Transformadors: finalitat, classificació, dades nominals dels transformadors

Transformadors: convertidors electromagnètics estàtics d'energia elèctrica. Els transformadors són dispositius electromagnètics que s'utilitzen per convertir el corrent altern d'una tensió en corrent altern d'una altra tensió a la mateixa freqüència i per transferir electromagnèticament energia elèctrica d'un circuit a un altre.

"Un transformador és un dispositiu electromagnètic estàtic dissenyat per convertir un - primari - sistema de corrent altern en un altre - secundari amb la mateixa freqüència, que normalment té altres característiques, en particular diferent voltatge i diferent corrent" (Piotrovsky LM Màquines elèctriques).

L'objectiu principal dels transformadors és canviar la tensió de CA. Els transformadors també s'utilitzen per convertir el nombre de fases i la freqüència.

Els transformadors de corrent s'anomenen dispositius dissenyats per convertir un corrent de qualsevol magnitud en un corrent admissible per a mesures amb instruments normals, així com per alimentar diversos relés i bobines d'electroimants.El nombre de voltes del bobinatge secundari del transformador de corrent w2> w1.

Una característica dels transformadors de corrent és el seu funcionament en un mode proper al curtcircuit, ja que el seu bobinat secundari sempre està tancat amb una petita resistència.

Els transformadors de tensió s'anomenen dispositius dissenyats per convertir el corrent altern d'alta tensió en corrent altern de baixa tensió i alimentar les bobines paral·leles de comptadors i relés. El principi de funcionament i disseny dels transformadors de tensió és similar al principi de funcionament dels transformadors de potència. El nombre de voltes del bobinatge secundari és w2 <w1, ja que tots els transformadors de tensió de mesura són de tipus reductor.

Principi de funcionament dels transformadors de tensió:

La peculiaritat del funcionament del transformador de mesura de tensió és que el seu bobinatge secundari sempre està tancat a una alta resistència i el transformador funciona en un mode proper al mode inactiu, ja que els dispositius connectats consumeixen un corrent insignificant.

Els més comuns són els transformadors de tensió d'alimentació, que són produïts per la indústria elèctrica per a una capacitat de més d'un milió de kilovolt-amperes i per a tensions de fins a 1150 - 1500 kV.

Disseny del transformador de potència:

Per a la transmissió i distribució d'energia elèctrica, cal augmentar la tensió dels turbogeneradors i hidrogeneradors instal·lats a les centrals elèctriques de 16 — 24 kV a tensions de 110, 150, 220, 330, 500, 750 i 1150 kV utilitzades a les línies de transmissió. i després reduir-ho de nou a 35; deu; 6; 3; 0,66; 0,38 i 0,22 kV per a l'ús d'energia en la indústria, l'agricultura i la vida quotidiana.

Com que es produeixen múltiples transformacions als sistemes elèctrics, la potència dels transformadors és de 7 a 10 vegades més gran que la potència instal·lada dels generadors a les centrals elèctriques.

Els transformadors de potència es fabriquen principalment per a una freqüència de 50 Hz.

Els transformadors de baixa potència s'utilitzen àmpliament en diverses instal·lacions elèctriques, sistemes de transmissió i processament d'informació, navegació i altres dispositius. El rang de freqüències en què els transformadors poden funcionar és d'uns quants hertzs ​​a 105 Hz.

Segons el nombre de fases, els transformadors es divideixen en monofàsics, bifàsics, trifàsics i multifàsics. Els transformadors de potència es fabriquen principalment en disseny trifàsic. Per al seu ús en xarxes monofàsiques es produeixen transformadors monofàsics.

Classificació dels transformadors pel nombre i esquemes de connexió dels bobinats

Els transformadors tenen dos o més bobinatges connectats entre si de manera inductiva. Els bobinats que consumeixen energia de la xarxa s'anomenen primaris... Els bobinats que subministren energia elèctrica al consumidor s'anomenen secundaris.

Els transformadors polifàsics tenen bobinatges connectats en una estrella o polígon multifeix. Els transformadors trifàsics tenen una connexió estrella-triangle de tres feixs.

Esquemes de connexió del bobinat d'un transformador de potència:

Transformadors de pujada i baixada

Depenent de la relació de les tensions dels bobinatges primaris i secundaris, els transformadors es divideixen en augmentadors i reductors... Transformador augmentador de V el bobinatge primari és de baixa tensió i el secundari és alt. Reducció del transformador V invers, el secundari és de baixa tensió i el primari és alt.

S'anomenen transformadors amb un bobinat primari i un secundari amb doble bobinatge... Transformadors força estesos amb tres bobinatges tres bobinatges per cada fase, per exemple dos pel costat de baixa tensió, un per l'alta tensió o viceversa. Els transformadors polifàsics poden tenir múltiples bobinatges per a alta i baixa tensió.

Classificació dels transformadors per disseny

Per disseny, els transformadors de potència es divideixen en dos tipus principals: oli i sec.

Transformadors d'oli V El circuit magnètic amb bobinatges es troba en un dipòsit ple d'oli de transformador, que és un bon aïllant i agent de refrigeració.

Els transformadors secs es refreden per aire. S'utilitzen en locals residencials i industrials on no és desitjable el funcionament d'un transformador submergit en oli. L'oli del transformador és inflamable i pot danyar altres equips si el dipòsit no està segellat. Més informació sobre aquest tipus de transformador aquí: Transformadors secs

D'acord amb els documents normatius, les característiques de disseny del transformador es reflecteixen en la designació del seu tipus i sistemes de refrigeració.

Tipus de transformador:

• Autotransformador (per O monofàsic, per T trifàsic)-A
• Bobina de baixa tensió - P
• Blindatge dielèctric líquid amb manta de nitrogen sense expansor - Z
• Execució de resina fosa - L
• Transformador de tres bobinatges - T
• Transformador de commutació de càrrega-N
• Transformador sec refrigerat per aire natural (generalment la segona lletra de la designació del tipus) o versió per a necessitats auxiliars de les centrals elèctriques (normalment l'última lletra de la designació del tipus) - C
• Segell de cable - K
• Entrada de brida (per a subestacions transformadores senceres) - F

Transformador d'oli de potència TM-160 (250) kVA

Sistemes de refrigeració de transformadors secs:

• Aire natural amb disseny obert — S
• Aire natural amb disseny protegit — SZ
• Disseny segellat a l'aire natural — SG
• Aire amb circulació forçada d'aire — SD

Sistemes de refrigeració per a transformadors d'oli:

• Circulació natural d'aire i petroli - M
• Circulació forçada d'aire i circulació d'oli natural - D
• Circulació d'aire natural i circulació forçada d'oli amb flux d'oli no dirigit — MC
• Circulació d'aire natural i circulació forçada d'oli amb flux d'oli dirigit — NMC
• Circulació forçada d'aire i oli amb flux d'oli no direccional — DC
• Circulació forçada d'aire i oli amb flux d'oli direccional — NDC
• Circulació forçada d'aigua i oli amb flux no direccional d'oli - C
• Circulació forçada d'aigua i oli amb flux d'oli dirigit — NC

Sistemes de refrigeració per a transformadors amb dielèctric líquid no inflamable:

• Refrigeració dielèctrica líquida amb circulació d'aire forçada — ND
• Dielèctric líquid no inflamable Refrigeració de flux dielèctric líquid dirigit per aire forçat - NND

Articles relacionats:

Transformadors de potència: dispositiu i principi de funcionament

Transformadors de potència: modes de funcionament nominal i valors

Sistemes de refrigeració de transformadors de potència

Transformadors d'automoció

Juntament amb els transformadors, s'utilitzen àmpliament autotransformadors, on hi ha una connexió elèctrica entre els bobinatges primari i secundari. En aquest cas, la potència d'un bobinat de l'autotransformador a un altre es transmet tant per un camp magnètic com per comunicació elèctrica.Els autotransformadors estan construïts per a alta potència i alta tensió i s'utilitzen en sistemes elèctrics i també s'utilitzen per a la regulació de tensió en instal·lacions de baixa potència.

Dades nominals dels transformadors

Les dades nominals del transformador, per al qual està dissenyat amb una garantia de fàbrica de 25 anys, s'indiquen a la placa d'identificació del transformador:

• potència aparent nominal Snom, KV-A,

• tensió nominal de línia Ulnom, V o kV,

• corrent nominal de la línia AzIn A,

• la freqüència nominal és, Hz,

• nombre de fases,

• circuit i grup per connectar bobines,

• tensió de curtcircuit Uc,%,

• manera de funcionament,

• mètode de refredament.

La placa també conté les dades necessàries per a la instal·lació: pes total, pes de l'oli, pes de la part mòbil (activa) del transformador. El tipus de transformador s'especifica d'acord amb GOST per a les marques i el fabricant del transformador.

Potència nominal d'un transformador monofàsic Snom =U1nom I1nom, trifàsic

on U1lnom, U1phnom, I1lnom i I1fnom — nominal respectivament valors de línia i fase de tensions i corrents.

La tensió nominal del transformador és la tensió sense càrrega de línia a línia dels bobinats primari i secundari del transformador. Per corrents nominals dels bobinatges primaris i secundaris del transformador, els corrents es calculen segons la potència nominal a la tensió nominal primària i secundària.

A causa dels seus mètodes de construcció i càlcul comuns, els transformadors es poden classificar com a reactors, boques de saturació i dispositius d'emmagatzematge inductiu superconductors.