Transformatori igraju značajnu ulogu u elektrotehnici, obavljajući funkcije transformacije, izolacije, mjerenja i zaštite. Jedan od najčešćih zadataka uređaja ovog tipa je regulacija pojedinačnih parametara struje. Konkretno, naponski transformatori (VT) pretvaraju performanse primarne elektroenergetske mreže u optimalne vrijednosti, sa stanovišta potrošača.
Ukupni dizajn opreme
Tehničku osnovu transformatora čini elektromagnetno punjenje koje obezbeđuje funkcionalne procese uređaja. Dimenzije opreme mogu varirati ovisno o zahtjevima za opterećenje u strujnom kolu. U tipičnom dizajnu, transformator ima strujne ulazne i izlazne uređaje, a glavni radni elementi obavljaju zadatke konverzije napona. Komplet izolatora, osigurača i uređaja za relejnu zaštitu odgovorni su za osiguranje pouzdanosti i sigurnosti tehnoloških procesa. U dizajnu modernog niskonaponskog transformatoraPredviđeni su i senzori za snimanje pojedinačnih radnih parametara, čiji se indikatori šalju na centralu i postaju osnova za komande regulatornim tijelima. Rad električnih komponenti sam po sebi zahtijeva napajanje, stoga su u nekim modifikacijama pretvarači dopunjeni autonomnim izvorima energije - generatorima, akumulatorima ili baterijama.
Transformer Cores
Ključni radni elementi VT-a su takozvana jezgra (magnetna jezgra) i namotaji. Prvi su dvije vrste - štap i oklop. Za većinu niskofrekventnih transformatora do 50 Hz koriste se štapna jezgra. U proizvodnji magnetskog kruga koriste se posebni metali čije karakteristike određuju radna svojstva konstrukcije, na primjer, performanse i veličinu struje praznog hoda. Jezgro naponskog transformatora čine tanki listovi legure, izolirani između slojeva laka i oksida. Stupanj utjecaja vrtložnih struja magnetskog kola ovisit će o kvaliteti ove izolacije. Postoji i posebna vrsta jezgri za slaganje, koja formiraju strukture proizvoljnog presjeka, ali bliske kvadratnom obliku. Ova konfiguracija vam omogućava da kreirate univerzalna magnetna kola, ali oni takođe imaju slabosti. Dakle, postoji potreba za čvrstim zatezanjem metalne plastike, jer najmanji razmaci smanjuju faktor punjenja radne površine zavojnice.
Namotaji transformatora napona
Obično se koriste dva namotaja - primarni i sekundarni. Izolovani su i jedni od drugih i od jezgra. Prvi nivo namotaja odlikuje se velikim brojem zavoja napravljenih tankom žicom. To mu omogućava da opslužuje mreže visokog napona (do 6000-10 000 V) potrebne za osnovne potrebe konverzije. Sekundarni namotaj je dizajniran za paralelno napajanje mjernih instrumenata, relejnih uređaja i druge pomoćne električne opreme. Prilikom povezivanja namota naponskih transformatora važno je uzeti u obzir oznake na izlaznim stezaljkama. Na primjer, releji smjera snage, multimetri, ampermetri, vatmetri i različiti mjerači su spojeni na zavojnice kroz početak primarnog namota (oznaka A), krajnju liniju (X), početak sekundarnog namota (a) i njegov kraj (x). Može se koristiti i dodatni namotaj sa posebnim prefiksima u oznaci.
Montaža armature i uzemljenja
Lista dodatnih elemenata i funkcionalnih uređaja može varirati u zavisnosti od tipa i karakteristika transformatora. Na primjer, uljne konstrukcije s primarnim indikatorom napona do 10 kV ili više opremljene su spojnicama za punjenje, drenažu i uzorkovanje tehničkih maziva. Za ulje, rezervoar je takođe opremljen mlaznicama i regulatorima koji kontrolišu nesmetano dovod tečnosti u ciljana područja. Tipični setovi za ugradnju najčešće uključuju nosače sa vijcima, spojnice, komponente releja, električne kartonske zaptivke, prirubničke elemente, itd. Što se tiče uzemljenja, ondaTransformatori sa naponom na primarnom namotu do 660 V opremljeni su stezaljkama sa navojnim pričvršćivanjem vijaka, klinova i vijaka veličine M6. Ako je indikator napona veći od 660 V, onda će spoj za uzemljenje morati imati hardverske veze formata ne manjeg od M8.
Princip rada TH
Glavne funkcije i procese elektromagnetne indukcije obavlja kompleks koji uključuje metalno jezgro sa setom transformatorskih ploča, primarnim i sekundarnim namotajima. Kvaliteta uređaja ovisit će o tačnosti osnovnog proračuna amplitude i ugla struje. Međusobna indukcija između nekoliko namotaja odgovorna je za transformaciju u elektromagnetnom polju. Naizmjenična struja u naponskom transformatoru od 220 V se stalno mijenja, prolazeći kroz jedan namotaj. Prema Faradejevom zakonu, elektromotorna sila se indukuje jednom u sekundi. U zatvorenom sistemu namotaja, zadana struja će teći kroz kolo i blizu metalnog jezgra. Što je manje opterećenje na sekundarnom namotu transformatora, to je stvarni faktor konverzije bliži nominalnoj vrijednosti. Rad sa spajanjem sekundarnog namotaja na mjerne uređaje posebno će zavisiti od stepena konverzije, jer će najmanje fluktuacije opterećenja uticati na tačnost mjerenja unesenih u krug instrumenta.
Vrste transformatora
Danas su sljedeći tipovi TN-a najčešći:
- Kaskadni transformator - uređaj u kojem je primarni namotaj podijeljen u nekoliko uzastopnih dijelova, a izjednačujući i spojni namotaji su odgovorni za prijenos snage između njih.
- Grounded VT - monofazni dizajn, u kojem je jedan kraj primarnog namotaja čvrsto uzemljen. To mogu biti i trofazni naponski transformatori sa uzemljenim neutralnim iz primarnog namotaja.
- Unearthed VT - uređaj sa potpunom izolacijom namotaja sa susjednim spojnicama.
- VT sa dva namotaja - transformatori sa jednim sekundarnim namotajem.
- VT sa tri namotaja su transformatori koji pored primarnog namotaja imaju i glavni i dodatni sekundarni namotaj.
- Kapacitivni VT - dizajni karakterizirani prisustvom kapacitivnih separatora.
Karakteristike elektronskih VT-ova
Prema glavnim metrološkim pokazateljima, ovaj tip transformatora se malo razlikuje od električnih uređaja. To je zbog činjenice da se u oba slučaja koristi tradicionalni kanal konverzije. Glavne karakteristike elektronskih transformatora su odsustvo visokonaponske izolacije, što u konačnici doprinosi većem tehničkom i ekonomskom efektu rada opreme. U visokonaponskim mrežama sa primarnim naponom naponskog transformatora do 660 V, pretvarač je galvanski povezan sa centralnom mrežom. Informacije o izmjerenoj struji se prenose pod visokim potencijalom, kao što je slučaj sa analogno-digitalnim pretvaračem sa optičkim izlazom. kako goddimenzije i težina elektronskih modela su toliko male da omogućavaju ugradnju transformatorskih jedinica u infrastrukturu visokonaponskih žičanih sabirnica čak i bez povezivanja dodatnih izolatora i montažnog hardvera.
Transformer Specifikacije
Glavna tehnička i operativna vrijednost je naponski potencijal. Na primarnom namotu može doseći 100 kV, ali uglavnom se to odnosi na velike industrijske stanice koje sadrže nekoliko pretvaračkih modula. U pravilu, na primarnom namotu nije podržano više od 10 kV. Naponski transformator za jednofazne mreže sa uzemljenim neutralom uopšte radi na 100 V. Što se tiče sekundarnog namota, njegovi indikatori nazivnog napona su u prosjeku 24-45 V. Opet, na ovim krugovima se servisiraju uređaji za mjerenje niske energije, koji ne zahtijevaju veliko opterećenje. Međutim, sekundarni namotaji ponekad imaju visoke potencijale veće od 100 V u trofaznim mrežama. Također, pri ocjenjivanju karakteristika transformatora važno je uzeti u obzir klasu tačnosti - to su vrijednosti od 0, 1 do 3, koje određuju stepen odstupanja u konverziji ciljnih električnih indikatora.
Efekat ferorezonance
Elektromagnetni uređaji su često izloženi raznim vrstama negativnih uticaja i oštećenja povezanih sa kršenjem izolacije. Jedan od najčešćih procesa destrukcije namotaja je ferorezonantni poremećaj. To uzrokuje mehanička oštećenja i pregrijavanje.namotaji. Glavni razlog za ovu pojavu naziva se nelinearnost induktivnosti, koja se javlja u situacijama nestabilnog odgovora magnetskog kola na okolno magnetsko polje. Za zaštitu naponskog transformatora od ferorezonantnih efekata moguće su vanjske mjere, uključujući uključivanje dodatnih kapacitivnosti i otpornika na komutirani uređaj. U elektronskim sistemima, mogućnost induktivne nelinearnosti se takođe može minimizirati programiranjem sekvenci isključivanja opreme.
Upotreba opreme
Rad transformatorskih uređaja koji pretvaraju napon regulisan je pravilima za upotrebu u elektrotehnici. Uzimajući u obzir optimalne radne vrijednosti, stručnjaci uvode trafostanice u infrastrukturu napajanja ciljnog objekta. Glavne funkcije sistema omogućavaju opsluživanje zgrada i preduzeća sa snažnim elektranama, a sekundarni napon transformatora do 100 V kontroliše opterećenje za manje zahtjevne potrošače kao što su brojila i metrološki uređaji. U zavisnosti od tehničkih i strukturnih parametara, HP se može koristiti u industriji, građevinarstvu i domaćinstvu. U svakom slučaju, transformatori obezbeđuju kontrolu električne energije podešavanjem ulazne snage kako bi odgovarale nominalnim zahtevima određene lokacije.
Zaključak
Elektromagnetni transformatori pružaju prilično staru, ali traženu do danasprincip regulacije snage u električnim kolima. Zastarelost ove opreme povezana je i sa dizajnom opreme i njenom funkcionalnošću. Ipak, ovo ne sprečava upotrebu strujnih i naponskih transformatora za kritične zadatke upravljanja energijom u velikim preduzećima. Osim toga, ne može se reći da pretvarači ovog tipa uopće nisu podložni poboljšanjima. Iako su osnovni principi rada, pa čak i tehnička implementacija u cjelini ostali isti, inženjeri u posljednje vrijeme aktivno rade na sistemima zaštite i upravljanja. Kao rezultat, ovo utiče na sigurnost, pouzdanost i tačnost transformatora.
