Transformere spiller en væsentlig rolle inden for elektroteknik og udfører funktionerne transformation, isolering, måling og beskyttelse. En af de mest almindelige opgaver for enheder af denne type er reguleringen af individuelle aktuelle parametre. Især spændingstransformatorer (VT) konverterer ydeevnen af det primære elnet til optimale værdier set fra forbrugernes synspunkt.
Overordnet design af udstyr
Det tekniske grundlag for transformeren er dannet af en elektromagnetisk fyldning, der giver enhedens funktionelle processer. Udstyrets dimensioner kan variere afhængigt af kravene til strømbelastningen i kredsløbet. I et typisk design har transformatoren strømindgangs- og udgangsenheder, og de vigtigste arbejdselementer udfører spændingskonverteringsopgaver. Et sæt isolatorer, sikringer og en relæbeskyttelsesenhed er ansvarlige for at sikre pålideligheden og sikkerheden af teknologiske processer. I designet af en moderne lavspændingstransformatorsensorer til registrering af individuelle driftsparametre er også tilvejebragt, hvis indikatorer sendes til kontrolpanelet og bliver grundlaget for kommandoer til de regulerende myndigheder. Driften af elektriske komponenter i sig selv kræver strømforsyning, derfor er konvertere i nogle modifikationer suppleret med autonome strømkilder - generatorer, akkumulatorer eller batterier.
Transformer Cores
De vigtigste arbejdselementer i VT er de såkaldte kerner (magnetiske kerner) og viklinger. Den første er af to typer - stang og rustning. Til de fleste lavfrekvente transformere op til 50 Hz anvendes stangkerner. Ved fremstillingen af det magnetiske kredsløb anvendes specielle metaller, hvis egenskaber bestemmer strukturens arbejdsegenskaber, for eksempel ydeevnen og størrelsen af den ubelastede strøm. Kernen i en spændingstransformator er dannet af tynde legeringsplader, isoleret mellem lag af lak og oxid. Graden af indflydelse af hvirvelstrømmene i det magnetiske kredsløb vil afhænge af kvaliteten af denne isolering. Der er også en særlig slags sætningskerner, som danner strukturer med vilkårlig snit, men tæt på en kvadratisk form. Denne konfiguration giver dig mulighed for at skabe universelle magnetiske kredsløb, men de har også svagheder. Så der er behov for en tæt stramning af metalplast, da de mindste mellemrum reducerer fyldningsfaktoren for spolens arbejdsområde.
Spændingstransformatorviklinger
Sædvanligvis bruges to viklinger - primær og sekundær. De er isoleret både fra hinanden og fra kernen. Det første niveau af vikling er kendetegnet ved et stort antal drejninger lavet med en tynd ledning. Dette gør det muligt at betjene højspændingsnetværk (op til 6000-10.000 V), der kræves til grundlæggende konverteringsbehov. Sekundærviklingen er designet til parallel forsyning af måleinstrumenter, relæenheder og andet elektrisk hjælpeudstyr. Ved tilslutning af viklingen af spændingstransformatorer er det vigtigt at overveje markeringerne på udgangsterminalerne. For eksempel er effektretningsrelæer, multimetre, amperetre, wattmetre og forskellige målere forbundet til spolerne gennem begyndelsen af den primære vikling (betegnelse A), endelinjen (X), begyndelsen af den sekundære vikling (a) og dens ende (x). En ekstra vikling med specielle præfikser i betegnelsen kan også bruges.
Montagebeslag og jordforbindelse
Listen over yderligere elementer og funktionelle enheder kan variere afhængigt af transformatorens type og karakteristika. For eksempel er oliekonstruktioner med en primær spændingsindikator på op til 10 kV eller mere forsynet med fittings til påfyldning, dræning og prøveudtagning af tekniske smøremidler. Til olie er en tank også forsynet med dyser og regulatorer, der styrer den jævne tilførsel af væske til målområderne. Typiske monteringssæt omfatter oftest beslag med bolte, studse, relækomponenter, elektriske pappakninger, flangeelementer osv. Hvad angår jording, såtransformere med en spænding på primærviklingen op til 660 V er forsynet med klemmer med gevindfastgørelse af bolte, tapper og skruer i størrelse M6. Hvis spændingsindikatoren er højere end 660 V, skal jordforbindelsen have hardwareforbindelser i formatet ikke mindre end M8.
Funktionsprincippet for TH
De vigtigste funktioner og processer ved elektromagnetisk induktion udføres af et kompleks, der inkluderer en metalkerne med et sæt transformerplader, primære og sekundære viklinger. Enhedens kvalitet vil afhænge af nøjagtigheden af den grundlæggende beregning af amplituden og strømmens vinkel. Gensidig induktion mellem flere viklinger er ansvarlig for transformationen i et elektromagnetisk felt. Vekselstrøm i en 220 V spændingstransformator ændrer sig konstant og passerer gennem en enkelt vikling. Ifølge Faradays lov induceres en elektromotorisk kraft en gang i sekundet. I et lukket viklingssystem vil standardstrømmen strømme gennem kredsløbet og tæt på metalkernen. Jo lavere belastningen på transformatorens sekundære vikling er, jo tættere er den faktiske konverteringsfaktor på den nominelle værdi. Arbejdet med tilslutning af sekundærviklingen til måleapparater vil især afhænge af konverteringsgraden, da de mindste belastningsudsving vil påvirke nøjagtigheden af de målinger, der indtastes i instrumentkredsløbet.
Typer af transformatorer
I dag er følgende typer TN mest almindelige:
- Kaskadetransformator - en enhed, hvor primærviklingen er opdelt i flere på hinanden følgende sektioner, og udlignings- og forbindelsesviklinger er ansvarlige for at overføre strøm mellem dem.
- Jordet VT - enfasede design, hvor den ene ende af primærviklingen er tæt jordet. Det kan også være trefasede spændingstransformere med en jordet neutral fra primærviklingen.
- Unearthed VT - en enhed med fuld viklingsisolering med tilstødende fittings.
- To-vindet VT - transformere med en sekundær vikling.
- Tre-vindede VT'er er transformere, der udover primærviklingen også har en hoved- og ekstra sekundærvikling.
- Capacitive VT - designs karakteriseret ved tilstedeværelsen af kapacitive separatorer.
Funktioner i elektroniske VT'er
Ifølge de vigtigste metrologiske indikatorer adskiller denne type transformere sig kun lidt fra elektriske enheder. Dette skyldes, at der i begge tilfælde anvendes den traditionelle konverteringskanal. Hovedtrækkene ved elektroniske transformere er fraværet af højspændingsisolering, hvilket i sidste ende bidrager til en højere teknisk og økonomisk effekt af udstyrets drift. I højspændingsnetværk med en primærspænding på en spændingstransformator op til 660 V er omformeren forbundet til det centrale netværk på en galvanisk måde. Information om den målte strøm transmitteres med et højt potentiale, som det er tilfældet med en analog-til-digital konverter med optisk udgang. Imidlertiddimensionerne og vægten af elektroniske modeller er så små, at de gør det muligt at installere transformatorenheder i infrastrukturen af højspændingsledningsbusser, selv uden at tilslutte yderligere isolatorer og monteringsbeslag.
Transformer Specifikationer
Den vigtigste tekniske og operationelle værdi er spændingspotentialet. På primærviklingen kan den nå 100 kV, men for det meste gælder det store industristationer med flere konverteringsmoduler. Som regel understøttes ikke mere end 10 kV på primærviklingen. En spændingstransformator til enfasede netværk med en jordet neutral fungerer overhovedet ved 100 V. Hvad angår den sekundære vikling, er dens nominelle spændingsindikatorer 24-45 V i gennemsnit. Igen serviceres lavenergimålerenheder på disse kredsløb, som ikke kræver en høj effektbelastning. Imidlertid har sekundære viklinger nogle gange høje potentialer på mere end 100 V i trefasede netværk. Ved vurderingen af en transformers egenskaber er det også vigtigt at tage højde for nøjagtighedsklassen - disse er værdierfra 0, 1 til 3, som bestemmer graden af afvigelse i konverteringen af mål elektriske indikatorer.
Ferroresonanseffekt
Elektromagnetiske enheder udsættes ofte for forskellige slags negative påvirkninger og skader forbundet med brud på isoleringen. En af de mest almindelige viklingsdestruktionsprocesser er ferroresonansforstyrrelser. Det forårsager mekanisk skade og overophedning.viklinger. Hovedårsagen til dette fænomen kaldes induktansens ulinearitet, som opstår i situationer med ustabil reaktion fra det magnetiske kredsløb på det omgivende magnetfelt. For at beskytte spændingstransformatoren mod ferroresonante effekter er eksterne foranst altninger mulige, herunder medtagelse af yderligere kapacitanser og modstande til den skiftede enhed. I elektroniske systemer kan muligheden for induktiv ikke-linearitet også minimeres ved at programmere udstyrsnedlukningssekvenser.
Brug af udstyr
Driften af transformatorenheder, der konverterer spænding, er underlagt reglerne for brug af elektroteknik. Under hensyntagen til de optimale driftsværdier introducerer specialister understationer i målanlæggets forsyningsinfrastruktur. Systemernes hovedfunktioner gør det muligt at betjene bygninger og virksomheder med kraftfulde kraftværker, og transformatorens sekundære spænding op til 100 V styrer belastningen for mindre krævende forbrugere såsom målere og metrologiske enheder. Afhængigt af de tekniske og strukturelle parametre kan HP bruges i industrien, i byggebranchen og i husholdninger. I hvert tilfælde giver transformatorerne elektrisk strømstyring ved at justere indgangseffekten, så den matcher de nominelle krav på det pågældende sted.
Konklusion
Elektromagnetiske transformere giver en ret gammel, men efterspurgt den dag i dagprincippet om effektregulering i elektriske kredsløb. Dette udstyrs forældelse er forbundet med både udstyrets design og dets funktionalitet. Ikke desto mindre forhindrer dette ikke brugen af strøm- og spændingstransformatorer til kritiske strømstyringsopgaver i store virksomheder. Derudover kan det ikke siges, at omformere af denne type slet ikke er genstand for forbedringer. Selvom de grundlæggende principper for drift og endda den tekniske implementering som helhed forbliver de samme, har ingeniører for nylig arbejdet aktivt på beskyttelses- og kontrolsystemer. Som følge heraf påvirker dette transformatorernes sikkerhed, pålidelighed og nøjagtighed.
