Что находится внутри силового трансформатора?
Внутри силового трансформатора основными активными частями являются магнитопровод, обмотки, изоляция и электрические связи между ними. Сердечник направляет переменный магнитный поток, а обмотки передают электрическую энергию посредством электромагнитной индукции. В масляном трансформаторе этот активный узел размещен в баке с изолирующей жидкостью, изоляционными изоляторами и устройством охлаждения. В зависимости от конструкции также может быть установлено оборудование для переключения и контроля.
Не все трансформаторы имеют одинаковую конструкцию. В трансформаторах сухого типа используется другая изоляция и конструкция корпуса, чем в масляных трансформаторах, а дополнительное оборудование различается в зависимости от номинала и режима работы. Понимание компонентов помогает покупателю прочитать электрические характеристики, но не определяет конфигурацию какого-либо конкретного устройства. Для проектов интегрированного распределения компания JSGK предоставляет обзор трансформаторов в качестве справочного материала наряду с семействами продуктов для подстанций и распределительных устройств, а не в качестве доказательства отдельного производства трансформаторов.
Магнитный сердечник: путь переменного потока
Сердечник трансформатора обеспечивает магнитный путь с низким сопротивлением, соединяющий обмотки. Обычно он состоит из изолированных пластин магнитного материала, а не из одного цельного металлического блока. Пластины помогают ограничить потери на вихревые токи, которые в противном случае возникли бы из-за изменения магнитного потока. Конкретная геометрия, материал и конструкция сердечника зависят от конструкции трансформатора.
Сердечник имеет отводы и ярмо, образующие магнитную цепь. Его роль заключается в поддержке электромагнитной связи; это не электрический проводник, соединяющий первичную цепь непосредственно со вторичной цепью. Это различие важно, поскольку обычный двухобмоточный трансформатор передает энергию магнитным путем, сохраняя при этом разделение изоляции, предусмотренное его конструкцией.
Первичная и вторичная обмотки: где меняется напряжение
Обмотки состоят из изолированных проводников, расположенных вокруг магнитного сердечника. Когда на входную обмотку подается переменное напряжение, изменение потока индуцирует напряжение в другой обмотке. Соотношение витков имеет решающее значение для преобразования напряжения, хотя практическая работа также зависит от потерь, регулирования и всей электромагнитной конструкции.
Во многих конструкциях обмотки высокого и низкого напряжения физически расположены так, чтобы контролировать изоляционные зазоры, сцепление, отвод тепла и механические силы. Выводные соединения подводят клеммы обмотки к внутренним соединениям, втулкам или переключающему оборудованию, в зависимости от обстоятельств. В простом описании «медные катушки внутри коробки» упускаются из виду изоляционные, опорные и соединительные конструкции, необходимые для выполнения активной сборки своих функций.
Материал проводника обмотки, расположение слоев, расположение и характеристики стойкости к короткому замыканию должны быть проверены на основе проектной документации конкретного производителя. Приведенное здесь описание компонентов не представляет собой чертеж внутренней конструкции любого трансформатора марки JSGK.
Внутренняя изоляция разделяет различные электрические потенциалы
Изоляция трансформатора разделяет витки внутри обмотки, соседние обмотки и проводящие части с разными электрическими потенциалами. Он также поддерживает зазоры между активными проводниками, сердечником и другими конструкциями. В зависимости от конструкции для изоляции могут использоваться твердые материалы, барьеры, прокладки, изолирующая жидкость и контролируемые зазоры.
Систему изоляции следует понимать вместе с температурой и условиями эксплуатации. В масляной конструкции жидкость выполняет функции электроизоляции и теплопередачи наряду с твердыми изоляционными материалами. В агрегатах сухого типа используется другая комбинация твердой изоляции и воздуха или других сред, специфичных для конструкции. Это широкие семейства конструкций, а не взаимозаменяемые внутренние планировки.
Резервуар и изолирующая жидкость в конструкциях с масляным погружением
В обычном масляном силовом трансформаторе металлический резервуар содержит сердечник и обмотку и изолирующую жидкость. Резервуар обеспечивает сдерживание и механическую защиту, а его конструкция учитывает требования к тепловому расширению, давлению, герметизации и охлаждению.
Жидкость выполняет как изоляционную, так и теплопередающую роль. Он отводит тепло от активных частей к охлаждающим поверхностям или подключенной системе охлаждения. Тип жидкости и ее совместимость с материалами и условиями эксплуатации должны быть подтверждены для конкретной конструкции. Трансформатор сухого типа не имеет такого же маслонаполненного основного бака.
Вводы: электрические соединения через корпус
Втулка позволяет проводнику под напряжением проходить через заземленный корпус трансформатора, сохраняя при этом необходимую электрическую изоляцию. В маслонаполненном блоке втулки обеспечивают изолированное соединение между внутренними обмотками или проводами и внешней системой питания. Их номиналы и конструкция различаются в зависимости от напряжения и тока.
В некоторых конструкциях используются разные типы вводов или клемм, поэтому покупателям не следует предполагать, что каждый трансформатор имеет одни и те же внешние компоненты, выглядящие как фарфор. Требования к правильному внешнему подключению и зазорам указаны в чертеже оборудования и спецификациях проекта.
Переключатели ответвлений Регулировка эффективных витков обмотки
Устройство переключения ответвлений выбирает одну из точек подключения обмоток для регулировки эффективного коэффициента трансформации трансформатора и, следовательно, его соотношения по напряжению. В некоторых конструкциях используется переключение ответвлений при обесточенном состоянии, что требует определенных условий отключения. Другие имеют переключатель ответвлений под нагрузкой, предназначенный для работы, пока трансформатор остается под напряжением при определенных обстоятельствах.
Это разные механизмы и рабочие обязанности. Наличие, расположение и тип переключателя ответвлений необходимо проверить для конкретного трансформатора. Не во всех трансформаторах используется одна и та же система переключения ответвлений, и знание внутренних частей не является инструкцией по их эксплуатации или обслуживанию.
Охлаждающие компоненты отводят тепло от активной сборки
Потери в сердечнике и обмотке выделяют тепло. Система охлаждения трансформатора отводит это тепло, поэтому работа остается в пределах расчетных тепловых пределов. В маслонаполненном агрегате могут использоваться стенки резервуара, радиаторы, вентиляторы, насосы или отдельное охлаждающее оборудование, в зависимости от номинала и метода охлаждения. Не каждое устройство оснащено вентиляторами или насосами.
В трансформаторах сухого типа теплопередача зависит от конкретной изоляции и системы воздушного охлаждения, иногда при помощи вентиляторов. Поэтому системы масляного погружения и системы сухого типа нельзя сравнивать просто по количеству внешних охлаждающих устройств. Выбор зависит от указанной мощности охлаждения и условий эксплуатации.
Консерваторы, дыхательные аппараты и защитные устройства зависят от конструкции
В некоторых жидкостных трансформаторах используется расширительный бак для компенсации изменений объема жидкости. В зависимости от компоновки сапун может помочь контролировать состояние воздуха, поступающего в систему маслорасширителя. В других конфигурациях используется герметичная или герметичная конструкция, и они не имеют такого же расширительного бака.
Аксессуары для защиты и мониторинга могут включать в себя устройства измерения температуры, устройства измерения давления, индикацию уровня масла и газовую защиту в конструкциях, где эти устройства подходят. Их существование не универсально. Покупателям следует ознакомиться со списком и схемой одобренного оборудования, а не предполагать, что вырез из учебника представляет собой полное представление каждого трансформатора.
Сухие трансформаторы и масляные трансформаторы: что внутри отличается?
Магнитный сердечник и обмотки занимают центральное место в обоих семействах, но изоляция, корпус и охлаждение значительно различаются. Приведенное ниже сравнение описывает типичные концепции, а не спецификации конкретной модели.
| Особенность | Конструкция сухого типа | Маслонаполненная конструкция |
|---|---|---|
| Магнитный сердечник | Настоящее время | Настоящее время |
| Обмотки | Имеется, изолирован согласно проекту | Присутствует в системе твердой/жидкой изоляции. |
| Изоляция и охлаждающая среда | Твердая изоляция и система воздушного охлаждения. | Твердая изоляция плюс изоляционная жидкость |
| Маслонаполненный основной бак | Не является частью обычного строительства сухого типа. | Типичный |
| Радиаторы/жидкостные охладители | Не традиционное устройство охлаждения масла | Может присутствовать в зависимости от рейтинга |
| консерватор | Неприменимо в смысле консервации масла. | Зависит от герметичной конструкции или конструкции консервационного типа. |
В обзоре трансформаторов JSGK для выбора проекта рассматриваются семейства сухих и масляных трансформаторов. Его следует рассматривать как вспомогательный справочник по интегрированной электрической системе. Это не является доказательством того, что каждая конструкция трансформатора в этом сравнении является проверенным производственным предложением JSGK.
Что должны подтвердить покупатели, помимо внутренних частей?
Понимание компонентов трансформатора помогает интерпретировать спецификацию, но не завершает запрос предложения. Для проекта подстанции или распределения покупателям обычно необходимо определить:
- Номинальная мощность и необходимые первичные/вторичные напряжения.
- Частота системы и расположение фаз.
- Требования к импедансу и регулированию напряжения, если указано.
- Требования к изоляции, температуре и охлаждению.
- Условия установки и ограничения по пространству.
- Применимое оборудование и стандарты проекта.
- Схема подключения, клеммы и кабельные интерфейсы.
- Необходимые интерфейсы мониторинга и защиты.
- Однолинейная схема и координация с вышестоящим/нисходящим распределительным устройством.
- Документы и согласования на предлагаемое оборудование.
На интегрированной станции выбор трансформатора должен быть согласован с окружающей его системой. Трансформатор меняет напряжение; соответствующее распределительное устройство контролирует и защищает подключенные цепи; корпус и расположение кабелей должны позволять устанавливать и обслуживать одобренное оборудование. АОСК коробчатая подстанция маршрут обеспечивает соответствующий контекст проекта, в то время как его каталог электрооборудования показаны соответствующие семейства продуктов распространения.
Короче говоря, силовой трансформатор содержит сердечник, обмотки, изоляцию и соединения с охлаждением, вводами, устройствами переключения и защитными принадлежностями в зависимости от конструкции. Понимание этих компонентов помогает определить, что необходимо подтвердить, а не то, что автоматически включает в себя каждая единица. Покупатели проекта могут обсудить характеристики трансформаторов и подстанций с JSGK по напряжению питания, мощности, установке, подключению и требованиям к системному интерфейсу.