Transformators ir elektriska ierīce, ko izmanto, lai mainītu sprieguma līmeni mainīgā strāvas (maiņstrāvas) ķēdē. Transformatora pamatstruktūra sastāv no vairākiem galvenajiem komponentiem, kas darbojas kopā, lai pārnestu elektrisko enerģiju no vienas ķēdes uz otru, izmantojot elektromagnētisko indukciju. Zemāk ir pārskats par transformatora galvenajām strukturālajām sastāvdaļām.
1. Kodols
Transformatora kodols ir transformatora centrālā daļa, un tai ir izšķiroša loma transformatora funkcijā, nodrošinot magnētiskās plūsmas ceļu. Parasti tas ir izgatavots no augstas kvalitātes laminēta silīcija tērauda, lai samazinātu enerģijas zudumus virpuļveida straumju dēļ. Kodols ir paredzēts pēc iespējas magnētiski efektīvākam.
Pamata struktūra: Kodols parasti ir izgatavots no plānām tērauda loksnēm, kuras tiek laminētas kopā, lai samazinātu enerģijas zudumu virpuļveida straumju dēļ.
Pamata tipi:
Čaumalas kodols: Tinumi ieskauj kodolu, kas parasti sastopams mazos transformatoros.
Kodola kodols: Kodols ieskauj tinumus, kas ir biežāk sastopams lielākos transformatoros.
2. Tinums
Tinumi ir vara vai alumīnija stieples spoles, kas ietītas ap serdi. Viņi ir atbildīgi par elektriskās enerģijas pārnešanu starp primārajām un sekundārajām shēmām. Transformatorā ir divi tinumu komplekti:
Primārais tinums: Šī ir spole, kas savienota ar transformatora ieejas pusi, kur nonāk mainīgā strāvas (AC). Primārais tinums rada magnētisko lauku kodolā, kas izraisa spriegumu sekundārajā tinumā.
Sekundārā tinums: Šī spole ir savienota ar transformatora izejas pusi, kur pārveidotais spriegums tiek piegādāts slodzē. Sekundārajā tinumā izraisītais spriegums ir atkarīgs no pagriezienu attiecības starp primāro un sekundāro tinumu.
Pagriezienu skaits tinumos (pagriezienu attiecība) nosaka transformatora sprieguma pakāpi vai atkāpšanos.
3. Izolācija
Izolācija transformatorā atdala tinumus viens no otra un no kodola, novēršot elektriskos šortus un nodrošinot, ka transformators darbojas droši un efektīvi. Izolācija ir nepieciešama arī, lai apstrādātu augstsprieguma spriegumus, ar kuriem transformatori bieži rīkojas.
Izolācijas veidi:
Cieta izolācija: Tiek izmantoti tādi materiāli kā papīrs, eļļa vai sintētiski sveķi.
Gāzes izolācija: Augstsprieguma transformatoros kā izolācijas barotni var izmantot gāzi, piemēram, SF6 (sēra heksafluorīdu).
4. Tvertne (korpuss)
Transformatora tvertne vai korpuss ir ārējais apvalks, kas apņem kodolu un tinumus. Tas nodrošina mehānisku aizsardzību un satur izolācijas eļļu vai citus izolācijas nesējus, ko izmanto transformatora atdzesēšanai.
Naftas iegremdētie transformatori: Šajos transformatoros tvertni piepilda ar izolācijas eļļu, kas kalpo gan kā izolators, gan kā dzesēšanas vide, lai izkliedētu siltumu.
Sausa tipa transformatori: Sausa tipa transformatoros eļļa netiek izmantota; Tā vietā transformatora atdzesēšanai tiek izmantoti cietie izolācijas materiāli un gaiss.
5. Dzesēšanas sistēma
Dzesēšana ir būtiska, lai saglabātu transformatora efektivitāti un novērstu pārkaršanu, kas var izraisīt bojājumus. Transformatori operācijas laikā rada siltumu elektrisko zudumu dēļ, un dzesēšanas sistēma palīdz izkliedēt šo siltumu.
Eļļas dzesēšana: Eļļas iegremdētajos transformatoros dzesēšana galvenokārt tiek veikta caur izolācijas eļļu, kas cirkulē transformatorā un pārnes siltumu no kodola un tinumiem.
Dzesēšana: Sausa tipa transformatoriem tiek izmantota gaisa dzesēšana. Dažiem transformatoriem var būt ventilatori vai siltummaiņi, lai palielinātu dzesēšanas efektu.
Ūdens dzesēšana: Dažos gadījumos, īpaši ļoti lielos transformatoros, ūdens dzesēšanas sistēmas tiek izmantotas arī, lai palīdzētu kontrolēt temperatūru.
6. Krāna mainītājs
A krāna mainītājstiek izmantots, lai pielāgotu transformatora izejas spriegumu, izvēloties dažādus punktus (krānus) uz tinuma. Tas ļauj veikt sprieguma regulēšanu atkarībā no slodzes vai ieejas sprieguma variācijām. TAP mainītāji var būt divu veidu:
Kravai krāna mainītājs (OLTC): Ļauj veikt sprieguma regulēšanu, kamēr transformators darbojas.
Bez slodzes krāna mainītājs: Nepieciešams, lai transformators būtu jāuzglabā sprieguma regulēšanai.
7. Bukses
Buksesir izolācijas ierīces, kas ļauj elektriskajiem vadītājiem droši iziet caur transformatora tvertni, lai izveidotu savienojumu ar ārējo elektrisko sistēmu. Bušes nodrošina, ka starp iekšējiem vadītājiem un ārējo metāla tvertni nav tieša elektriska kontakta.
8. Konservators (naftas iešūšanas transformatoriem)
A konservatorsir konteiners, kas uzstādīts virs transformatora tvertnes ar eļļu iegremdētiem transformatoriem. Tas ir paredzēts, lai uzglabātu papildu eļļu, lai kompensētu eļļas paplašināšanos un saraušanos temperatūras izmaiņu dēļ. Tas nodrošina, ka transformatoram vienmēr ir pietiekams eļļas daudzums izolācijai un dzesēšanai. Konservators ir savienots ar galveno tvertni caur cauruli, un tas parasti satur aieelpotLai filtrētu mitrumu no gaisa, pirms tas nonāk eļļā.
9. Ieelpot
A ieelpotir ierīce, ko izmanto ar eļļu pildītiem transformatoriem, lai neļautu mitruma iekļūt transformatora tvertnē. Tajā ir izžūšanas materiāls (bieži silīcija gela), kas absorbē mitrumu no gaisa, palīdzot saglabāt izolācijas eļļas kvalitāti un novērst piesārņojumu.
10. Aizsardzības ierīces
Transformatori ir aprīkoti ar vairākām aizsardzības ierīcēm, lai nodrošinātu drošu darbību:
Spiediena mazināšanas vārsts: Šī ierīce tiek atvērta, ja spiediens transformatora iekšpusē pārsniedz drošas robežas, neļaujot transformatoram no bojājumiem iekšējā spiediena uzkrāšanās dēļ.
Temperatūras sensori: Šie sensori uzrauga transformatora temperatūru, lai noteiktu pārkaršanu, kas var izraisīt bojājumus vai neveiksmes.
Pārmērīga aizsardzība: Drošinātāji vai ķēdes pārtraucēji bieži tiek uzstādīti, lai aizsargātu transformatoru no pārmērīgām straumēm, novēršot bojājumus īssavienojumu vai pārslodzes gadījumā.
11. Iezemēšanas sistēma
Līdziezemēšanas sistēmaNodrošina, ka jebkura vainas strāva tiek droši novadīta uz Zemi. Pareiza iezemēšana ir būtiska, lai novērstu elektrības satricinājumus un aizsargātu gan transformatoru, gan personālu, kas strādā ap to.
Secinājums
Transformatora struktūra sastāv no vairākiem galvenajiem komponentiem, kas darbojas kopā, lai veiktu būtisku sprieguma transformācijas uzdevumu. Šīs sastāvdaļas ietver kodolu, tinumus, izolāciju, dzesēšanas sistēmas, tvertni, krāna mainītāju, bukses, konservatoru un aizsargājošās ierīces. Katram komponentam ir būtiska loma, nodrošinot transformatora efektīvu, drošu un uzticamu darbību. Šo komponentu pareiza apkope un uzraudzība ir būtiska transformatora ilgtermiņa veiktspējai un drošībai.
