калема ротирањем контаката. Док год је положај мењача одвода окренут, може се постићи потребна вредност називног напона. Треба напоменути да регулацију напона обично треба извршити након искључивања оптерећења повезаног са трансформатором.

11. Који су најчешће коришћени мали трансформатори? Где се користе?

Мали трансформатори се односе на једнофазне трансформаторе капацитета мањег од 1 kVA, који се углавном користе као енергетски трансформатори за управљање електричном опремом, енергетски трансформатори за електронску опрему и енергетски трансформатори за сигурносно осветљење.

12. Колики су губици трансформатора током рада? Како смањити губитке?

Губици у раду трансформатора укључују два дела:

(1) је узроковано гвозденим језгром. Када је калем под напоном, због наизменичних линија магнетног поља, настају губици услед вртложних струја и хистерезиса у гвозденом језгру, који се заједнички називају губици у гвожђу.

(2) Узроковано је отпором самог калема. Када струја пролази кроз примарни и секундарни калем трансформатора, доћи ће до губитка снаге, а тај губитак се назива губитак бакра.

Збир губитака гвожђа и бакра је губитак трансформатора, а ови губици су повезани са капацитетом трансформатора, напоном и искоришћењем опреме. Стога, при избору трансформатора, капацитет опреме треба да буде што је више могуће у складу са стварном употребом како би се побољшала стопа искоришћења опреме, и пазите да трансформатор не ради под малим оптерећењем.

13. Шта је натписна плочица трансформатора? Који су главни технички подаци на натписној плочици?

Називна плочица трансформатора показује перформансе, техничке спецификације и прилике примене трансформатора и користи се за задовољавање корисниковог избора. Обично су главни технички подаци на које треба обратити пажњу:

(1) KVA номиналног капацитета. То јест, излазни капацитет трансформатора у номиналном стању. На пример, номинални капацитет једнофазног трансформатора = U линија × I линија; капацитет трофазног трансформатора = U линија × I линија.

(2) Називни напон у волтима. Напон на терминалима примарног калема и напон на терминалима секундарног калема (када није повезан са оптерећењем) су респективно означени. Треба напоменути да се напон на терминалима трофазног трансформатора односи на вредност напона U мреже.

(3) Називна струја ампераже. Односи се на вредност струје I која сме да пролази кроз примарни и секундарни калем током дужег времена под условима називног капацитета и дозвољеног пораста температуре.

(4) Однос напона. Односи се на однос називног напона примарног калема и називног напона секундарног калема.

(5) Начин ожичења. Једнофазни трансформатори имају само један сет калемова високог и ниског напона, који су доступни само за једнофазну употребу, док трофазни трансформатори имају тип Y/△. Поред горе наведених техничких података, ту су и номинална фреквенција трансформатора, број фаза, пораст температуре, проценат импедансе трансформатора итд.

14. Како одабрати трансформатор? Како одредити разумну снагу трансформатора?

Пре свега, потребно је истражити напон напајања места где се електрична енергија користи, стварно електрично оптерећење корисника и услове места, а затим одабрати један по један према техничким подацима наведеним на натписној плочици трансформатора. Генерално, капацитет, напон, струја и услови околине трансформатора треба свеобухватно размотрити. Међу њима, треба одабрати капацитет. Капацитет трансформатора треба одабрати према капацитету, природи и времену коришћења електричне опреме корисника како би се одредило потребно оптерећење.

Током нормалног рада, оптерећење трансформатора треба да буде око 75-90% номиналног капацитета трансформатора. Током рада, ако се измери да је стварно оптерећење трансформатора мање од 50%, трансформатор малог капацитета треба заменити. Ако је номинални капацитет трансформатора већи од номиналног капацитета трансформатора, трансформатор великог капацитета треба одмах заменити.

Истовремено, при избору трансформатора, вредност напона примарног калема трансформатора се одређује према напајању мреже, а вредност напона секундарног калема се бира према електричној опреми. Најбоље је одабрати нисконапонско трофазно четворожично напајање. Ово може истовремено обезбедити напајање и осветљење.

За избор струје, треба напоменути да оптерећење може задовољити захтеве мотора када се мотор покрене (јер је стартна струја мотора 4 до 7 пута већа од оне при потонућу).

15. Зашто трансформатор не може бити преоптерећен?

Рад са преоптерећењем односи се на рад трансформатора који прелази вредност струје наведену на натписној плочици.

Преоптерећење се дели на нормално преоптерећење и акцидентно преоптерећење. Прво се односи на повећање потрошње енергије корисника под нормалним условима напајања. Често повећава температуру трансформатора, подстиче старење изолације трансформатора и смањује век трајања. Стога, рад трансформатора са преоптерећењем није дозвољен.

Под посебним околностима, преоптерећење трансформатора у кратком временском периоду не сме прећи 30% номиналног оптерећења (зими), а лети не сме прећи 15%.

16. Које врсте испитивања треба да уради трансформатор током рада?

Да би се осигурао нормалан рад трансформатора, следећа испитивања треба често спроводити:

(1) Тест температуре. Без обзира да ли је радно стање трансформатора нормално или не, температура је веома важна. Прописи прописују да температура горњег уља не сме прећи 85°C (тј. пораст температуре је 55°C). Генерално, трансформатори су опремљени посебним уређајима за мерење температуре.

(2) Мерење оптерећења. Да би се побољшала стопа искоришћења трансформатора и смањили губици електричне енергије, током рада трансформатора, мора се одредити капацитет напајања који трансформатор заиста може да поднесе. Мерења се обично изводе током вршног периода потрошње електричне енергије у свакој сезони, а за директно мерење се користи амперметар са стезаљкама. Вредност струје треба да буде 70% до 80% номиналне струје трансформатора. Када се прекорачи, то значи преоптерећење и треба је одмах подесити.

(3) Мерење напона. Прописи захтевају да опсег варијације напона буде унутар ±5% од номиналног напона. Ако се овај опсег прекорачи, треба користити изводе за подешавање како би се напон довео у наведени опсег. Генерално, волтметар се користи за мерење напона на терминалима секундарног калема и напона на терминалима крајњег корисника, респективно.

(4) Мерење отпора изолације. Да би се трансформатор одржао у нормалном радном стању, мора се извршити мерење отпора изолације како би се спречило старење изолације и незгоде. Приликом мерења, покушајте да зауставите рад трансформатора и користите вибратор за мерење вредности отпора изолације трансформатора. Потребно је да измерени отпор не буде мањи од 70% претходно измерене вредности. Када је изабран вибратор, нисконапонски калем може користити напон од 500 волти.