Transformátor je zařízení, které převádí napětí střídavý proud(zvýšení nebo snížení). Transformátor se skládá z několika vinutí (dvě a více), která jsou navinuta na společném feromagnetickém jádru. Pokud se transformátor skládá pouze z jednoho vinutí, pak se nazývá autotransformátor. Moderní proudové transformátory jsou: tyčové, pancéřové nebo toroidní. Všechny tři typy transformátorů mají podobné vlastnosti a spolehlivost, ale liší se od sebe způsobem výroby.

U tyčových transformátorů je vinutí navinuto na jádru a u tyčových transformátorů je vinutí součástí jádra. U tyčového transformátoru jsou vinutí jasně viditelná a z jádra jsou viditelné pouze spodní a horní části. Jádro pancéřového transformátoru ukrývá téměř celé vinutí. Vinutí tyčového transformátoru jsou uspořádána horizontálně, zatímco toto uspořádání u pancéřovaného transformátoru může být buď vertikální nebo horizontální.

Bez ohledu na typ transformátoru zahrnuje následující tři funkční části: magnetický systém transformátoru (magnetické jádro), vinutí a chladicí systém.

Princip činnosti transformátoru

V transformátoru je obvyklé rozlišovat mezi primárním a sekundárním vinutím. Napětí je přiváděno do primárního vinutí a napětí je odváděno ze sekundárního vinutí. Činnost transformátoru je založena na Faradayově zákonu (zákon elektromagnetické indukce): časově proměnný magnetický tok oblastí ohraničenou obvodem vytváří elektromotorickou sílu. Platí to i naopak: měnící se elektrický proud indukuje měnící se magnetické pole.

V transformátoru jsou dvě vinutí: primární a sekundární. Primární vinutí přijímá energii z externího zdroje a napětí je odstraněno ze sekundárního vinutí. Střídavý proud v primárním vinutí vytváří v magnetickém obvodu střídavé magnetické pole, které zase vytváří proud v sekundárním vinutí.

Provozní režimy transformátoru

Existují tři režimy provozu transformátoru: nečinný, zkratový režim, pracovní režim. Transformátor je "naprázdno", kdy výstupy ze sekundárních vinutí nejsou nikde zapojeny. Pokud je jádro transformátoru vyrobeno z měkkého magnetického materiálu, pak proud naprázdno ukazuje, jaké ztráty vznikají v transformátoru remagnetizací jádra a vířivými proudy.

V režimu zkratu jsou výstupy sekundárního vinutí zkratovány a na primární vinutí je přivedeno malé napětí, takže zkratový proud je roven jmenovitému proudu transformátoru. Hodnotu ztrát (výkonu) lze vypočítat, pokud se napětí v sekundárním vinutí vynásobí zkratovým proudem. Takový transformátorový režim nachází své technické uplatnění v přístrojových transformátorech.

Pokud je k sekundárnímu vinutí připojena zátěž, pak v ní vzniká proud, který indukuje magnetický tok nasměrovaný proti magnetickému toku v primárním vinutí. Nyní, v primárním vinutí, EMF napájecího zdroje a EMF napájecí indukce nejsou stejné, takže proud v primárním vinutí se zvyšuje, dokud magnetický tok nedosáhne své předchozí hodnoty.

Pro transformátor v režimu aktivní zátěže platí rovnost:
U_2/U_1=N_2/N_1, kde U2, U1 jsou okamžitá napětí na koncích sekundárního a primárního vinutí a N1, N2 jsou počty závitů v primárním a sekundárním vinutí. Pokud U2 > U1, transformátor se nazývá stupňovitý, jinak máme transformátor snižující. Jakýkoli transformátor je obvykle charakterizován číslem k, kde k je transformační poměr.

Typy transformátorů

Existuje několik typů transformátorů v závislosti na jejich použití a vlastnostech. Například v elektrických sítích sídel, průmyslových podniků se používají výkonové transformátory, jejichž hlavním úkolem je snížit napětí v síti na obecně přijímané - 220 V.

Pokud je transformátor určen k regulaci proudu, nazývá se proudový transformátor, a pokud zařízení reguluje napětí, pak je to napěťový transformátor. V konvenčních sítích se používají jednofázové transformátory, v sítích se třemi vodiči (fáze, nula, zem) je potřeba transformátor třífázový.

Domácí transformátor, 220V je určen k ochraně domácí přístroje z kolísání napětí.

Svařovací transformátor je určen k oddělení svařovací a napájecí sítě, ke snížení napětí v síti na hodnotu potřebnou pro svařování.

Olejový transformátor je určen pro použití v sítích s napětím nad 6000 Voltů. Konstrukce transformátoru zahrnuje: magnetický obvod, vinutí, nádrž a také kryty se vstupy. Magnetický obvod tvoří 2 plechy z elektrooceli, které jsou od sebe izolovány, vinutí bývají vyrobena z hliníkového nebo měděného drátu. Regulace napětí se provádí pomocí odbočky, která je připojena k vypínači.

Existují dva typy spínání větví: spínání pod zátěží - OLTC (regulace pod zátěží), stejně jako bez zátěže, po odpojení transformátoru od vnější sítě (PBV, nebo spínání bez buzení). Druhý způsob regulace napětí se rozšířil.

Když už mluvíme o typech transformátorů, je nemožné nemluvit o elektronickém transformátoru. Elektronický transformátor je specializovaný napájecí zdroj, který se používá k přeměně napětí 220V na 12 (24)V při vysokém výkonu. Elektronický transformátor je mnohem menší než běžný, se stejnými parametry zátěže.

Ideální transformátorové rovnice

Pro výpočet hlavních charakteristik transformátorů je obvyklé používat jednoduché rovnice, které zná každý moderní student. K tomu použijte koncept ideálního transformátoru. Ideální transformátor je takový transformátor, ve kterém nedochází k energetickým ztrátám pro ohřev vinutí a vířivé proudy. V ideálním transformátoru se energie primárního okruhu zcela přemění na energii magnetického pole a poté na energii sekundárního vinutí. Proto můžeme napsat:
P1=I1*U1=P2=I2*U2,
kde P1, P2 jsou výkony elektrického proudu v primárním a sekundárním vinutí.

Transformátorové jádro

Magnetický obvod je deska z elektrooceli, která koncentruje magnetické pole transformátoru. Jádrem transformátoru je plně sestavený systém s díly držícími transformátor pohromadě. Část magnetického obvodu, na které jsou připevněna vinutí, se nazývá jádro transformátoru. Část magnetického obvodu, která nenese vinutí a uzavírá magnetický obvod, se nazývá jho.

V transformátoru mohou být tyče uspořádány různými způsoby, proto existují čtyři typy magnetických obvodů (magnetické systémy): plochý magnetický systém, prostorový magnetický systém, symetrický magnetický systém a asymetrický magnetický systém.

Vinutí transformátoru

Nyní si povíme něco o vinutí transformátoru. Hlavní částí vinutí je cívka, která jednou obtočí magnetický obvod a ve které se indukuje magnetické pole. Pod vinutím rozumíme součtu závitů, EMF celého vinutí se rovná součtu EMF v každém závitu.

U výkonových transformátorů se vinutí obvykle skládá z vodičů se čtvercovým průřezem. Takový vodič se také nazývá obytný jinak. Čtvercový vodič slouží k efektivnějšímu využití prostoru uvnitř jádra. Jako izolaci pro každé jádro lze použít buď papír, nebo smaltovaný lak. Dvě jádra mohou být propojena a mají jednu izolaci - tento design se nazývá kabel.

Vinutí jsou následujících typů: hlavní, regulační a pomocná. Volá se hlavní vinutí, do kterého je přiváděn proud nebo ze kterého je proud odváděn (primární a sekundární vinutí). Vinutí s vývody pro regulaci poměru transformace napětí se nazývá regulační vinutí.

Aplikace transformátorů

Ze školního kurzu fyziky je známo, že výkonové ztráty ve vodičích jsou přímo úměrné druhé mocnině síly proudu. Proto pro přenos proudu na velké vzdálenosti se napětí zvyšuje a před dodáním spotřebiteli se naopak snižuje. V prvním případě jsou potřeba stupňovité transformátory a ve druhém snižovací. Toto je hlavní použití transformátorů.

Transformátory se také používají v silových obvodech pro domácí spotřebiče. Například televizory používají transformátory s několika vinutími (k napájení obvodů, tranzistorů, kineskopu atd.).

1. Izolace transformátoru je založena na bezmaticové vakuové impregnaci a pracuje v prostředí s vysokou vlhkostí vzduchu a v chemicky agresivní atmosféře.
2. Minimální výdej energie spalování (např. 43 kg pro transformátor 1600 kVA odpovídá 1,1 % hmotnosti). Ostatní izolační materiály jsou prakticky nehořlavé, samozhášecí a neobsahují žádné toxické přísady.
3. Odolnost transformátoru proti znečištění díky samočistícím konvekčním kotoučům vinutí.
4. Dlouhé dotvarování na povrchu kotoučů vinutí, které vytvářejí efekt izolačních bariér.
5. Odolnost transformátoru vůči teplotním šokům i při extrémně nízkých teplotách (-50°C).
6. Keramické distanční bloky (nehořlavé) mezi navíjecími kotouči.
7. Izolace vodičů sklo-hedvábí.
8. Bezpečný provoz transformátoru díky speciální konstrukci vinutí Vliv napětí na izolaci nikdy nepřekročí izolační napětí (max. 10 V). Částečné výboje v izolaci jsou fyzikálně nemožné.
9. Chlazení transformátoru zajišťují vertikální a horizontální chladicí kanály a minimální tloušťka izolace umožňuje provozovat transformátor s velkými krátkodobými přetíženími v krytí IP 45 bez nuceného chlazení.
10. Izolační válec je vyroben z prakticky nehořlavého a samozhášecího materiálu, vyztužený skelným vláknem.
11. Nízkonapěťové vinutí ze standardního drátu nebo fólie; jako materiál vinutí se používá měď.
12. Dynamickou odolnost transformátoru proti zkratu zajišťují keramické izolátory.

transformátory- elektromagnetické statické měniče elektrické energie.Transformátory se nazývají elektromagnetická zařízení, která slouží k přeměně střídavého proudu jednoho napětí na střídavý proud jiného napětí o stejné frekvenci a k ​​přenosu elektrické energie elektromagnetickými prostředky z jednoho obvodu do druhého.

Hlavní účel transformátorů- změnit střídavé napětí. Transformátory se také používají pro převod počtu fází a frekvence.

Proudové transformátory nazývaná zařízení určená k přeměně proudu libovolné velikosti na proud, který lze měřit běžnými zařízeními, a také k napájení různých relé a vinutí elektromagnetů. Počet závitů sekundárního vinutí proudového transformátoru je w2 > w1.

Charakteristickým rysem proudových transformátorů je jejich provoz v režimu blízkém zkratu, protože jejich sekundární vinutí je vždy uzavřeno na malý odpor.

Napěťové transformátory nazývaná zařízení určená k přeměně vysokonapěťového střídavého proudu na nízkonapěťový střídavý proud a napájení paralelních cívek měřící nástroje a relé. Princip činnosti a zařízení napěťových transformátorů je podobný principu činnosti výkonových transformátorů. Počet závitů sekundárního vinutí w2< w1, так как все измерительные трансформаторы напряжения – понижающего типа.

Charakteristickým rysem činnosti napěťového měřicího transformátoru je, že jeho sekundární vinutí je vždy uzavřeno na vysoký odpor a transformátor pracuje v režimu blízkém klidovému režimu, protože připojená zařízení spotřebovávají malý proud.

Nejrozšířenější jsou transformátory napájecího napětí, které vyrábí elektrotechnický průmysl o výkonu nad milion kilovoltampérů a pro napětí do 1150 - 1500 kV.

Pro přenos a rozvod elektrické energie je nutné zvýšit napětí turbogenerátorů a hydrogenerátorů instalovaných v elektrárnách z 16 - 24 kV na napětí 110, 150, 220, 330, 500, 750 a 1150 kV používaných v přenosových vedeních. a poté jej opět snižte na 35 ; deset; 6; 3; 0,66; 0,38 a 0,22 kV pro využití energie v průmyslu, zemědělství a běžném životě.

Protože v energetických systémech probíhá mnoho přeměn, výkon transformátorů je 7-10x vyšší než instalovaný výkon generátorů v elektrárnách.

Výkonové transformátory se vyrábějí převážně na frekvenci 50 Hz.

Nízkovýkonové transformátory jsou široce používány v různých elektrických instalacích, systémech přenosu a zpracování informací, navigaci a dalších zařízeních. Frekvenční rozsah, ve kterém mohou transformátory pracovat, je od několika hertzů do 105 Hz.

Podle počtu fází se transformátory dělí na jednofázové, dvoufázové, třífázové a vícefázové. Výkonové transformátory se vyrábí převážně v třífázovém provedení. Pro použití v jednofázových sítích jsou k dispozici.

Klasifikace transformátorů podle počtu a schémat zapojení vinutí

Transformátory mají dvě nebo více vinutí navzájem indukčně spojených. Vinutí, která spotřebovávají energii ze sítě, se nazývají primární. Vinutí, která dodávají elektrickou energii spotřebiteli, se nazývají sekundární.

Polyfázové transformátory mají vinutí spojená do vícepaprskové hvězdy nebo mnohoúhelníku. Třífázové transformátory mají zapojení do třípaprskové hvězdy a trojúhelníku.

Zvyšovací a snižovací transformátory

Podle poměru napětí na primárním a sekundárním vinutí se transformátory dělí na zvyšující a snižující. V stupňovací transformátor primární vinutí má nízké napětí a sekundární má vysoké napětí. V snižovací transformátor Naopak sekundární vinutí má nízké napětí a primární má vysoké napětí.

Nazývají se transformátory s jedním primárním a jedním sekundárním vinutím dvouvinutí. Poměrně rozšířené tři vinuté transformátory mající tři vinutí pro každou fázi, například dvě na straně nízkého napětí, jedno na straně vysokého napětí nebo naopak. Polyfázové transformátory může mít více vysokonapěťových a nízkonapěťových vinutí.

Klasifikace transformátorů podle konstrukce

Podle návrhu jsou výkonové transformátory rozděleny do dvou hlavních typů - olejové a suché.

V olejové transformátory Magnetický obvod s vinutími je umístěn v nádrži naplněné transformátorovým olejem, který je dobrým izolantem a chladivem.

V souladu s regulačními dokumenty se konstrukční vlastnosti transformátoru odrážejí v označení jeho typu a chladicích systémů.

Typ transformátoru:

• Autotransformátor (pro jednofázový O, pro třífázový T) - A
• Dělené nízkonapěťové vinutí - P
• Ochrana kapalného dielektrika pomocí dusíkové pokrývky bez expandéru - Z
• Verze z lité pryskyřice - L
• Třívinutý transformátor - T
• Transformátor s přepínačem - N
• Suchý transformátor s přirozeným chlazením vzduchem (obvykle druhé písmeno v typovém označení), nebo verze pro vlastní potřebu elektráren (obvykle poslední písmeno v typovém označení) - C
• Kabelový vstup - K
• Přírubový vstup (pro kompletní TS) - F

Chladicí systémy pro suché transformátory:

• Přírodní vzduch s otevřeným designem - C
• Přírodní vzduch s chráněným designem - SZ
• Přírodní vzduch s hermetickým designem - SG
• Vzduch s nuceným oběhem vzduchu - SD

Chladicí systémy pro olejové transformátory:

• Přirozená cirkulace vzduchu a oleje - M
• Nucená cirkulace vzduchu a přirozená cirkulace oleje - D
• Přirozená cirkulace vzduchu a nucená cirkulace oleje s nesměrovým tokem oleje - MC
• Přirozená cirkulace vzduchu a nucená cirkulace oleje se směrovým tokem oleje - NMC
• Nucená cirkulace vzduchu a oleje s nesměrným prouděním oleje - DC
• Nucená cirkulace vzduchu a oleje se směrovým tokem oleje - NDC
• Nucený oběh vody a oleje s nesměrovým tokem oleje - C
• Nucený oběh vody a oleje se směrovým tokem oleje - NC

Chladicí systémy pro transformátory s nehořlavým kapalným dielektrikem:

• Kapalinové dielektrické chlazení s nuceným oběhem vzduchu - ND
• Chlazení nehořlavým kapalným dielektrikem s nucenou cirkulací vzduchu a usměrněným tokem kapalného dielektrika - NND

Pro člověka, který není obeznámen s elektrikou, je obtížné si představit, co je transformátor, kde je zapojen, účel jeho konstrukčních prvků.

Obecné informace o zařízení

Transformátor je statické elektromagnetické zařízení určené k přeměně proudu s proměnnou frekvencí s jedním napětím na střídavý proud s jiným napětím, ale se stejnou frekvencí, na základě jevu elektromagnetické indukce.

Zařízení nacházejí uplatnění ve všech oblastech lidské činnosti: elektroenergetika, radiotechnika, radioelektronický průmysl, domácnost.

Design

Zařízení transformátoru předpokládá přítomnost jedné nebo více jednotlivých cívek (pásek nebo drátu) pod jediným magnetickým tokem, navinutých na jádru vyrobeném z feromagnetu.

Nejdůležitější konstrukční části jsou následující:

• navíjení;
• rám;
• magnetický obvod (jádro);
• chladící systém;
• izolační systém;
• další díly nezbytné pro ochranné účely, pro instalaci, zajišťující přístup k výstupním dílům.

U přístrojů můžete nejčastěji vidět dva typy vinutí: primární, které přijímá elektrický proud z externího zdroje napájení, a sekundární, ze kterého je odebíráno napětí.

Jádro poskytuje zlepšený zpětný kontakt vinutí, má snížený odpor vůči magnetickému toku.

Některé typy zařízení pracujících na ultravysoké a vysoké frekvenci se vyrábějí bez jádra.

Výroba zařízení je založena na třech základních koncepcích vinutí:

• obrněný;
• toroidní;
• tyč.

Zařízení tyčových transformátorů znamená, že vinutí vinutí na jádru je přísně horizontální. V obrněných zařízeních je uzavřena v magnetickém obvodu, umístěna vodorovně nebo svisle.

Spolehlivost, výkon, konstrukce a princip činnosti transformátoru jsou akceptovány bez jakéhokoli vlivu na princip jeho výroby.

Princip činnosti

Princip činnosti transformátoru je založen na efektu vzájemné indukce. Tok proudu s proměnnou frekvencí od jiného dodavatele energie na vstupy primárního vinutí vytváří v jádře magnetické pole s proměnným tokem procházejícím sekundárním vinutím a vyvolává v něm vznik elektromotorické síly. Zkrat sekundárního vinutí na výkonovém přijímači způsobí vlivem elektromotorické síly průchod elektrického proudu přijímačem, zároveň se v primárním vinutí vytvoří zatěžovací proud.

Účelem transformátoru je přesunout přeměněnou elektrickou energii (bez změny její frekvence) do sekundárního vinutí z primárního s napětím vhodným pro provoz spotřebičů.

Klasifikace podle typu

Napájení

Transformátor střídavého proudu je zařízení používané k transformaci elektřiny v napájecích sítích a elektrických instalacích významného výkonu.

Potřeba elektráren se vysvětluje vážným rozdílem v provozních napětích hlavních elektrických vedení a městských sítí, které přicházejí ke koncovým spotřebitelům, které jsou potřebné pro provoz strojů a mechanismů poháněných elektřinou.

Autotransformátory

Zařízení a princip činnosti transformátoru v tomto provedení předpokládá přímé párování primárního a sekundárního vinutí, díky tomu jejich elektromagnetické a elektrický kontakt. Vinutí zařízení mají minimálně tři vývody, které se liší svým napětím.

Hlavní výhodou těchto zařízení by měla být dobrá účinnost, protože ne veškerý výkon je přeměněn - to je významné pro malé rozdíly ve vstupním a výstupním napětí. Mínus - neizolace obvodů transformátoru (nedostatečné oddělení) mezi sebou.

Proudové transformátory

Tímto termínem se označuje zařízení napájené přímo od dodavatele elektřiny, sloužící ke snížení primárního elektrického proudu na hodnoty vhodné pro ty, které se používají v měřicích a ochranných obvodech, signalizaci, komunikaci.

Primární vinutí proudových transformátorů, jejichž zařízení zajišťuje nepřítomnost galvanických spojení, je připojeno k obvodu se střídavým elektrickým proudem, který má být stanoven, a na sekundární vinutí jsou připojeny elektrické měřicí přístroje. Elektrický proud, který jím protéká, přibližně odpovídá proudu primárního vinutí, děleného transformačním poměrem.

Napěťové transformátory

Účelem těchto zařízení je snížení napětí v měřicích obvodech, automatizace a reléové ochrany. Takové ochranné a elektrické měřicí obvody v přístrojích pro různé účely izolované od vysokonapěťových obvodů.

Puls

Tyto typy transformátorů jsou potřebné pro změnu krátkodobých obrazových impulsů, které se zpravidla opakují v určitá doba s významným pracovním cyklem, se změnou jejich tvaru sníženou na minimum. Účelem použití je přenos ortogonálního elektrického impulsu s nejstrmějším omezením a čelem, indikátor konstantní amplitudy.

Hlavní požadavek na zařízení tohoto typu, je absence zkreslení při přenosu tvaru převedených napěťových impulsů. Působením napětí nějaké formy na vstupu se na výstupu získá napěťový impuls stejného tvaru, ale pravděpodobně s jiným rozsahem nebo obrácenou polaritou.

Dělení

Co je oddělovací transformátor, vysvitne na základě samotné definice - jedná se o zařízení s primárním vinutím, které není elektricky spojeno (tedy odděleno) od sekundárního.

Existují dva typy takových zařízení:

• Napájení;
• signál.

Silové se používají ke zlepšení spolehlivosti elektrických sítí v případě neočekávaného synchronního spojení se zemí a částmi vedoucími proud nebo prvky bez proudu, které se dostaly pod napětí v důsledku poruchy izolace.

K zajištění slouží signalizace galvanická izolace elektrické obvody.

Vhodný

Jak transformátor tohoto typu funguje, je jasné i z jeho názvu. Přizpůsobovací zařízení se nazývají zařízení, která se používají k přizpůsobení odporu jednotlivých prvků elektrických obvodů s minimalizovanou změnou tvaru vlny. Také zařízení tohoto typu se používají k vyloučení galvanických interakcí mezi jednotlivými částmi obvodů.

špičkové transformátory

Princip činnosti špičkových transformátorů je založen na transformaci charakteru napětí, ze vstupního sinusového na pulzní. Polarita po přechodu se po půl periodě změní.

duální sytič

Jeho účel, zařízení a princip činnosti jako transformátoru jsou naprosto totožné se zařízeními s párem podobných vinutí, která jsou v tomto případě naprosto identická, vinutá v opačných směrech nebo koordinovaně.

Je také běžné vidět toto jméno toto zařízení jako protiindukční filtr. To naznačuje rozsah zařízení - filtrace vstupního napětí v napájecích zdrojích, audio zařízení, digitální zařízení.

Provozní režimy

Volnoběh (XX)

Toto pořadí provozu je realizováno od otevření sekundární sítě, po kterém se tok elektrického proudu v ní zastaví. Primárním vinutím protéká jalový proud, jehož základním prvkem je magnetizační proud.

Když je sekundární proud nulový, elektromotorická síla indukce v primárním vinutí zcela kompenzuje napětí napájecího zdroje, a proto při ztrátě zatěžovacích proudů proud protékající primárním vinutím odpovídá hodnotě magnetizačního proudu. .

Funkčním účelem klidového provozu transformátorů je určit jejich nejdůležitější parametry:

• ukazatel transformace;
• ztráty v magnetickém obvodu.

Režim zatížení

Režim je charakterizován fungováním zařízení, kdy je na vstupy primárního okruhu přivedeno napětí a v sekundáru je připojena zátěž. Zatěžovací proud prochází "sekundárním" a v primárním - celkovým zatěžovacím proudem a klidovým proudem. Tento způsob provozu je považován za převládající pro zařízení.

Základní zákon indukčního emf odpovídá na otázku, jak transformátor funguje v hlavním režimu. Princip je následující: působení zátěže na sekundární vinutí způsobí vznik magnetického toku v sekundárním obvodu, který tvoří zatěžovací elektrický proud v jádře. Je směrován v opačném směru, než je jeho proudění, vytvořené primárním vinutím. V primárním okruhu není dodržena parita elektromotorických sil dodavatele elektřiny a indukce, v primárním vinutí se elektrický proud zvyšuje, dokud se magnetický tok nevrátí na původní hodnotu.

Zkrat (zkrat)

Přechod zařízení do tohoto režimu se provádí zkratem sekundárního okruhu. Zkrat – speciální typ zátěže, aplikovaná zátěž – odpor sekundárního vinutí – je jediná.

Princip činnosti transformátoru ve zkratovém režimu je následující: nevýznamný střídavé napětí, jsou zkratovány závěry sekundáru. Vstupní napětí je nastaveno tak, aby hodnota závěrného proudu odpovídala hodnotě jmenovitého elektrického proudu zařízení. Hodnota napětí určuje ztráty energie způsobené ohřevem vinutí a také aktivním odporem.

Tento režim je typický pro měřicí přístroje.

Na základě rozmanitosti zařízení a typů účelu transformátorů můžeme s jistotou říci, že dnes jsou to nepostradatelná zařízení používaná téměř všude, která zajišťují stabilitu a dosahují požadovaných hodnot napětí pro spotřebitele, a to jak občanské sítě, tak sítě průmyslových podniky.

Možná si někdo myslí, že transformátor je něco mezi transformátorem a terminátorem. Účelem tohoto článku je zničit takové myšlenky.

Transformátor je statické elektromagnetické zařízení určené k přeměně střídavého elektrického proudu jednoho napětí a určité frekvence na elektrický proud jiného napětí a stejné frekvence.

Fungování jakéhokoli transformátoru je založeno na jevu, který objevil Faraday.

Účel transformátorů

Různé typy transformátorů se používají téměř ve všech napájecích obvodech elektrických spotřebičů a při přenosu elektřiny na velké vzdálenosti.

Elektrárny generují proud relativně nízkého napětí - 220 , 380 , 660 B. Transformátory, zvyšující napětí na hodnoty objednávky tisíc kilovoltů, může výrazně snížit ztráty při přenosu elektrické energie na dlouhé vzdálenosti a zároveň snížit plochu průřezu elektrických přenosových vedení.

Těsně před tím, než se dostane ke spotřebiteli (například do běžné domácí zásuvky), proud prochází redukčním transformátorem. Takto získáme naše obvyklé 220 Volt.

Nejběžnějším typem transformátoru je výkonové transformátory . Jsou určeny k převodu napětí v elektrických obvodech. Kromě výkonových transformátorů používají různá elektronická zařízení:

• pulzní transformátory;
• výkonové transformátory;
• proudové transformátory.

Princip činnosti transformátoru

Transformátory jsou jednofázové a vícefázové, s jedním, dvěma nebo více vinutími. Zvažte schéma a princip činnosti transformátoru na příkladu nejjednoduššího jednofázového transformátoru.

Z čeho je vyroben transformátor? V nejjednodušším případě z jednoho kovu jádro a dva vinutí . Vinutí nejsou navzájem elektricky spojena a jsou to izolované vodiče.

Jedno vinutí (tzv hlavní ) je připojen ke zdroji střídavého proudu. Druhé vinutí se nazývá sekundární , je připojen ke konečnému spotřebiteli proudu.

Když je transformátor připojen ke zdroji střídavého proudu, v závitech jeho primárního vinutí protéká střídavý proud. I1 . To vytváří magnetický tok F , který prostupuje oběma vinutími a vyvolává v nich emf.

Stává se, že sekundární vinutí není zatíženo. Tento režim provozu transformátoru se nazývá klidový režim. Pokud je tedy sekundární vinutí připojeno k libovolnému spotřebiči, protéká jím proud I2 , vznikající pod vlivem EMF.

Velikost EMF, která se vyskytuje ve vinutích, přímo závisí na počtu závitů každého vinutí. Poměr EMF indukovaného v primárním a sekundárním vinutí se nazývá transformační poměr a je roven poměru počtu závitů příslušných vinutí.

Volbou počtu závitů na vinutí je možné zvýšit nebo snížit napětí na proudovém spotřebiči ze sekundárního vinutí.

Ideální transformátor

Ideální transformátor je takový transformátor, ve kterém nedochází ke ztrátám energie. V takovém transformátoru se proudová energie v primárním vinutí zcela přemění nejprve na energii magnetického pole a poté na energii sekundárního vinutí.

Takový transformátor samozřejmě v přírodě neexistuje. Nicméně v případě, kdy lze tepelné ztráty zanedbat, je vhodné při výpočtech použít vzorec pro ideální transformátor, podle kterého jsou proudové výkony v primárním a sekundárním vinutí stejné.

Mimochodem! Pro naše čtenáře je nyní sleva 10 %.

Energetické ztráty v transformátoru

Účinnost transformátorů je poměrně vysoká. Ve vinutí a jádře však dochází ke ztrátám energie, což způsobuje nárůst teploty během provozu transformátoru. U malých výkonových transformátorů to není problém a veškeré teplo jde do životní prostředí- používá se přirozené chlazení vzduchem. Takové transformátory se nazývají suché.

Ve výkonnějších transformátorech chlazení vzduchem je nedostatečné a je použito chlazení oleje. Transformátor je v tomto případě umístěn v nádrži na minerální olej, kterou je teplo předáváno stěnám nádrže a odváděno do okolí. U vysokovýkonných transformátorů se navíc používají výfukové potrubí - pokud se olej vaří, výsledné plyny potřebují výstup.

Transformátory samozřejmě nejsou tak jednoduché, jak by se na první pohled mohlo zdát – ostatně princip transformátoru jsme si krátce zopakovali. Elektrotechnický test s úlohami na výpočet transformátoru se rázem může stát skutečným problémem. vždy připraveni pomoci při řešení jakýchkoli problémů s vaším studiem! Kontaktujte Zaochnika a učte se snadno!

S vynálezem transformátoru vznikl technický zájem o střídavý proud. Ruský elektrotechnik Michail Osipovič Dolivo-Dobrovolskij v roce 1889 navrhl třífázový střídavý systém se třemi dráty (třífázový systém střídavého proudu se šesti dráty vynalezl Nikola Tesla, americký patent č , sestrojil první třífázový asynchronní motor s vinutím klece nakrátko a třífázovým vinutím na rotoru (třífázový asynchronní motor vynalezený Nikolou Teslou, patent USA č. se třemi tyčemi magnetického obvodu umístěnými ve stejné rovině. Na elektrické výstavě ve Frankfurtu nad Mohanem v roce 1891 předvedl Dolivo-Dobrovolsky experimentální třífázový přenos vysokého napětí o délce 175 km. Třífázový generátor měl výkon 230 kW při napětí 95 V.

Na počátku 20. století provedl anglický metalurgický výzkumník Robert Hadfield řadu experimentů, aby určil vliv přísad na vlastnosti železa. Jen o několik let později se mu podařilo dodat zákazníkům první tunu transformátorové oceli s přísadami křemíku.

Další velký skok v technologii výroby jádra byl učiněn na počátku 30. let 20. století, kdy americký metalurg Norman P. Gross zjistil, že kombinovaným účinkem válcování a ohřevu vyvinula křemíková ocel mimořádné magnetické vlastnosti ve směru válcování: magnetická saturace se zvýšila o 50 %, hysterezní ztráty se snížily 4krát a magnetická permeabilita se zvýšila 5krát.

Základní principy transformátoru

Provoz transformátoru je založen na dvou základních principech:

1. Časově proměnný elektrický proud vytváří časově proměnné magnetické pole (elektromagnetismus)
2. Změna magnetického toku procházejícího vinutím vytváří EMF v tomto vinutí (elektromagnetická indukce)

Na jednom z vinutí, tzv primární vinutí napětí je přiváděno z externího zdroje. Střídavý proud protékající primárním vinutím vytváří v magnetickém obvodu střídavý magnetický tok. V důsledku elektromagnetické indukce vytváří střídavý magnetický tok v magnetickém obvodu ve všech vinutích, včetně primárního, indukční EMF úměrné první derivaci magnetického toku, se sinusovým proudem posunutým o 90° v opačném směru. vzhledem k magnetickému toku.

U některých transformátorů pracujících na vysokých nebo velmi vysokých frekvencích může magnetický obvod chybět.

Faradayův zákon

EMF generované v sekundárním vinutí lze vypočítat z Faradayova zákona, který říká, že:

U 2- napětí na sekundárním vinutí, N 2 - počet závitů v sekundárním vinutí, Φ - celkový magnetický tok, jedním otočením vinutí. Pokud jsou závity vinutí kolmé k čarám magnetického pole, pak tok bude úměrný magnetickému poli B a čtvercový S kterým prochází.

EMF generované v primárním vinutí, resp.

U 1- okamžitá hodnota napětí na koncích primárního vinutí, N 1 je počet závitů v primárním vinutí.

Dělení rovnice U 2 na U 1, dostaneme poměr:

Ideální transformátorové rovnice

Ideální transformátor je takový transformátor, který nemá žádné energetické ztráty pro ohřev vinutí a svodové toky vinutí. V ideálním transformátoru všechny siločáry procházejí všemi závity obou vinutí, a protože měnící se magnetické pole generuje stejné EMF v každém závitu, je celkové EMF indukované ve vinutí úměrné celkovému počtu jeho závitů. Takový transformátor transformuje veškerou energii přicházející z primárního okruhu na magnetické pole a poté na energii sekundárního okruhu. V tomto případě se příchozí energie rovná přeměněné energii:

P1- okamžitá hodnota výkonu dodávaného do transformátoru, pocházejícího z primárního okruhu, P2- okamžitá hodnota výkonu přeměněného transformátorem vstupujícím do sekundárního okruhu.

Kombinací této rovnice s poměrem napětí na koncích vinutí dostaneme rovnici pro ideální transformátor:

To tedy získáme s rostoucím napětím na koncích sekundárního vinutí U 2, proud sekundárního okruhu klesá já 2.

Chcete-li převést odpor jednoho obvodu na odpor druhého, musíte hodnotu vynásobit druhou mocninou poměru. Například odpor Z2 připojené ke koncům sekundárního vinutí bude jeho redukovaná hodnota k primárnímu okruhu . Toto pravidlo platí i pro sekundární okruh: .

Provozní režimy transformátoru

Režim zkratu

V režimu zkratu je na primární vinutí transformátoru přivedeno malé střídavé napětí, vývody sekundárního vinutí jsou zkratovány. Vstupní napětí je nastaveno tak, aby se zkratový proud rovnal jmenovitému (vypočtenému) proudu transformátoru. Za takových podmínek hodnota zkratového napětí charakterizuje ztráty ve vinutí transformátoru, ztráty v ohmickém odporu. Ztrátu výkonu lze vypočítat vynásobením zkratového napětí zkratovým proudem.

Tento režim je široce používán v měření proudových transformátorů.

Nabitý režim

Při připojení zátěže k sekundárnímu vinutí vzniká v sekundárním obvodu proud, který v magnetickém obvodu vytváří magnetický tok, směřující opačně k magnetickému toku vytvářenému primárním vinutím. V důsledku toho je v primárním okruhu narušena rovnost indukčního EMF a EMF zdroje energie, což vede ke zvýšení proudu v primárním vinutí, dokud magnetický tok nedosáhne téměř stejné hodnoty.

Schematicky lze transformační proces znázornit takto:

Chcete-li to provést, zvažte odezvu systému na sinusový signál u 1=U 1 e-jω t(ω=2π f, kde f je frekvence signálu, j je imaginární jednotka). Pak já 1=já 1 e-jω t atd., snížením exponenciálních faktorů, dostaneme

U 1=-jω L1 já 1-jω L 12 já 2+já 1 R1

Jω L2 já 2-jω L 12 já 1+já 2 R2 =-já 2 Z n

Metoda komplexních amplitud nám umožňuje zkoumat nejen čistě aktivní, ale i libovolnou zátěž, přičemž stačí nahradit zátěžový odpor R n jeho impedance Z n. Z výsledných lineárních rovnic můžete jednoduše vyjádřit proud zátěží pomocí Ohmova zákona - napětí na zátěži atd.

Ekvivalentní obvod transformátoru ve tvaru T.

Část magnetického systému transformátoru, která nenese hlavní vinutí a slouží k uzavření magnetického obvodu, se nazývá - jho

V závislosti na prostorovém uspořádání tyčí existují:

1. Systém plochých magnetů- magnetický systém, ve kterém jsou podélné osy všech tyčí a třmenů umístěny ve stejné rovině
2. Prostorový magnetický systém- magnetický systém, ve kterém jsou podélné osy tyčí nebo třmenů nebo tyče a třmeny umístěny v různých rovinách
3. Symetrický magnetický systém- magnetický systém, ve kterém mají všechny tyče stejný tvar, design a rozměry a vzájemná poloha jakékoli tyče vzhledem ke všem třmenům je pro všechny tyče stejná
4. Nesymetrický magnetický systém- magnetický systém, ve kterém se jednotlivé tyče mohou lišit od ostatních tyčí tvarem, designem nebo rozměry, nebo se vzájemná poloha jakékoli tyče ve vztahu k jiným tyčím nebo třmenům může lišit od umístění jakékoli jiné tyče

vinutí

Hlavním prvkem vinutí je cívka- elektrický vodič nebo řada takových vodičů zapojených paralelně (lankové jádro), jednou ovinuté kolem části magnetického systému transformátoru, jehož elektrický proud spolu s proudy jiných takových vodičů a jiných částí transformátoru , vytváří magnetické pole transformátoru a ve kterém se působením tohoto magnetického pole indukuje elektromotorická síla .

Navíjení- formování soustavy závitů elektrický obvod, která shrnuje EMF indukované v zatáčkách. U třífázového transformátoru se vinutím obvykle rozumí soubor vinutí stejného napětí tří fází spojených navzájem.

Průřez vodiče vinutí u výkonových transformátorů má většinou čtvercový tvar efektivní využití dostupný prostor (pro zvýšení faktoru vyplnění v okně jádra). Se zvětšením plochy průřezu vodiče jej lze rozdělit na dva nebo více paralelních vodivých prvků, aby se snížily ztráty vířivými proudy ve vinutí a usnadnil provoz vinutí. Vodivý prvek čtvercového tvaru se nazývá obytný.

Každé jádro je izolováno buď papírovým vinutím nebo smaltovaným lakem. Dvě jednotlivě izolovaná a paralelně propojená jádra mohou mít někdy společnou papírovou izolaci. Dvě takto izolovaná jádra v běžné papírové izolaci se nazývají kabel.

Zvláštním druhem vodiče vinutí je kontinuálně transponovaný kabel. Tento kabel se skládá z pramenů izolovaných dvěma vrstvami smaltovaného laku, umístěných axiálně k sobě, jak je znázorněno na obrázku. Plynule transponovaný kabel se získá posunutím vnějšího pramene jedné vrstvy do další vrstvy s konstantním stoupáním a aplikací společné vnější izolace.

Papírové vinutí kabelu je vyrobeno z tenkých (několik desítek mikrometrů) papírových proužků širokých několik centimetrů, navinutých kolem jádra. Papír je zabalen do několika vrstev, aby se získala požadovaná celková tloušťka.

Navíjení disku

Vinutí se dělí podle:

1. Jmenování
   • Hlavní- vinutí transformátoru, do kterého se přivádí energie přeměněného střídavého proudu nebo ze kterého se energie přeměněného střídavého proudu odebírá.
   • Regulační- s nízkým proudem vinutím a nepříliš širokým regulačním rozsahem mohou být ve vinutí umístěny odbočky pro regulaci poměru transformace napětí.
   • Pomocný- vinutí určená např. pro napájení pomocné sítě výkonem výrazně menším, než je jmenovitý výkon transformátoru, pro kompenzaci magnetického pole třetí harmonické, pro magnetizaci magnetického systému stejnosměrným proudem apod.
2. Provedení
   • Obyčejné vinutí- závity vinutí jsou umístěny v axiálním směru po celé délce vinutí. Následné otáčky jsou navinuty těsně k sobě, přičemž nezůstává žádný meziprostor.
   • šroubové vinutí- spirálové vinutí může být variantou vícevrstvého vinutí se vzdálenostmi mezi jednotlivými závity nebo vývody vinutí.
   • Navíjení disku- vinutí disku se skládá z řady disků zapojených do série. V každém kotouči jsou cívky navinuty radiálně ve spirálovém vzoru dovnitř a ven na sousední kotouče.
   • navíjení fólie- fóliové vinutí jsou vyrobeny ze širokého měděného nebo hliníkového plechu o tloušťce od desetin milimetru do několika milimetrů.

Schémata a skupiny pro připojení vinutí třífázových transformátorů

Existují tři hlavní způsoby připojení fázových vinutí na každé straně třífázového transformátoru:

• Y-spojení ("hvězda"), kde je každé vinutí připojeno na jednom konci ke společnému bodu, nazývanému neutrální. Existuje "hvězda" se závěrem ze společného bodu (označení Y 0 nebo Y n) a bez něj (Y)
• Δ-zapojení ("trojúhelník"), kde jsou tři fázová vinutí zapojena do série
• Z-spojení ("cik-cak"). V tato metoda zapojení, každé fázové vinutí se skládá ze dvou stejných částí umístěných na různých tyčích magnetického obvodu a zapojených do série, naproti. Výsledná tři fázová vinutí jsou spojena ve společném bodě, podobně jako "hvězda". Obvykle se používá "cik-cak" s větví ze společného bodu (Z 0)

Primární i sekundární vinutí transformátoru lze připojit kterýmkoli z nich třemi způsoby výše, v jakékoli kombinaci. Konkrétní způsob a kombinace je dána účelem transformátoru.

Y-spojení se obvykle používá pro vinutí pracující pod vysokého napětí. To je způsobeno mnoha důvody:

Vinutí třífázového autotransformátoru lze zapojit pouze do "hvězdy";

Když jsou místo jednoho výkonového třífázového transformátoru použity tři jednofázové autotransformátory, nelze je jinak zapojit;

Když sekundární vinutí transformátoru napájí vysokonapěťové vedení, přítomnost uzemněného neutrálu snižuje přepětí při úderu blesku. Bez neutrálního uzemnění není možné provozovat diferenciální ochranu vedení z hlediska úniku do země. V tomto případě by primární vinutí všech přijímacích transformátorů na tomto vedení nemělo mít uzemněný neutrál;

Konstrukce napěťových regulátorů (odbočných spínačů) je značně zjednodušena. Umístění odboček vinutí z "neutrálního" konce zajišťuje minimální počet kontaktních skupin. Požadavky na izolaci spínače jsou sníženy, as pracuje při minimálním napětí vzhledem k zemi;

Tato sloučenina je technologicky nejpokročilejší a nejméně náročná na kovy.

Zapojení do trojúhelníku se používá u transformátorů, kde je již jedno vinutí zapojeno do hvězdy, zejména s nulovou svorkou.

Provoz stále rozšířených transformátorů se schématem Y / Y 0 je oprávněný, pokud je zatížení jeho fází stejné (třífázový motor, třífázová elektrická pec, přísně vypočítané pouliční osvětlení atd.). asymetrické (domácí a jiné jednofázové), pak je magnetický tok v jádře nevyvážený a nekompenzovaný magnetický tok (tzv. "nulový tok sekvence") se uzavírá krytem a nádrží a způsobuje jejich zahřívání a vibrovat. Primární vinutí nemůže kompenzovat tento tok, protože jeho konec je připojen k virtuálnímu neutrálu, který není připojen ke generátoru. Výstupní napětí budou zkreslená (dojde k „nevyváženosti fází“). Pro jednofázovou zátěž je takový transformátor v podstatě tlumivka s otevřeným jádrem a jeho impedance je vysoká. Proud jednofázového zkratu bude ve srovnání s vypočteným (u třífázového zkratu) značně podhodnocen, čímž je činnost ochranných zařízení nespolehlivá.

Pokud je primární vinutí zapojeno do trojúhelníku (transformátor s obvodem Δ/Y 0), pak vinutí každé tyče mají dva přívody jak k zátěži, tak ke generátoru a primární vinutí může magnetovat každou tyč samostatně, aniž by to ovlivnilo další dva a bez porušení magnetické rovnováhy. Jednofázový odpor takového transformátoru se bude blížit vypočtenému, napěťová nerovnováha je prakticky eliminována.

Na druhou stranu u trojúhelníkového vinutí se konstrukce odbočovacího spínače (vysokonapěťové kontakty) komplikuje.

Spojení vinutí s trojúhelníkem umožňuje cirkulaci třetí a více harmonických proudu uvnitř prstence tvořeného třemi sériově zapojenými vinutími. Uzavření proudů třetí harmonické je nutné pro snížení odporu transformátoru vůči nesinusovým zatěžovacím proudům (nelineární zátěž) a udržení jeho napětí sinusového. Třetí harmonická proudu ve všech třech fázích má stejný směr, tyto proudy nemohou cirkulovat ve vinutí spojeném hvězdou s izolovaným neutrálem.

Absence ternárních sinusových proudů v magnetizačním proudu může vést k výraznému zkreslení indukovaného napětí v případech, kdy jádro má 5 tyčí, nebo je vyrobeno v pancéřovaném provedení. Vinutí transformátoru zapojené do trojúhelníku toto rušení odstraní, protože vinutí zapojené do trojúhelníku bude tlumit harmonické proudy. Někdy transformátory zajišťují přítomnost terciárního Δ-zapojeného vinutí, které není určeno pro nabíjení, ale pro zabránění zkreslení napětí a snížení impedance nulové složky. Taková vinutí se nazývají kompenzace. Distribuční transformátory určené k nabíjení, mezi fází a neutrálem na primární straně, jsou obvykle vybaveny trojúhelníkovým vinutím. Proud v trojúhelníkovém vinutí však může být velmi nízký pro dosažení minimálního jmenovitého výkonu a požadovaná velikost vodiče vinutí je pro tovární výrobu extrémně nepohodlná. V takových případech může být vysokonapěťové vinutí zapojeno do hvězdy a sekundární vinutí cik-cak. Proudy nulové složky cirkulující ve dvou odbočkách klikatého vinutí se budou vzájemně vyrovnávat, impedance nulové složky sekundární strany je určena hlavně rozptylovým magnetickým polem mezi dvěma větvemi vinutí a je vyjádřena jako velmi malý počet.

Použitím spojení dvojice vinutí různými způsoby je možné dosáhnout různých stupňů předpětí mezi stranami transformátoru.

1. Paralelně mohou pracovat pouze transformátory se stejnou úhlovou chybou mezi primárním a sekundárním napětím.
2. Póly se stejnou polaritou na straně vysokého a nízkého napětí musí být zapojeny paralelně.
3. Transformátory by měly mít přibližně stejný poměr napětí.
4. Napětí impedance zkratu musí být stejné, v rozmezí ±10 %.
5. Výkonový poměr transformátorů by se neměl lišit více než 1:3.
6. Přepínače počtu závitů by měly být v polohách, které dávají napěťové zesílení co nejblíže.

Jinými slovy to znamená, že by měly být použity co nejpodobnější transformátory. Nejlepší možností jsou identické modely transformátorů. Odchylky od výše uvedených požadavků jsou možné s využitím příslušných znalostí.

Frekvence

Regulace napětí transformátoru

V závislosti na zatížení elektrické sítě se mění její napětí. Pro normální provoz spotřebitelských elektrických spotřebičů je nutné, aby se napětí neodchylovalo od stanovené úrovně o více než přípustné limity, a proto platí různé cesty regulace napětí v síti.

Odstraňování problémů

Typ poruchy	Způsobit
Přehřát	Přetížení
Přehřát	Nízká hladina oleje
Přehřát	Uzávěry
Přehřát	Nedostatečné chlazení
Zhroutit se	Přetížení
Zhroutit se	Kontaminace olejem
Zhroutit se	Nízká hladina oleje
Zhroutit se	Otočte stárnutí izolace
útes	Špatná kvalita pájky
útes	Silné elektromechanické deformace při zkratu
Zvýšený hukot	Zeslabení lisování vrstveného magnetického obvodu
Zvýšený hukot	Přetížení
Zvýšený hukot
Zvýšený hukot	zkrat ve vinutí
Vzhled vzduchu v plynovém relé (s termosifonovým filtrem)	Termosifonový filtr je ucpaný, vzduch vstupuje do plynového relé přes zástrčku

Přepěťový transformátor

Typy přepětí

Během používání mohou být transformátory vystaveny napětí, které překračuje jejich provozní parametry. Tyto přepětí se dělí podle délky trvání do dvou skupin:

• Chvilkové přepětí- napájecí frekvenční napětí s relativní dobou trvání v rozsahu od méně než 1 sekundy do několika hodin.
• Přechodné přepětí- krátkodobé přepětí v rozsahu od nanosekund do několika milisekund. Doba náběhu se může pohybovat od několika nanosekund do několika milisekund. Přechodové přepětí může být oscilační a neoscilační. Obvykle mají jednosměrné působení.

Transformátor může být také vystaven kombinaci přechodných a přechodných přepětí. Přechodná přepětí mohou bezprostředně následovat přechodná přepětí.

Přepětí jsou rozdělena do dvou hlavních skupin, které charakterizují jejich původ:

• Přepětí způsobená atmosférickými vlivy. Nejčastěji dochází k přechodným přepětím v důsledku blesku v blízkosti vysokonapěťových přenosových vedení připojených k transformátoru, ale někdy může bleskový impuls zasáhnout transformátor nebo samotné přenosové vedení. Špičková hodnota napětí závisí na impulzním proudu blesku a je statistickou veličinou. Byly registrovány bleskové impulsní proudy nad 100 kA. Podle měření na vedení vysokého napětí je v 50 % případů špičková hodnota bleskových impulsních proudů v rozmezí 10 až 20 kA. Vzdálenost mezi transformátorem a bodem dopadu bleskového impulsu ovlivňuje dobu náběhu impulsu, který zasáhne transformátor, čím kratší vzdálenost k transformátoru, tím kratší doba.
• Přepětí generovaná uvnitř energetického systému. Tato skupina zahrnuje jak krátkodobá, tak i přechodná přepětí vyplývající ze změn podmínek provozu a údržby elektrizační soustavy. Tyto změny mohou být způsobeny narušením spínacího procesu nebo poruchou. Dočasná přepětí jsou způsobena zemními spojeními, odlehčením zátěže nebo jevy nízkofrekvenční rezonance. Přechodná přepětí se objevují, když je systém často odpojen od nebo k němu připojen. Mohou nastat i při vznícení vnější izolace. Při spínání jalové zátěže může přechodné napětí stoupnout až na 6-7 p.u. v důsledku četných přerušení přechodového proudu v jističi s dobou náběhu impulsu až několik zlomků mikrosekund.

Schopnost transformátoru odolávat přepětí

Transformátory musí před opuštěním továrny projít určitými testy dielektrické pevnosti. Absolvování těchto testů naznačuje pravděpodobnost nepřetržitý provoz transformátor.

Testy jsou popsány v mezinárodních a národních normách. Testované transformátory potvrzují vysokou provozní spolehlivost.

Dodatečná podmínka vysoký stupeň spolehlivost je zajistit přijatelné meze přepětí, protože transformátor během provozu může být vystaven závažnějším přepětím ve srovnání s testovacími podmínkami.

Je nutné zdůraznit mimořádnou důležitost plánování a účtování všech typů přepětí, které se mohou v elektrizační soustavě vyskytnout. Pro normální provedení daný stav je třeba pochopit původ různé typy přepětí. Velikost různých typů přepětí je statistickou proměnnou. Statistickou proměnnou je také schopnost izolace odolávat přepětí.

viz také

	Transformátor ve Wikislovníku
	Transformátor na Wikimedia Commons

• Integrovaný testovací stojan transformátoru

Poznámky

1. Kharlamova T. E. Historie vědy a techniky. Energetický průmysl. Učebnice Petrohrad: SZTU, 2006. 126 s.
2. Kislitsyn A. L. Transformers: Učebnice pro kurz "Elektromechanika" .- Uljanovsk: UlGTU, 2001. - 76 s ISBN 5-89146-202-8
3. Výkonové transformátory: hlavní milníky ve vývoji c.t. n. Savintsev Yu.M. K dispozici 25.01.2010
4. Výkonový transformátor: etapy vývoje. D.t. n., prof. Popov G. V. na transform.ru. K dispozici 02.08.2008
5. Historie transformátoru na energoportal.ru. K dispozici 02.08.2008
6. navíječe Principy a aplikace výkonových transformátorů. - S. 20–21.