Како работат енергетските трансформатори?
Енергетските трансформатори ја пренесуваат електричната енергија преку променливо магнетно поле. Наизменичниот напон применет на едно намотување воспоставува наизменичен магнетен тек, кој предизвикува напон во друга намотка поврзана со тој флукс. Кога оптоварувањето е поврзано, струјата тече во излезното коло и трансформаторот ја црпи соодветната влезна моќност, заедно со неговите загуби.
Односот на вртењата на намотката го одредува основниот однос на напонот. Не создава дополнителна енергија. Ова објаснување користи конвенционален наизменичен трансформатор со две намотки како почетна точка; практичните дизајни додаваат изолација, ладење и други карактеристики за да го задржат тој процес во рамките на електричните и топлинските граници на опремата.
Како наизменичниот напон создава магнетен тек
Намотката поврзана со изворот се нарекува примарна намотка. Кога се применува наизменичен напон, магнетниот тек постојано се менува. Во конвенционалниот трансформатор, магнетното јадро обезбедува патека што ги поврзува намотките и ја поддржува нивната електромагнетна спојка.
Редоследот е полесно да се разбере како процес: наизменичниот напон се применува на примарното, наизменичниот флукс ги поврзува намотките, а напонот се индуцира во секундарниот. Тоа се поврзани електромагнетни ефекти, а не посебни механички дејства. Не постои ротирачки генератор во конвенционален енергетски трансформатор.
Улогата на јадрото е магнетна. Тоа не е жица што ја носи примарната струја во секундарното коло. Во обичен трансформатор со посебни намотки, енергијата се пренесува преку магнетна спојка додека системот за изолација го обезбедува дизајнираното раздвојување помеѓу кола.
Како се индуцира напонот во другата намотка
Намотката поврзана со менување на магнетниот тек развива индуциран напон. Според тоа, секундарното намотување има напон на своите терминали дури и пред надворешно оптоварување да повлече струја од него. Поврзувањето на соодветно оптоварување го комплетира излезното коло и му овозможува на трансформаторот да го напојува тој товар.
Оваа разлика го одвојува напонот од испорачаната моќност. Напојуваниот секундар без поврзан товар може да има присутен напон без да дава корисна моќност на оптоварување. Не смее да се третира како безбеден само затоа што ниту еден апарат или коло не влече струја.
„Примарни“ и „секундарни“ ги идентификуваат влезните и излезните улоги во објаснувањето. Тие автоматски не значат висок напон и низок напон. Во апликацијата за засилување, влезната намотка работи со помал напон; во примена на чекор надолу, тој работи на повисок напон.
Како соодносот на свиоци го менува напонот
Во идеалниот модел со две намотки, односот на напонот на намотката го следи односот на свиоците:
V2 / В1 = Н2 / Н1
V1 и В2 се примарните и секундарните напони на намотување; Н1 и Н2 се соодветните броеви на свиоци. Повеќе секундарни вртења даваат повисок секундарен напон. Помалку секундарни вртења даваат помал напон.
За чисто илустративен идеален трансформатор, соодносот на примарни и секундарни вртења 2:1 би ги намалил 200 V низ примарното намотување на 100 V низ секундарното. Ова е пример за учење, а не рејтинг на JSGK производ или препорака за дизајн.
Операција чекор-нагоре и чекор-надолу
| Врска | Резултат на напон | Значење |
|---|---|---|
| Повеќе секундарни вртења отколку примарни | Повисок напон на секундарна намотка | Зголемена операција |
| Помалку секундарни вртења од примарните | Понизок напон на секундарното намотување | Операција за спуштање |
| Еднакви вртења | Еднакви идеални напони на намотување | Нема промена на номиналниот напон во овој поедноставен модел |
На реалните терминални напони влијаат импедансата, оптоварувањето и работните услови. За трифазен трансформатор, односот помеѓу напоните на намотување и напоните на линијата зависи и од приклучоците за намотување. Не применувајте формула за еднофазно намотување директно на оценките од линија до линија без да го проверите распоредот на поврзувањето.
Што се менува кога товарот е поврзан?
Кога секундарното снабдува оптоварување, секундарната струја произведува магнетен ефект на кој се спротивставува дополнителна компонента на примарната струја. Трансформаторот влече повеќе влезна струја колку што е потребно за да го напојува товарот, што е предмет на неговите оцени и работни услови.
Товарот одредува колку струја се бара; ознаката на табличката со име на трансформаторот е ограничување под одредени услови, а не струја што ја внесува во секое поврзано коло. Лесно оптоварениот трансформатор не го дава постојано својот целосен номинален излез.
| Состојба | Секундарна страна | Примарна страна |
|---|---|---|
| Напојува без надворешно оптоварување | Може да има напон, без струја на надворешно оптоварување | Струјата на возбудување и реалните загуби без оптоварување остануваат |
| Снабдување на товар | Струјата на оптоварување тече според поврзаното коло | Влезна струја ја вклучува побарувачката потребна за снабдување на товарот |
Зошто повисокиот напон не создава дополнителна моќност
Во идеален трансформатор, биланс на влезна и излезна моќност. Зголемувањето на напонот одговара на помала струја за истата пренесена моќност и споредливи услови на факторот на моќност. Вистинската излезна моќност е помала од влезната моќност бидејќи реалните трансформатори имаат загуби.
Капацитетот на трансформаторот најчесто се изразува во kVA или MVA, кои ја опишуваат привидната моќност. Овие вредности не треба да се третираат како идентични со kW или MW без да се земе предвид факторот на моќност. Само соодносот на напонот е недоволен за да се пресмета потребниот капацитет на трансформаторот на проектот.
Зошто вистинските трансформатори имаат загуби и температурни ограничувања
Струјата што тече низ отпорот на намотување произведува топлина. Наизменичниот магнетен флукс, исто така, произведува загуби во јадрото, вклучувајќи хистереза и ефекти на вртложни струи. Другите загуби зависат од дизајнот и условите за работа.
Некои загуби остануваат додека трансформаторот е под напон со мало или без оптоварување; други се зголемуваат со вчитување. Ова е причината зошто практичниот трансформатор не може да биде претставен само со идеална равенка на односот на напонот.
Ладењето ја отстранува топлината за да може опремата да работи во рамките на одредените температурни граници. Не ги елиминира електричните загуби или не овозможува неограничено оптоварување. Дозволената должност зависи од вистинскиот трансформатор, неговиот распоред за ладење и неговата околина. Ниту една бројка за ефикасност или зголемување на температурата не важи за секој енергетски трансформатор.
Дали трансформаторите со сув тип и потопени во масло работат поинаку?
Двете семејства користат електромагнетна индукција. Нивните важни разлики се однесуваат на тоа како активното склопување е изолирано, ладено и инсталирано, наместо различен фундаментален метод за промена на напонот.
Трансформаторот од сув тип ја користи својата специфицирана цврста изолација и распоред за ладење поврзан со воздухот. Дизајнот потопен во масло користи изолациона течност заедно со цврста изолација, со специфично средство за пренос на топлина за дизајнот. Посебните материјали, куќиштето и опремата за ладење мора да се проверат во одобрените технички документи.
На Преглед на трансформаторот JSGK ги упатува семејствата од сув тип и потопени во масло како опрема за поддршка за интегрирани електрични проекти. Овие референци помагаат да се формира дискусија за избор; тие не се проверен каталог на самостојни модели за производство на трансформатори JSGK.
Што значи ова за проект за трафостаница
Разбирањето на процесот помага да се објасни зошто спецификациите на проектот бараат напон, фреквенција, капацитет, уредување на поврзувањето и услови за ладење. Секој опишува различен дел од потребната оперативна должност.
- Влезни и излезни напони: дефинирајте го електричниот интерфејс на секоја страна.
- Фреквенција: мора да одговара на предвидените работни услови на опремата.
- Капацитет: ја утврдува потребната должност на оптоварување под одредени услови.
- Врски: влијае на интерфејсот на системот, вклучувајќи ги и трифазните односи.
- Ладење и околина: влијае на дозволената термичка работна должност.
ЈСГК конфигурација на трафостаница од типот на кутија ги поставува барањата за трансформаторот заедно со високо-напонските кабинети, куќиштето и помошните системи. Трансформаторот ја пренесува енергијата помеѓу напонските нивоа; околната опрема обезбедува сопствени функции за префрлување, заштита и дистрибуција.
Најчесто поставувани прашања
Може ли конвенционален енергетски трансформатор да работи на постојан DC?
Не може да се испорачува со постојан DC на ист начин како и неговото номинално напојување со наизменична струја. Постојаниот DC не обезбедува континуиран наизменичен флукс потребен за нормално функционирање и може да предизвика оштетување на струјата. Ова не значи дека електронските конвертори базирани на трансформатори не можат да користат DC извор; таквите конвертори создаваат променлива форма на бранови преку прекинувачките кола.
Дали трансформаторот ја менува фреквенцијата?
Конвенционалниот AC трансформатор не ја конвертира фреквенцијата на напојување. Трансформацијата на напонот е различна од конверзијата на фреквенцијата.
Дали сите трансформатори се електрично изолирани?
Не. Дизајните со одвоено намотување и автотрансформаторите имаат различни распореди на кола. Не заклучувајте галванска изолација само од зборот „трансформатор“; проверете го вистинскиот дизајн.
Поврзете го принципот со потребната должност
Енергетскиот трансформатор работи преку менување на флукс, индуциран напон и пренос на енергија зависен од оптоварувањето. Неговата реална изведба зависи од дизајнот и условите за работа. За проект за интегрирана дистрибуција, разговарајте за вашите барања за напон, капацитет и системски интерфејс со JSGK користејќи го еднолинискиот дијаграм на проектот и одобрените технички барања.