Transformatorius yra įtaisas, konvertuojantis įtampą kintamoji srovė(padidėti arba sumažinti). Transformatorius susideda iš kelių apvijų (dviejų ar daugiau), kurios suvyniotos ant bendros feromagnetinės šerdies. Jei transformatorius susideda tik iš vienos apvijos, tada jis vadinamas autotransformatoriumi. Šiuolaikiniai srovės transformatoriai yra: strypiniai, šarvai arba toroidiniai. Visų trijų tipų transformatoriai pasižymi panašiomis savybėmis ir patikimumu, tačiau skiriasi vienas nuo kito gamybos būdu.

Strypinio tipo transformatoriuose apvija apvyniojama ant šerdies, o strypo tipo transformatoriuose apvija įtraukiama į šerdį. Strypo tipo transformatoriuje apvijos yra aiškiai matomos, o iš šerdies matosi tik apatinė ir viršutinė dalys. Šarvuoto transformatoriaus šerdis slepia beveik visą apviją. Strypo tipo transformatoriaus apvijos išdėstytos horizontaliai, o šarvuotajame transformatoriuje šis išdėstymas gali būti vertikaliai arba horizontaliai.

Nepriklausomai nuo transformatoriaus tipo, jį sudaro trys funkcinės dalys: transformatoriaus magnetinė sistema (magnetinė šerdis), apvijos ir aušinimo sistema.

Transformatoriaus veikimo principas

Transformatoriuje įprasta atskirti pirminę ir antrinę apvijas. Įtampa tiekiama į pirminę apviją, o įtampa pašalinama iš antrinės. Transformatoriaus veikimas pagrįstas Faradėjaus dėsniu (elektromagnetinės indukcijos dėsniu): laikui bėgant kintantis magnetinis srautas per grandinės apribotą sritį sukuria elektrovaros jėgą. Taip pat yra atvirkščiai: kintanti elektros srovė sukelia kintantį magnetinį lauką.

Transformatoriuje yra dvi apvijos: pirminė ir antrinė. Pirminė apvija gauna maitinimą iš išorinio šaltinio, o įtampa pašalinama iš antrinės apvijos. Kintamoji srovė pirminėje apvijoje sukuria kintamąjį magnetinį lauką magnetinėje grandinėje, o tai savo ruožtu sukuria srovę antrinėje apvijoje.

Transformatoriaus veikimo režimai

Yra trys transformatoriaus veikimo režimai: tuščioji eiga, trumpojo jungimo režimas, darbo režimas. Transformatorius veikia „tuščiąja eiga“, kai antrinių apvijų išėjimai niekur nėra prijungti. Jei transformatoriaus šerdis pagaminta iš minkštos magnetinės medžiagos, tai tuščiosios eigos srovė parodo, kokie nuostoliai atsiranda transformatoriuje dėl šerdies permagnetinimo ir sūkurinių srovių.

Trumpojo jungimo režimu antrinės apvijos išėjimai trumpai jungiami, o pirminei apvijai tiekiama nedidelė įtampa, kad trumpojo jungimo srovė būtų lygi transformatoriaus vardinei srovei. Nuostolių (galios) vertę galima apskaičiuoti, jei įtampa antrinėje apvijoje padauginama iš trumpojo jungimo srovės. Toks transformatoriaus režimas randa savo techninį pritaikymą prietaisų transformatoriuose.

Jei apkrova yra prijungta prie antrinės apvijos, tada joje atsiranda srovė, sukelianti magnetinį srautą, nukreiptą priešais magnetinį srautą pirminėje apvijoje. Dabar pirminėje apvijoje maitinimo šaltinio EMF ir maitinimo indukcijos EMF nėra lygūs, todėl srovė pirminėje apvijoje didėja tol, kol magnetinis srautas pasiekia ankstesnę vertę.

Transformatoriui aktyvios apkrovos režimu lygybė yra teisinga:
U_2/U_1=N_2/N_1, kur U2, U1 – momentinės įtampos antrinės ir pirminės apvijos galuose, o N1, N2 – pirminės ir antrinės apvijų apsisukimų skaičius. Jei U2 > U1, transformatorius vadinamas paaukštintu, kitu atveju turime žeminamąjį transformatorių. Bet kuris transformatorius paprastai apibūdinamas skaičiumi k, kur k yra transformacijos koeficientas.

Transformatorių tipai

Priklausomai nuo jų taikymo ir savybių, yra keletas transformatorių tipų. Pavyzdžiui, gyvenviečių, pramonės įmonių elektros tinkluose naudojami galios transformatoriai, kurių pagrindinė užduotis yra sumažinti įtampą tinkle iki visuotinai priimtos - 220 V.

Jei transformatorius skirtas reguliuoti srovę, jis vadinamas srovės transformatoriumi, o jei įrenginys reguliuoja įtampą, tai yra įtampos transformatorius. Įprastiniuose tinkluose naudojami vienfaziai transformatoriai, tinkluose su trimis laidais (fazinis, nulis, įžeminimas) reikalingas trifazis transformatorius.

Buitinis transformatorius, 220V skirtas apsaugai Buitinė technika nuo įtampos svyravimų.

Suvirinimo transformatorius skirtas atskirti suvirinimo ir elektros tinklus, sumažinti įtampą tinkle iki suvirinimui reikalingos vertės.

Alyvos transformatorius skirtas naudoti tinkluose, kurių įtampa viršija 6000 voltų. Transformatoriaus konstrukciją sudaro: magnetinė grandinė, apvijos, bakas, taip pat dangteliai su įėjimais. Magnetinė grandinė susideda iš 2 elektrotechninio plieno lakštų, kurie yra izoliuoti vienas nuo kito, apvijos dažniausiai gaminamos iš aliuminio arba varinės vielos. Įtampos reguliavimas atliekamas naudojant šaką, kuri yra prijungta prie jungiklio.

Atšakų perjungimas yra dviejų tipų: perjungimas esant apkrovai – OLTC (reguliavimas esant apkrovai), taip pat be apkrovos, atjungus transformatorių nuo išorinio tinklo (PBV, arba perjungimas be žadinimo). Antrasis įtampos reguliavimo būdas tapo plačiau paplitęs.

Kalbant apie transformatorių tipus, negalima nekalbėti apie elektroninį transformatorių. Elektroninis transformatorius yra specializuotas maitinimo šaltinis, naudojamas 220 V įtampai konvertuoti į 12 (24) V, esant didelei galiai. Elektroninis transformatorius yra daug mažesnis nei įprastas, turintis tuos pačius apkrovos parametrus.

Idealios transformatoriaus lygtys

Norint apskaičiuoti pagrindines transformatorių charakteristikas, įprasta naudoti paprastas lygtis, kurias žino kiekvienas šiuolaikinis studentas. Norėdami tai padaryti, naudokite idealaus transformatoriaus koncepciją. Idealus transformatorius yra toks transformatorius, kuriame nėra energijos nuostolių apvijų ir sūkurinių srovių šildymui. Idealiame transformatoriuje pirminės grandinės energija visiškai paverčiama magnetinio lauko energija, o vėliau - antrinės apvijos energija. Štai kodėl galime rašyti:
P1=I1*U1=P2=I2*U2,
kur P1, P2 yra elektros srovės galios atitinkamai pirminėje ir antrinėje apvijoje.

Transformatoriaus šerdis

Magnetinė grandinė yra elektrinio plieno plokštė, koncentruojanti transformatoriaus magnetinį lauką. Visiškai surinkta sistema su dalimis, laikančiomis transformatorių, yra transformatoriaus šerdis. Magnetinės grandinės dalis, ant kurios pritvirtintos apvijos, vadinama transformatoriaus šerdimi. Ta magnetinės grandinės dalis, kuri neneša apvijos ir uždaro magnetinę grandinę, vadinama jungu.

Transformatoriuje strypai gali būti išdėstyti įvairiai, todėl yra keturių tipų magnetinės grandinės (magnetinės sistemos): plokščioji magnetinė sistema, erdvinė magnetinė sistema, simetrinė magnetinė sistema ir asimetrinė magnetinė sistema.

Transformatoriaus apvija

Dabar pakalbėkime apie transformatoriaus apviją. Pagrindinė apvijos dalis yra ritė, kuri vieną kartą apsisuka aplink magnetinę grandinę ir kurioje indukuojamas magnetinis laukas. Pagal apviją supraskite posūkių sumą, visos apvijos EML yra lygus kiekvieno posūkio EML sumai.

Galios transformatoriuose apvija paprastai susideda iš laidininkų, turinčių kvadratinę sekciją. Toks laidininkas dar kitaip vadinamas gyvenamuoju. Kvadratinis laidininkas naudojamas siekiant efektyviau išnaudoti erdvę šerdies viduje. Kiekvienos šerdies izoliacijai gali būti naudojamas popierinis arba emalio lakas. Dvi gyslos gali būti sujungtos tarpusavyje ir turėti vieną izoliaciją – tokia konstrukcija vadinama kabeliu.

Apvijos yra šių tipų: pagrindinės, reguliuojančios ir pagalbinės. Iškviečiama pagrindinė apvija, į kurią tiekiama srovė arba iš kurios pašalinama srovė (pirminė ir antrinė apvijos). Apvija su laidais, skirtais įtampos transformacijos santykiui reguliuoti, vadinama reguliavimo apvija.

Transformatorių pritaikymas

Iš mokyklos fizikos kurso žinoma, kad galios nuostoliai laiduose yra tiesiogiai proporcingi srovės stiprumo kvadratui. Todėl norint perduoti srovę dideliais atstumais, įtampa padidinama, o prieš tiekiant vartotojui, priešingai, nuleidžiama. Pirmuoju atveju reikalingi pakopiniai transformatoriai, o antruoju – žeminamieji. Tai yra pagrindinis transformatorių pritaikymas.

Transformatoriai taip pat naudojami buitinių prietaisų maitinimo grandinėse. Pavyzdžiui, televizoriuose naudojami transformatoriai su keliomis apvijomis (į maitinimo grandines, tranzistorius, kineskopą ir kt.).

1. Transformatoriaus izoliacija pagrįsta vakuuminiu impregnavimu be matricos ir veikia aplinkoje, kurioje yra didelė oro drėgmė bei chemiškai agresyvioje atmosferoje.
2. Minimalus degimo energijos išsiskyrimas (pavyzdžiui, 43 kg 1600 kVA transformatoriui atitinka 1,1 % svorio). Kitos izoliacinės medžiagos yra praktiškai nedegios, savaime gesančios ir neturi jokių toksiškų priedų.
3. Transformatoriaus atsparumas užteršimui dėl savaime išsivalančių konvekcinių apvijų diskų.
4. Ilgas šliaužimas ant apvijų diskų paviršiaus, kurie sukuria izoliacinių barjerų efektą.
5. Transformatoriaus atsparumas šiluminiam smūgiui net esant itin žemai temperatūrai (-50°C).
6. Keraminiai tarpikliai (nedegūs) tarp apvijų diskų.
7. Laidininkų izoliacija stiklas-šilkas.
8. Saugus transformatoriaus veikimas dėl specialios apvijų konstrukcijos Įtampos poveikis izoliacijai niekada neviršija izoliacijos įtampos (maks. 10 V). Dalinės iškrovos izoliacijoje yra fiziškai neįmanomos.
9. Transformatoriaus aušinimas užtikrinamas vertikaliais ir horizontaliais aušinimo kanalais, o minimalus izoliacijos storis leidžia transformatorių eksploatuoti esant didelėms trumpalaikėms perkrovoms apsauginiame IP 45 korpuse be priverstinio aušinimo.
10. Izoliacinis cilindras pagamintas iš praktiškai nedegios ir savaime gesančios medžiagos, sutvirtintas stiklo pluoštu.
11. Žemos įtampos apvija iš standartinės vielos arba folijos; varis naudojamas kaip apvijų medžiaga.
12. Dinaminį transformatoriaus atsparumą trumpiesiems jungimams užtikrina keraminiai izoliatoriai.

transformatoriai- elektromagnetiniai statiniai elektros energijos keitikliai.Transformatoriai vadinami elektromagnetiniais įtaisais, kurie vienodos įtampos kintamąją srovę paverčia kitos įtampos to paties dažnio srove ir elektromagnetinėmis priemonėmis perduoda elektros energiją iš vienos grandinės į kitą.

Pagrindinė transformatorių paskirtis- pakeisti kintamosios srovės įtampą. Transformatoriai taip pat naudojami fazių skaičiui ir dažniui konvertuoti.

Srovės transformatoriai vadinami įrenginiais, skirti bet kokios vertės srovę paversti srove, kurią galima išmatuoti įprastais prietaisais, taip pat maitinti įvairias elektromagnetų reles ir apvijas. Srovės transformatoriaus antrinės apvijos vijų skaičius yra w2 > w1.

Srovės transformatorių ypatybė yra jų veikimas trumpojo jungimo režimu, nes jų antrinė apvija visada uždaryta iki mažos varžos.

Įtampos transformatoriai vadinami įrenginiais, skirtais aukštos įtampos kintamąją srovę paversti žemos įtampos kintamąja srove ir tiekti lygiagrečias rites matavimo prietaisai ir estafetė. Įtampos transformatorių veikimo principas ir įtaisas yra panašus į galios transformatorių veikimo principą. Antrinės apvijos vijų skaičius w2< w1, так как все измерительные трансформаторы напряжения – понижающего типа.

Įtampos matavimo transformatoriaus veikimo ypatybė yra ta, kad jo antrinė apvija visada uždaryta iki didelio pasipriešinimo, o transformatorius veikia režimu, artimu tuščiosios eigos režimui, nes prijungti įrenginiai sunaudoja nedidelę srovę.

Labiausiai paplitę yra maitinimo įtampos transformatoriai, kuriuos elektros pramonė gamina virš milijono kilovoltų amperų galia ir iki 1150 - 1500 kV įtampai.

Elektros energijos perdavimui ir paskirstymui reikia padidinti elektrinėse įrengtų turbogeneratorių ir hidrogeneratorių įtampą nuo 16 - 24 kV iki perdavimo linijose naudojamų 110, 150, 220, 330, 500, 750 ir 1150 kV įtampų. ir vėl sumažinkite iki 35; dešimt; 6; 3; 0,66; 0,38 ir 0,22 kV energijai naudoti pramonėje, žemės ūkyje ir kasdieniame gyvenime.

Kadangi energijos sistemose vyksta daugybė transformacijų, transformatorių galia 7-10 kartų didesnė už elektrinėse įrengtą generatorių galią.

Galios transformatoriai daugiausia gaminami 50 Hz dažniu.

Mažos galios transformatoriai plačiai naudojami įvairiose elektros instaliacijose, informacijos perdavimo ir apdorojimo sistemose, navigacijos ir kituose įrenginiuose. Dažnių diapazonas, kuriuo transformatoriai gali veikti, yra nuo kelių hercų iki 105 Hz.

Pagal fazių skaičių transformatoriai skirstomi į vienfazes, dvifazes, trifazes ir daugiafazes. Galios transformatoriai daugiausia gaminami trifazėje versijoje. Galima naudoti vienfaziuose tinkluose.

Transformatorių klasifikavimas pagal apvijų skaičių ir prijungimo schemas

Transformatoriai turi dvi ar daugiau apvijų, indukciniu būdu sujungtų viena su kita. Apvijos, kurios sunaudoja energiją iš tinklo, vadinamos pirminėmis. Apvijos, tiekiančios elektros energiją vartotojui, vadinamos antrinėmis.

Daugiafaziai transformatoriai turėti apvijas, sujungtas kelių spindulių žvaigždute arba daugiakampyje. Trifaziai transformatoriai turi jungtį trijų spindulių žvaigždute ir trikampyje.

Didinami ir mažinami transformatoriai

Priklausomai nuo pirminės ir antrinės apvijų įtampų santykio, transformatoriai skirstomi į aukštyn ir žemesnius. AT pakopinis transformatorius pirminė apvija turi žemą įtampą, o antrinė – aukštą. AT nuleisti transformatorių Priešingai, antrinė apvija turi žemą įtampą, o pirminė - aukštą.

Vadinami transformatoriai su viena pirmine ir viena antrine apvija dviejų apvijų. Gana plačiai paplitęs trijų apvijų transformatoriai turinčios tris apvijas kiekvienai fazei, pavyzdžiui, dvi žemos įtampos pusėje, vieną aukštos įtampos pusėje arba atvirkščiai. Daugiafaziai transformatoriai gali turėti kelias aukštos ir žemos įtampos apvijas.

Transformatorių klasifikacija pagal konstrukciją

Pagal konstrukciją galios transformatoriai skirstomi į du pagrindinius tipus – alyvos ir sausuosius.

AT alyvos transformatoriai Magnetinė grandinė su apvijomis dedama į baką, pripildytą transformatorinės alyvos, kuri yra geras izoliatorius ir aušinimo skystis.

Pagal norminius dokumentus transformatoriaus konstrukcijos ypatybės atsispindi jo tipo ir aušinimo sistemų žymėjime.

Transformatoriaus tipas:

• Autotransformatorius (vienfazis O, trifazis T) - A
• Padalinta žemos įtampos apvija - P
• Skysto dielektriko apsauga naudojant azoto antklodę be plėtiklio - Z
• Lietos dervos versija - L
• Trijų apvijų transformatorius - T
• Transformatorius su čiaupų jungikliu - N
• Sausas transformatorius su natūraliu oro aušinimu (dažniausiai antra raidė tipo žymėjime) arba versija, skirta elektrinių poreikiams (dažniausiai paskutinė tipo žymėjimo raidė) - C
• Kabelio įvadas - K
• Flanšinis įėjimas (visam TS) - F

Sausų transformatorių aušinimo sistemos:

• Natūralus oras su atviru dizainu - C
• Natūralus oras su apsaugotu dizainu - SZ
• Natūralus oras su hermetišku dizainu - SG
• Oras su priverstine oro cirkuliacija – SD

Alyvos transformatorių aušinimo sistemos:

• Natūrali oro ir alyvos cirkuliacija – M
• Priverstinė oro cirkuliacija ir natūrali alyvos cirkuliacija – D
• Natūrali oro cirkuliacija ir priverstinė alyvos cirkuliacija su nekryptimi alyvos srautu - MC
• Natūrali oro cirkuliacija ir priverstinė alyvos cirkuliacija su kryptiniu alyvos srautu - NMC
• Priverstinė oro ir alyvos cirkuliacija su nekryptine alyvos tėkme - DC
• Priverstinė oro ir alyvos cirkuliacija su kryptiniu alyvos srautu - NDC
• Priverstinė vandens ir alyvos cirkuliacija su nekryptine alyvos srove - C
• Priverstinė vandens ir alyvos cirkuliacija su kryptiniu alyvos srautu - NC

Transformatorių aušinimo sistemos su nedegiu skystu dielektriku:

• Skystas dielektrinis aušinimas su priverstine oro cirkuliacija - ND
• Aušinimas nedegiu skystu dielektriku su priverstine oro cirkuliacija ir nukreiptu skysčio dielektriko srautu - NND

Žmogui, kuris nėra susipažinęs su elektra, sunku įsivaizduoti, kas yra transformatorius, kur jis naudojamas, jo dizaino elementų paskirtis.

Bendra informacija apie įrenginį

Transformatorius yra statinis elektromagnetinis įtaisas, skirtas vienos įtampos kintamo dažnio srovę paversti skirtingos įtampos, bet to paties dažnio kintamąja srove, pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu.

Prietaisai naudojami visose žmogaus veiklos srityse: elektros energetikoje, radijo inžinerijoje, radioelektronikos pramonėje, buityje.

Dizainas

Transformatoriaus įtaisas daro prielaidą, kad po vienu magnetiniu srautu yra viena ar kelios atskiros ritės (juosta arba viela), suvyniotos ant šerdies, pagamintos iš feromagneto.

Svarbiausios konstrukcijos dalys yra šios:

• apvija;
• rėmas;
• magnetinė grandinė (šerdis);
• vėsinimo sistema;
• izoliacijos sistema;
• papildomos dalys, reikalingos apsaugos tikslams, montavimui, suteikiančios prieigą prie išvesties dalių.

Įrenginiuose dažniausiai galite pamatyti dviejų tipų apvijas: pirminę, kuri elektros srovę gauna iš išorinio maitinimo šaltinio, ir antrinę, iš kurios pašalinama įtampa.

Šerdis užtikrina geresnį atvirkštinį apvijų kontaktą, sumažina atsparumą magnetiniam srautui.

Kai kurių tipų įrenginiai, veikiantys itin aukštu ir aukštu dažniu, gaminami be šerdies.

Prietaisų gamyba grindžiama trimis pagrindinėmis apvijų koncepcijomis:

• šarvuotas;
• toroidinis;
• strypas.

Strypų transformatorių įtaisas reiškia, kad apvijos apvija ant šerdies yra griežtai horizontali. Šarvuotuose įrenginiuose jis yra uždarytas magnetine grandine, dedamas horizontaliai arba vertikaliai.

Transformatoriaus patikimumas, našumas, konstrukcija ir veikimo principas priimami be jokios įtakos jo gamybos principui.

Veikimo principas

Transformatoriaus veikimo principas pagrįstas abipusės indukcijos poveikiu. Kintamo dažnio srovės srautas iš trečiosios šalies energijos tiekėjo į pirminės apvijos įvestis sudaro magnetinį lauką šerdyje, kurio kintamasis srautas praeina per antrinę apviją ir skatina joje susidaryti elektrovaros jėgą. Galios imtuvo antrinės apvijos trumpinimas sukelia elektros srovės pratekėjimą per imtuvą dėl elektrovaros jėgos įtakos, tuo pačiu pirminėje apvijoje susidaro apkrovos srovė.

Transformatoriaus paskirtis – perkelti konvertuotą elektros energiją (nekeičiant jos dažnio) į antrinę apviją iš pirminės su vartotojų darbui tinkama įtampa.

Klasifikavimas pagal tipą

Galia

Kintamosios srovės transformatorius yra įtaisas, naudojamas elektros energijai transformuoti tiekimo tinkluose ir didelės galios elektros įrenginiuose.

Elektrinių poreikis aiškinamas dideliu pagrindinių elektros linijų ir miesto tinklų, kurie ateina į galutinius vartotojus, darbinių įtampų skirtumu, reikalingų elektra varomoms mašinoms ir mechanizmams veikti.

Autotransformatoriai

Šios konstrukcijos transformatoriaus įtaisas ir veikimo principas reiškia tiesioginį pirminės ir antrinės apvijų sujungimą, dėl to jų elektromagnetinės ir elektrinis kontaktas. Prietaisų apvijos turi mažiausiai tris laidus, kurie skiriasi savo įtampa.

Pagrindinis šių įrenginių privalumas turėtų būti vadinamas geru efektyvumu, nes ne visa galia konvertuojama – tai reikšminga esant nedideliems įėjimo ir išėjimo įtampų skirtumams. Minusas - transformatoriaus grandinių neatskyrimas (atskyrimo trūkumas) tarpusavyje.

Srovės transformatoriai

Šis terminas reiškia prietaisą, maitinamą tiesiogiai iš elektros tiekėjo, kuris naudojamas sumažinti pirminę elektros srovę iki tinkamų verčių, naudojamų matavimo ir apsaugos grandinėse, signalizacijai, ryšiams.

Srovės transformatorių pirminė apvija, kurios įtaisas numato galvaninių jungčių nebuvimą, yra prijungtas prie grandinės su kintama elektros srove, kurią reikia nustatyti, o prie antrinės apvijos prijungti elektros matavimo prietaisai. Per ją tekanti elektros srovė apytiksliai atitinka pirminės apvijos srovę, padalytą iš transformacijos santykio.

Įtampos transformatoriai

Šių prietaisų paskirtis – sumažinti įtampą matavimo grandinėse, automatikoje ir relinėje apsaugoje. Tokios apsauginės ir elektros matavimo grandinės įrenginiuose įvairiems tikslams izoliuoti nuo aukštos įtampos grandinių.

Pulsas

Šio tipo transformatoriai reikalingi norint pakeisti trumpalaikius vaizdo impulsus, kurie, kaip taisyklė, pasikartoja tam tikras laikotarpis su dideliu darbo ciklu, jų formos pasikeitimas sumažintas iki minimumo. Naudojimo tikslas yra stačiakampio elektrinio impulso perdavimas su stačiausiu pjovimu ir priekiu, pastovios amplitudės indikatoriumi.

Pagrindinis reikalavimas įrenginiams šio tipo, yra iškraipymų nebuvimas perduodant konvertuotų įtampos impulsų formą. Tam tikros formos įtampai veikiant įvestyje, išėjime gaunamas identiškos formos įtampos impulsas, bet tikriausiai kitokio diapazono arba atvirkštinio poliškumo.

Skirstymas

Kas yra izoliacinis transformatorius, paaiškėja iš paties apibrėžimo – tai įrenginys su pirmine apvija, kuri nėra elektra sujungta (t.y. atskirta) nuo antrinės.

Yra dviejų tipų tokie įrenginiai:

• galia;
• signalas.

Maitiniai naudojami elektros tinklų patikimumui gerinti netikėtai sinchroniškai susijungus su įžeminimu ir srovę nešančiomis dalimis arba dėl izoliacijos gedimo įjungus srovės nelaidžius elementus.

Siekiant užtikrinti, naudojami signalai galvaninė izoliacija elektros grandinės.

Atitikimas

Kaip veikia tokio tipo transformatorius, aišku ir iš jo pavadinimo. Suderinimo įtaisai vadinami įtaisais, kurie naudojami atskirų elektros grandinių elementų varžai suderinti su minimaliu bangos formos pokyčiu. Be to, šio tipo įtaisai naudojami galvaninei sąveikai tarp atskirų grandinių dalių pašalinti.

smailių transformatorių

Pikinių transformatorių veikimo principas pagrįstas įtampos pobūdžio transformavimu iš įvesties sinusinės į impulsinę. Poliškumas po perėjimo pasikeičia po pusės laikotarpio.

dvigubas droselis

Jo, kaip transformatoriaus, paskirtis, įtaisas ir veikimo principas yra visiškai identiški įrenginiams su pora panašių apvijų, kurios šiuo atveju yra visiškai vienodos, suvyniotos priešingai arba kartu.

Taip pat įprasta matyti šį pavadinimą šį įrenginį, kaip priešindukcinis filtras. Tai nurodo įrenginio apimtį – įėjimo įtampos filtravimą maitinimo šaltiniuose, garso aparatūroje, skaitmeniniuose įrenginiuose.

Veikimo režimai

Tuščioji eiga (XX)

Ši veikimo tvarka įgyvendinama nuo antrinio tinklo atidarymo, po kurio elektros srovės srautas jame sustoja. Pirminėje apvijoje teka tuščiosios eigos srovė, jos sudedamoji dalis yra įmagnetinimo srovė.

Kai antrinė srovė lygi nuliui, indukcijos elektrovaros jėga pirminėje apvijoje visiškai kompensuoja maitinimo šaltinio įtampą, todėl, praradus apkrovos sroves, per pirminę apviją tekanti srovė savo verte atitinka įmagnetinimo srovę. .

Transformatorių tuščiosios eigos veikimo funkcinis tikslas yra nustatyti svarbiausius jų parametrus:

• transformacijos indikatorius;
• nuostoliai magnetinėje grandinėje.

Įkrovimo režimas

Režimas pasižymi įrenginio veikimu, kai į pirminės grandinės įėjimus tiekiama įtampa, o apkrova prijungiama antrinėje. Pakrovimo srovė eina per "antrinę", o pirminėje - visa apkrovos srovė ir tuščiosios eigos srovė. Šis veikimo režimas laikomas vyraujančiu įrenginiui.

Pagrindinis indukcijos emf dėsnis atsako į klausimą, kaip transformatorius veikia pagrindiniu režimu. Principas yra toks: antrinės apvijos apkrova sukelia antrinėje grandinėje magnetinio srauto susidarymą, kuris formuoja apkrovos elektros srovę šerdyje. Jis nukreiptas priešinga jo srautui kryptimi, kurią sukuria pirminė apvija. Pirminėje grandinėje elektros tiekėjo ir indukcijos elektrovaros jėgų pariteto nesilaikoma, pirminėje apvijoje elektros srovė didinama tol, kol magnetinis srautas grįžta į pradinę vertę.

Trumpasis jungimas (trumpasis jungimas)

Prietaiso perėjimas į šį režimą atliekamas trumpuoju antrinės grandinės jungimu. Trumpasis jungimas - specialus apkrovos tipas, taikoma apkrova - antrinės apvijos varža - yra vienintelė.

Transformatoriaus veikimo principas trumpojo jungimo režimu yra toks: nereikšmingas kintamoji įtampa, antrinio išvados yra trumpai sujungtos. Įėjimo įtampa nustatoma taip, kad uždarymo srovės vertė atitiktų prietaiso vardinės elektros srovės vertę. Įtampos vertė nustato energijos nuostolius, priskirtinus apvijų šildymui, taip pat aktyviajai varžai.

Šis režimas būdingas matavimo priemonėms.

Remiantis transformatorių įrenginių ir paskirties tipų įvairove, galima drąsiai teigti, kad šiandien tai yra nepakeičiami beveik visur naudojami įrenginiai, užtikrinantys stabilumą ir pasiekiantys vartotojui reikalingas įtampos vertes tiek civiliniuose tinkluose, tiek pramoniniuose tinkluose.

Gal kas nors mano, kad transformatorius yra kažkas tarp transformatoriaus ir terminatoriaus. Šis straipsnis skirtas sunaikinti tokias idėjas.

Transformatorius yra statinis elektromagnetinis įtaisas, skirtas vienos įtampos ir tam tikro dažnio kintamą elektros srovę paversti kitos įtampos ir tokio pat dažnio elektros srove.

Bet kurio transformatoriaus veikimas pagrįstas Faradėjaus atrastu reiškiniu.

Transformatorių paskirtis

Įvairių tipų transformatoriai naudojami beveik visose elektros prietaisų maitinimo grandinėse ir perduodant elektrą dideliais atstumais.

Elektrinės generuoja santykinai žemos įtampos srovę - 220 , 380 , 660 B. Transformatoriai, didinantys įtampą iki užsakymo verčių tūkstantis kilovoltų, gali žymiai sumažinti nuostolius perduodant elektrą dideliais atstumais ir tuo pačiu sumažinti elektros perdavimo linijų skerspjūvio plotą.

Prieš patekdama į vartotoją (pavyzdžiui, į įprastą namų elektros lizdą), srovė praeina per sumažintą transformatorių. Taip gauname įprastą 220 Volt.

Labiausiai paplitęs transformatoriaus tipas yra galios transformatoriai . Jie skirti konvertuoti įtampą elektros grandinėse. Be galios transformatorių, naudojami įvairūs elektroniniai prietaisai:

• impulsiniai transformatoriai;
• galios transformatoriai;
• srovės transformatoriai.

Transformatoriaus veikimo principas

Transformatoriai yra vienfaziai ir daugiafaziai, su viena, dviem ar daugiau apvijų. Apsvarstykite transformatoriaus schemą ir veikimo principą naudodami paprasčiausio vienfazio transformatoriaus pavyzdį.

Iš ko pagamintas transformatorius? Paprasčiausiu atveju iš vieno metalo šerdis ir du apvijos . Apvijos nėra tarpusavyje sujungtos elektra ir yra izoliuoti laidai.

Viena apvija (ji vadinama pirminis ) yra prijungtas prie kintamosios srovės maitinimo šaltinio. Antroji apvija vadinama antraeilis , yra prijungtas prie galutinio srovės vartotojo.

Kai transformatorius yra prijungtas prie kintamosios srovės šaltinio, jo pirminės apvijos posūkiuose teka kintamoji srovė. I1 . Tai sukuria magnetinį srautą F , kuris prasiskverbia į abi apvijas ir sukelia jose emf.

Taip atsitinka, kad antrinė apvija nėra apkrauta. Šis transformatoriaus veikimo režimas vadinamas tuščiosios eigos režimu. Atitinkamai, jei antrinė apvija yra prijungta prie bet kurio vartotojo, per ją teka srovė I2 , atsirandantis veikiant EML.

Apvijose atsirandančio EML dydis tiesiogiai priklauso nuo kiekvienos apvijos apsisukimų skaičiaus. Pirminėje ir antrinėje apvijoje sukelto EML santykis vadinamas transformacijos koeficientu ir yra lygus atitinkamų apvijų vijų skaičiaus santykiui.

Pasirinkus apvijų apsisukimų skaičių, galima padidinti arba sumažinti srovės vartotojo įtampą iš antrinės apvijos.

Idealus transformatorius

Idealus transformatorius yra transformatorius, kuriame nėra energijos nuostolių. Tokiame transformatoriuje srovės energija pirminėje apvijoje pirmiausia visiškai paverčiama magnetinio lauko energija, o paskui - antrinės apvijos energija.

Žinoma, tokio transformatoriaus gamtoje nėra. Tačiau tuo atveju, kai šilumos nuostolių galima nepaisyti, skaičiavimuose patogu naudoti idealaus transformatoriaus formulę, pagal kurią srovės galios pirminėje ir antrinėje apvijoje yra lygios.

Beje! Mūsų skaitytojams dabar taikoma 10% nuolaida

Energijos nuostoliai transformatoriuje

Transformatorių efektyvumas yra gana didelis. Tačiau energijos nuostoliai atsiranda apvijoje ir šerdyje, todėl transformatoriaus veikimo metu temperatūra pakyla. Mažiems galios transformatoriams tai nėra problema, o visa šiluma eina į aplinką- naudojamas natūralus oro aušinimas. Tokie transformatoriai vadinami sausais.

Galingesniuose transformatoriuose oro aušinimas yra nepakankamas ir taikomas alyvos aušinimas. Šiuo atveju transformatorius dedamas į mineralinės alyvos baką, per kurį šiluma perduodama bako sienelėms ir išsklaido į aplinką. Didelės galios transformatoriuose papildomai naudojami išmetimo vamzdžiai – jei alyva užverda, susidariusioms dujoms reikia išleidimo angos.

Žinoma, transformatoriai nėra tokie paprasti, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio – juk trumpai apžvelgėme transformatoriaus veikimo principą. Elektrotechnikos bandymas su transformatoriaus skaičiavimo užduotimis staiga gali tapti tikra problema. visada pasiruošę padėti išspręsti bet kokias studijų problemas! Susisiekite su Zaochnik ir mokykitės lengvai!

Išradus transformatorių, atsirado techninis susidomėjimas kintamąja srove. Rusijos elektros inžinierius Michailas Osipovičius Dolivo-Dobrovolskis 1889 m. pasiūlė trifazę kintamosios srovės sistemą su trimis laidais (trifazę kintamosios srovės sistemą su šešiais laidais išrado Nikola Tesla, JAV patentas Nr. , pastatė pirmąją trifazę asinchroninę sistemą variklis su voverės narvelio voverės narvelio apvija ir trifaziu apvija ant rotoriaus (trifazis asinchroninis variklis, išrastas Nikola Tesla, JAV patentas Nr. su trimis magnetinės grandinės strypais, esančiais toje pačioje plokštumoje). 1891 m. Frankfurte prie Maino vykusioje elektros parodoje Dolivo-Dobrovolsky pademonstravo eksperimentinį trifazį aukštos įtampos elektros perdavimą, kurio ilgis siekia 175 km. Trifazis generatorius turėjo 230 kW galią esant 95 V įtampai.

1900-ųjų pradžioje anglų metalurgas tyrėjas Robertas Hadfieldas atliko daugybę eksperimentų, siekdamas nustatyti priedų poveikį geležies savybėms. Tik po kelerių metų jam pavyko klientams tiekti pirmąją toną transformatorinio plieno su silicio priedais.

Kitas didelis šuolis pagrindinių technologijų srityje buvo padarytas XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio pradžioje, kai amerikiečių metalurgas Normanas P. Grossas nustatė, kad dėl bendro valcavimo ir šildymo poveikio silicio plienas įgijo nepaprastų magnetinių savybių valcavimo kryptimi: magnetinis prisotinimas padidėjo 50 %, histerezės nuostoliai sumažėjo 4 kartus, o magnetinis pralaidumas padidėjo 5 kartus.

Pagrindiniai transformatoriaus veikimo principai

Transformatoriaus veikimas grindžiamas dviem pagrindiniais principais:

1. Laike kintanti elektros srovė sukuria laike kintantį magnetinį lauką (elektromagnetizmą)
2. Magnetinio srauto, einančio per apviją, pasikeitimas šioje apvijoje sukuria EML (elektromagnetinė indukcija)

Ant vienos iš apvijų, vadinama pirminė apvijaįtampa tiekiama iš išorinio šaltinio. Per pirminę apviją tekanti kintamoji srovė sukuria kintamąjį magnetinį srautą magnetinėje grandinėje. Dėl elektromagnetinės indukcijos kintamasis magnetinis srautas magnetinėje grandinėje visose apvijose, įskaitant pirminę, sukuria indukcinį EML, proporcingą pirmajai magnetinio srauto išvestinei, o sinusoidinė srovė pasislenka 90 ° priešinga kryptimi. magnetinio srauto atžvilgiu.

Kai kuriuose transformatoriuose, veikiančiuose aukštu arba itin aukštu dažniu, magnetinės grandinės gali nebūti.

Faradėjaus dėsnis

Antrinėje apvijoje susidaręs EML gali būti apskaičiuojamas pagal Faradėjaus dėsnį, kuris teigia, kad:

U 2- antrinės apvijos įtampa, N 2 - antrinės apvijos apsisukimų skaičius, Φ - bendras magnetinis srautas per vieną apvijos apsisukimą. Jei apvijos posūkiai yra statmeni magnetinio lauko linijoms, srautas bus proporcingas magnetiniam laukui B ir kvadratas S per kurią praeina.

Atitinkamai pirminėje apvijoje sukuriamas EMF:

U 1- momentinė įtampos vertė pirminės apvijos galuose, N 1 yra pirminės apvijos apsisukimų skaičius.

Lygties dalijimas U 2 ant U 1, gauname santykį:

Idealios transformatoriaus lygtys

Idealus transformatorius yra transformatorius, kuris neturi energijos nuostolių apvijų šildymui ir apvijų nuotėkio srautams. Idealiame transformatoriuje visos jėgos linijos eina per visus abiejų apvijų posūkius, o kadangi kintantis magnetinis laukas kiekviename posūkyje sukuria tą patį EML, tai bendras apvijoje indukuotas EML yra proporcingas bendram jos apsisukimų skaičiui. Toks transformatorius paverčia visą įeinančią energiją iš pirminės grandinės į magnetinį lauką, o po to į antrinės grandinės energiją. Šiuo atveju gaunama energija yra lygi konvertuotai energijai:

P1- transformatoriui tiekiamos iš pirminės grandinės galios momentinė vertė, P2- transformatoriaus, patenkančio į antrinę grandinę, konvertuojamos galios momentinė vertė.

Sujungę šią lygtį su įtampų santykiu apvijų galuose, gauname idealaus transformatoriaus lygtį:

Taigi gauname, kad didėjant įtampai antrinės apvijos galuose U 2, antrinės grandinės srovė mažėja aš 2.

Norėdami konvertuoti vienos grandinės varžą į kitos, turite padauginti vertę iš santykio kvadrato. Pavyzdžiui, pasipriešinimas Z2 prijungtas prie antrinės apvijos galų, jos sumažinta vertė pirminei grandinei bus . Ši taisyklė galioja ir antrinei grandinei: .

Transformatoriaus veikimo režimai

Trumpojo jungimo režimas

Trumpojo jungimo režimu į transformatoriaus pirminę apviją įvedama nedidelė kintamoji įtampa, trumpai sujungiami antrinės apvijos laidai. Įėjimo įtampa nustatoma taip, kad trumpojo jungimo srovė būtų lygi transformatoriaus vardinei (apskaičiuotai) srovei. Tokiomis sąlygomis trumpojo jungimo įtampos vertė apibūdina nuostolius transformatoriaus apvijose, nuostolius ominėje varžoje. Galios nuostolius galima apskaičiuoti trumpojo jungimo įtampą padauginus iš trumpojo jungimo srovės.

Šis režimas plačiai naudojamas matuojant srovės transformatorius.

Pakrautas režimas

Kai apkrova prijungiama prie antrinės apvijos, antrinėje grandinėje atsiranda srovė, kuri magnetinėje grandinėje sukuria magnetinį srautą, nukreiptą priešais pirminės apvijos kuriamam magnetiniam srautui. Dėl to pirminėje grandinėje pažeidžiama indukcinio EMF ir maitinimo šaltinio EMF lygybė, dėl ko padidėja srovė pirminėje apvijoje, kol magnetinis srautas pasiekia beveik tą pačią vertę.

Schematiškai transformacijos procesą galima pavaizduoti taip:

Norėdami tai padaryti, apsvarstykite sistemos reakciją į sinusoidinį signalą u 1=U 1 e-jω t(ω=2π f, kur f – signalo dažnis, j – įsivaizduojamas vienetas). Tada aš 1=aš 1 e-jω t ir tt, sumažindami eksponentinius veiksnius, gauname

U 1=-jω L1 aš 1-jω L 12 aš 2+aš 1 R1

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

Sudėtingų amplitudių metodas leidžia ištirti ne tik grynai aktyvią, bet ir savavališką apkrovą, tuo tarpu pakanka pakeisti apkrovos varžą R n jo varža Z n. Iš gautų tiesinių lygčių galite lengvai išreikšti srovę per apkrovą, naudodami Ohmo dėsnį - įtampą visoje apkrovoje ir kt.

T formos transformatoriaus ekvivalentinė grandinė.

Transformatoriaus magnetinės sistemos dalis, kuri neturi pagrindinių apvijų ir skirta magnetinei grandinei uždaryti, vadinama - jungas

Priklausomai nuo erdvinio strypų išdėstymo, yra:

1. Plokščiųjų magnetų sistema- magnetinė sistema, kurioje visų strypų ir jungų išilginės ašys yra toje pačioje plokštumoje
2. Erdvinė magnetinė sistema- magnetinė sistema, kurioje strypų arba jungų arba strypų ir jungų išilginės ašys yra skirtingose ​​plokštumose
3. Simetrinė magnetinė sistema- magnetinė sistema, kurioje visi strypai yra vienodos formos, konstrukcijos ir matmenų, o santykinė bet kurio strypo padėtis visų jungų atžvilgiu yra vienoda visiems strypams
4. Nesimetriška magnetinė sistema- magnetinė sistema, kurioje atskiri strypai gali skirtis nuo kitų strypų forma, konstrukcija ar matmenimis arba bet kurio strypo santykinė padėtis kitų strypų ar jungų atžvilgiu gali skirtis nuo bet kurio kito strypo padėties

apvijos

Pagrindinis apvijos elementas yra ritė- elektros laidininkas arba lygiagrečiai sujungtų tokių laidininkų serija (suvyta šerdis), vieną kartą apvyniojanti transformatoriaus magnetinės sistemos dalį, kurios elektros srovė kartu su kitų tokių laidininkų ir kitų transformatoriaus dalių srovėmis , sukuria transformatoriaus magnetinį lauką ir kuriame veikiant šiam magnetiniam laukui indukuojama elektrovaros jėga .

Apvija- formuojantis posūkių rinkinys elektros grandinė, kuriame apibendrinamas posūkiuose sukeltas EML. Trifaziame transformatoriuje apvija paprastai reiškia vienodos įtampos trijų fazių, sujungtų viena su kita, rinkinį.

Galios transformatorių apvijos laidininko skerspjūvis dažniausiai būna kvadrato formos efektyvus naudojimas laisvos vietos (kad padidintumėte pagrindinio lango užpildymo koeficientą). Padidėjus laidininko skerspjūvio plotui, jį galima padalyti į du ar daugiau lygiagrečių laidžių elementų, siekiant sumažinti sūkurinės srovės nuostolius apvijoje ir palengvinti apvijos veikimą. Laidus kvadrato formos elementas vadinamas gyvenamuoju.

Kiekviena šerdis yra izoliuota popierine apvija arba emaliu. Dvi atskirai izoliuotos ir lygiagrečiai sujungtos šerdys kartais gali turėti bendrą popierinę izoliaciją. Dvi tokios izoliuotos šerdys bendroje popierinėje izoliacijoje vadinamos kabeliu.

Ypatinga apvijų laidininko rūšis yra nuolat perkeltas kabelis. Šį kabelį sudaro sruogos, izoliuotos dviem emalio lako sluoksniais, išdėstytų ašies kryptimi vienas kito atžvilgiu, kaip parodyta paveikslėlyje. Nepertraukiamai perkeltas kabelis gaunamas vieno sluoksnio išorinę giją perkeliant į kitą sluoksnį pastoviu žingsniu ir uždedant bendrą išorinę izoliaciją.

Kabelio popierinė apvija pagaminta iš plonų (kelių dešimčių mikrometrų) kelių centimetrų pločio popieriaus juostelių, apvyniotų aplink šerdį. Popierius vyniojamas keliais sluoksniais, kad išgautų reikiamą bendrą storį.

Disko apvija

Apvijos skirstomos pagal:

1. Paskyrimas
   • Pagrindinis- transformatorių apvijos, į kurias tiekiama konvertuojamos kintamosios srovės energija arba iš kurių pašalinama konvertuotos kintamosios srovės energija.
   • Reguliavimo- esant mažai apvijos srovei ir ne per plačiam reguliavimo diapazonui, apvijoje galima įrengti čiaupus įtampos transformacijos santykiui reguliuoti.
   • Pagalbinis- apvijos, skirtos, pavyzdžiui, maitinti pagalbinį tinklą, kurio galia žymiai mažesnė už vardinę transformatoriaus galią, kompensuoti trečiąjį harmoninį magnetinį lauką, pakreipti magnetinę sistemą nuolatine srove ir kt.
2. Vykdymas
   • Įprasta apvija- apvijos posūkiai yra išdėstyti ašine kryptimi per visą apvijos ilgį. Tolesni posūkiai yra sandariai suvynioti vienas į kitą, nepaliekant tarpinės erdvės.
   • varžto apvija- Sraigtinė apvija gali būti daugiasluoksnės apvijos variantas su atstumais tarp kiekvieno apvijos posūkio ar švino.
   • Disko apvija- disko apvija susideda iš kelių nuosekliai sujungtų diskų. Kiekviename diske ritės suvyniotos radialiai spiraliniu būdu į vidų ir į išorę ant gretimų diskų.
   • folijos apvija- folijos apvijos pagamintos iš plataus vario arba aliuminio lakšto, kurio storis nuo dešimtųjų milimetro iki kelių milimetrų.

Trifazių transformatorių apvijų sujungimo schemos ir grupės

Yra trys pagrindiniai trifazio transformatoriaus kiekvienos pusės fazių apvijų prijungimo būdai:

• Y jungtis („žvaigždė“), kai kiekviena apvija viename gale yra prijungta prie bendro taško, vadinamo neutralia. Yra „žvaigždė“ su išvada iš bendro taško (žymėjimas Y 0 arba Y n) ir be jo (Y)
• Δ jungtis ("delta"), kai nuosekliai sujungtos trys fazės apvijos
• Z-jungtis („zigzagas“). At šis metodas jungtis, kiekviena fazinė apvija susideda iš dviejų identiškų dalių, išdėstytų ant skirtingų magnetinės grandinės strypų ir sujungtų nuosekliai, priešingai. Gautos trijų fazių apvijos yra sujungtos bendrame taške, panašiai kaip „žvaigždė“. Paprastai „zigzagas“ naudojamas su šaka iš bendro taško (Z 0)

Tiek pirminė, tiek antrinė transformatoriaus apvijos gali būti sujungtos bet kuria iš trys būdai parodyta aukščiau, bet kokiu deriniu. Konkretus būdas ir derinys priklauso nuo transformatoriaus paskirties.

Y jungtis dažniausiai naudojama apvijų, veikiančių pagal aukštos įtampos. Taip yra dėl daugelio priežasčių:

Trifazio autotransformatoriaus apvijos gali būti prijungtos tik "žvaigždėje";

Kai vietoj vieno didelio našumo trifazio transformatoriaus naudojami trys vienfaziai autotransformatoriai, jų niekaip kitaip sujungti neįmanoma;

Kai antrinė transformatoriaus apvija maitina aukštos įtampos liniją, įžemintos neutralės buvimas sumažina viršįtampius žaibo smūgio metu. Be neutralaus įžeminimo neįmanoma naudoti diferencinės linijos apsaugos nuo nuotėkio į žemę. Tokiu atveju visų šios linijos priimančiųjų transformatorių pirminėse apvijose neturėtų būti įžemintos neutralės;

Įtampos reguliatorių (čiaupo jungiklių) konstrukcija yra labai supaprastinta. Apvijų čiaupų išdėstymas iš „neutralaus“ galo užtikrina minimalų kontaktinių grupių skaičių. Sumažinami reikalavimai jungiklių izoliacijai, kaip jis veikia esant minimaliai įtampai žemės atžvilgiu;

Šis junginys yra technologiškai pažangiausias ir mažiausiai metalų reikalaujantis.

Trikampio jungtis naudojama transformatoriuose, kur viena apvija jau prijungta žvaigždute, ypač su nuliniu gnybtu.

Vis dar plačiai paplitusių transformatorių veikimas pagal Y / Y 0 schemą yra pateisinamas, jei jo fazių apkrova yra vienoda (trifazis variklis, trifazė elektrinė krosnis, griežtai apskaičiuotas gatvių apšvietimas ir kt.). nesubalansuotas (buitinis ir kitas vienfazis), tada magnetinis srautas šerdyje yra išsibalansavęs, o nekompensuotas magnetinis srautas (vadinamasis "nulinės sekos srautas") užsidaro per dangtį ir baką, todėl jie įkaista. ir vibruoti. Pirminė apvija negali kompensuoti šio srauto, nes jo galas prijungtas prie virtualios neutralės, neprijungtos prie generatoriaus. Išėjimo įtampos bus iškraipytos (bus „fazių disbalansas“). Vienfazei apkrovai toks transformatorius iš esmės yra atviros šerdies droselis, o jo varža yra didelė. Vienfazio trumpojo jungimo srovė bus labai neįvertinta, palyginti su apskaičiuota (trifazio trumpojo jungimo atveju), todėl apsaugos priemonių veikimas tampa nepatikimas.

Jei pirminė apvija sujungta trikampiu (transformatorius su Δ/Y 0 grandine), tai kiekvieno strypo apvijos turi po du laidus tiek į apkrovą, tiek į generatorių, o pirminė apvija gali įmagnetinti kiekvieną strypą atskirai, nedarant įtakos kiti du ir nepažeidžiant magnetinio balanso. Tokio transformatoriaus vienfazė varža bus artima apskaičiuotajai, įtampos disbalansas praktiškai pašalintas.

Kita vertus, naudojant trikampę apviją, čiaupo jungiklio (aukštos įtampos kontaktų) konstrukcija tampa sudėtingesnė.

Apvijos sujungimas su trikampiu leidžia trečiajai ir daugybei srovės harmonikų cirkuliuoti žiedo, sudaryto iš trijų nuosekliai sujungtų apvijų, viduje. Trečiosios harmonikos srovių uždarymas yra būtinas norint sumažinti transformatoriaus varžą nesinusinės apkrovos srovėms (netiesinei apkrovai) ir išlaikyti jo įtampą sinusoidinę. Trečioji srovės harmonika visose trijose fazėse turi tą pačią kryptį, šios srovės negali cirkuliuoti apvijoje, sujungtoje žvaigždute su izoliuota neutrale.

Trijų sinusoidinių srovių trūkumas įmagnetinimo srovėje gali sukelti reikšmingą indukuotos įtampos iškraipymą tais atvejais, kai šerdyje yra 5 strypai arba ji pagaminta šarvuotoje versijoje. Trikampio jungties transformatoriaus apvija pašalins šį trikdymą, nes trikampiu prijungta apvija slopins harmonines sroves. Kartais transformatoriai numato, kad yra tretinė Δ prijungta apvija, skirta ne įkrauti, o siekiant išvengti įtampos iškraipymo ir nulinės sekos varžos sumažėjimo. Tokios apvijos vadinamos kompensacijomis. Skirstymo transformatoriai, skirti įkrovimui, tarp fazės ir nulio pirminėje pusėje, dažniausiai yra su trikampio apvija. Tačiau srovė trikampio apvijoje gali būti labai maža, kad būtų pasiekta minimali galia, o reikalingas apvijos laidininko dydis yra labai nepatogus gamyklinei gamybai. Tokiais atvejais aukštos įtampos apviją galima sujungti žvaigždute, o antrinę – zigzagu. Nulinės sekos srovės, cirkuliuojančios dviejuose zigzaginės apvijos čiaupuose, subalansuos viena kitą, antrinės pusės nulinės sekos varžą daugiausia lemia klaidinantis magnetinis laukas tarp dviejų apvijų šakų ir išreiškiamas kaip labai mažas skaičius.

Skirtingais būdais naudojant apvijų porą, galima pasiekti skirtingą poslinkio įtampą tarp transformatoriaus šonų.

1. Lygiagrečiai gali veikti tik transformatoriai, kurių pirminės ir antrinės įtampos kampinė paklaida yra vienoda.
2. Lygiagrečiai turi būti sujungti vienodo poliškumo poliai aukštos ir žemos įtampos pusėse.
3. Transformatoriai turi turėti maždaug tokį patį įtampos santykį.
4. Trumpojo jungimo varžos įtampa turi būti tokia pati, ±10 %.
5. Transformatorių galios santykis neturėtų nukrypti daugiau kaip 1:3.
6. Posūkių skaičiaus jungikliai turi būti tokiose padėtyse, kad įtampos padidėjimas būtų kuo artimesnis.

Kitaip tariant, tai reiškia, kad reikia naudoti panašiausius transformatorius. Geriausias pasirinkimas yra identiški transformatorių modeliai. Pasinaudojus atitinkamomis žiniomis, galimi nukrypimai nuo minėtų reikalavimų.

Dažnis

Transformatoriaus įtampos reguliavimas

Priklausomai nuo elektros tinklo apkrovos, kinta jo įtampa. Normaliam vartotojų elektros vartotojų darbui būtina, kad įtampa nuo nurodyto lygio nenukryptų daugiau nei leistinos ribos, todėl būtų taikoma įvairių būdųįtampos reguliavimas tinkle.

Problemų sprendimas

Gedimo tipas	Priežastis
Perkaisti	Perkrova
Perkaisti	Žemas alyvos lygis
Perkaisti	Uždarymai
Perkaisti	Nepakankamas aušinimas
Palaužti	Perkrova
Palaužti	Aliejaus užterštumas
Palaužti	Žemas alyvos lygis
Palaužti	Pasukite izoliacijos senėjimą
skardis	Prasta litavimo kokybė
skardis	Stiprios elektromechaninės deformacijos trumpojo jungimo metu
Padidėjęs dūzgimas	Laminuotos magnetinės grandinės spaudimo susilpnėjimas
Padidėjęs dūzgimas	Perkrova
Padidėjęs dūzgimas
Padidėjęs dūzgimas	trumpasis jungimas apvijoje
Oro atsiradimas dujų relėje (su termosifono filtru)	Termosifono filtras užkimštas, oras per kištuką patenka į dujų relę

Viršįtampio transformatorius

Viršįtampių tipai

Naudojimo metu transformatoriai gali būti veikiami įtampa, viršijančia jų veikimo parametrus. Šie viršįtampiai pagal trukmę skirstomi į dvi grupes:

• Momentinis viršįtampis- galios dažnio įtampa, kurios santykinė trukmė svyruoja nuo mažiau nei 1 sekundės iki kelių valandų.
• Trumpalaikis viršįtampis- trumpalaikis viršįtampis nuo nanosekundžių iki kelių milisekundžių. Kilimo laikas gali svyruoti nuo kelių nanosekundžių iki kelių milisekundžių. Trumpalaikis viršįtampis gali būti svyruojantis ir nesvyruojantis. Paprastai jie turi vienakryptį veiksmą.

Transformatorius taip pat gali būti veikiamas pereinamųjų ir pereinamųjų viršįtampių deriniu. Laikinieji viršįtampiai gali iš karto sekti pereinamuosius viršįtampius.

Viršįtampiai skirstomi į dvi pagrindines grupes, apibūdinančias jų kilmę:

• Viršįtampai, kuriuos sukelia atmosferos poveikis. Dažniausiai pereinamieji viršįtampiai atsiranda dėl žaibo šalia aukštos įtampos perdavimo linijų, prijungtų prie transformatoriaus, tačiau kartais žaibo impulsas gali trenkti į transformatorių ar pačią perdavimo liniją. Didžiausia įtampos vertė priklauso nuo žaibo impulso srovės ir yra statistinis kintamasis. Užregistruotos virš 100 kA žaibo impulsų srovės. Remiantis matavimais, atliktais aukštos įtampos elektros linijose, 50% atvejų didžiausia žaibo impulsų srovių vertė yra nuo 10 iki 20 kA. Atstumas tarp transformatoriaus ir žaibo impulso smūgio taško turi įtakos impulso, kuris trenkia transformatoriui, kilimo laikui, kuo trumpesnis atstumas iki transformatoriaus, tuo trumpesnis laikas.
• Viršįtampiai, susidarę elektros sistemos viduje. Ši grupė apima trumpalaikius ir pereinamuosius viršįtampius, atsirandančius dėl elektros energijos sistemos eksploatavimo ir priežiūros sąlygų pasikeitimų. Šiuos pokyčius gali sukelti perjungimo proceso pažeidimas arba gedimas. Laikinus viršįtampius sukelia įžeminimo gedimai, apkrovos išsiliejimas arba žemo dažnio rezonanso reiškiniai. Laikini viršįtampiai atsiranda, kai sistema dažnai atjungiama arba prijungiama. Jie taip pat gali atsirasti užsiliepsnojus išorinei izoliacijai. Perjungiant reaktyviąją apkrovą pereinamoji įtampa gali pakilti iki 6-7 p.u. dėl daugybės trumpalaikės srovės pertraukimų grandinės pertraukiklyje, kai impulso kilimo laikas yra iki kelių mikrosekundžių dalių.

Transformatoriaus gebėjimas atlaikyti viršįtampius

Prieš išvažiuodami iš gamyklos, transformatoriai turi išlaikyti tam tikrus dielektrinio stiprumo bandymus. Šių testų išlaikymas rodo tikimybę nepertraukiamas veikimas transformatorius.

Testai aprašyti tarptautiniuose ir nacionaliniuose standartuose. Išbandyti transformatoriai patvirtina aukštą veikimo patikimumą.

Papildoma sąlyga aukštas laipsnis Patikimumas yra užtikrinti priimtinas viršįtampių ribas, nes transformatorius eksploatacijos metu gali būti veikiamas rimtesnių viršįtampių, palyginti su bandymo bandymo sąlygomis.

Būtina pabrėžti itin didelę visų tipų viršįtampių, galinčių atsirasti elektros sistemoje, planavimo ir apskaitos svarbą. Normaliam vykdymui duota sąlyga reikia suprasti kilmę įvairių tipų viršįtampių. Įvairių tipų viršįtampių dydis yra statistinis kintamasis. Izoliacijos gebėjimas atlaikyti viršįtampius taip pat yra statistinis kintamasis.

taip pat žr

	Transformatorius Vikižodyne
	Transformatorius„Wikimedia Commons“.

• Integruotas transformatoriaus bandymo stendas

Pastabos

1. Kharlamova T. E. Mokslo ir technologijos istorija. Energetikos pramonė. Vadovėlis.Sankt Peterburgas: SZTU, 2006. 126 p.
2. Kislitsyn A. L. Transformeriai: Vadovėlis kursui "Elektromechanika" .- Uljanovskas: UlGTU, 2001. - 76 su ISBN 5-89146-202-8
3. Galios transformatoriai: pagrindiniai c.t. raidos etapai. n. Savintsevas Yu.M. Galima įsigyti 2010-01-25
4. Galios transformatorius: evoliucijos etapai. D.t. n., prof. Popovas G. V. adresu transform.ru. Galima įsigyti 2008-08-02
5. Transformatoriaus istorija energoportal.ru. Galima įsigyti 2008-08-02
6. suktuvai Galios transformatoriaus principai ir taikymas. - P. 20–21.