Любой промышленный или гражданский объект нуждается в электроснабжении – это аксиома. Однако просто подвести питание от генерирующей станции или линии электропередач недостаточно – нам необходимо напряжение требуемого номинала. Для повышения или понижения напряжения нам и нужен силовой трансформатор. Работает он на основе принципа электромагнитной индукции.
Конструкция трансформатора – основные части
Сама конструкция трансформатора довольно проста – он состоит из следующих компонентов:
- Ввод/вывод трансформатора;
- Система охлаждения;
- Оборудование для регулировки напряжения;
- Обмотки трансформатора;
- Магнитопровод.
Рассмотрим каждый из элементов подробнее. Ввода и вывода трансформатора служат для подключения электроснабжения и нагрузки соответственно. Высоковольтные вводы (более 35 кВ) выполняют, обычно, с изоляцией следующих типов: полимерная, бумажно-масляная, твердая конденсаторного типа (RIP).
Магнитопровод трансформатора выполняется из тонких стальных листов, при этом используется специальная электротехническая сталь. Сами листы покрываются изоляционными материалами. Для трансформаторов большой и средней мощности используют, в основном, магнитопроводы делают стержневого исполнения. Это позволяет облегчить ремонт и обслуживание обмоток.
Обмотки для силовых трансформаторов изготавливают самые различные. Трансформаторы могут быть двух – и трехобмоточные. Последние служат для подключения нескольких потребителей с различным номинальным напряжением. Перечислим основные отличительные признаки:
- Тип намотки;
- Число витков;
- Характеристики провода;
- Направлением намотки;
- Параметры изоляции.
Обмотки силового трансформатора могут разделяться по числу слоев – один, два и многослойные. Изоляция делится на семь классов – в зависимости от стойкости к нагреву. Материал для обмоток – это медь или алюминий, основное преимущество последнего – это низкая стоимость. Но в основном алюминий используется в низковольтных трансформаторах.
Охлаждение трансформатора
По типу охлаждения силовые трансформаторы делятся на следующие виды – сухие и масляные. Сухие трансформаторы с охлаждением воздухом естественным путем выпускают мощностью не более 1600 кВА, дополнительно — его обмотки должны быть рассчитаны на рабочую температуру. Если трансформатор мощнее, требуется масляное охлаждение. В свою очередь, масляное охлаждение делится на естественное, масляное охлаждение с дутьем, масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляции. Дутье обеспечивается вентилятором, обдувающим систему охладителей. Также существует вариант масляно-водяной системы охлаждения трансформатора — по трубкам охладителя здесь циркулирует вода.
Чем больше мощность трансформатора, тем более интенсивное охлаждение ему требуется. Кроме того, чем ниже температура обмоток – тем более эффективен трансформатор.
Оборудование для регулирования напряжения
Регулирование выходного напряжения силового трансформатора обеспечивается изменением числа витков во вторичной обмотке. Различают регулирование напряжение под нагрузкой (РПН ) и без нагрузки (ПБВ).
Навесное оборудование
В навесное оборудование входят приборы, которые помогают в обслуживании и эксплуатации трансформатора. Это могут быть термометры, реле, расходомеры, трансформаторы тока и другие приборы.
