Трансформатор – это намоточное изделие, работающее по принципу электромагнитной индукции предназначенное для передачи электрического тока внутри сети с несогласованными звеньями. В переводе с латинского, название «трансформатор» дословно означает – преобразование, что определяет основную роль данного электротехнического устройства в локальных энергетических сетях. Силовые агрегаты применяются для изменения параметров входящего переменного тока без энергопотерь и с сохранением рабочей частоты. В зависимости от вида и типа конструкции, трансформаторы могут использоваться для стабилизации напряжения, разделения локальных цепей и устранения помех (при эксплуатации в комплексе с фильтрами гармоник).
Конструктивные особенности силовых трансформаторов
Независимо от мощности, модели и технических характеристик, главный узел устройства состоит из базовых активных элементов:
- магнитопровод, он выполнен из отдельных пластин, изолированных жаропрочным покрытием и изготовленных из стальных сплавов с высокими магнитными свойствами, листы из ферромагнитного металла укладываются последовательно, формируя стержни, близкие по форме к кругу;
- обмотка, сечение медного или алюминиевого провода зависит от типа и назначения трансформатора. При этом витки должны быть изолированы между собой и от самого сердечника. Как правило, любые силовые агрегаты имеют не менее двух обмоток. На первичную подается ток с номинальным напряжением сети, вторичная служит для снятия преобразованного тока с требуемыми показателями. Обмотка с наиболее высокими показателями напряжения обозначается литерами — ВН, с низкими – НН, среднего напряжения – СН.
В маслонаполненных и жидкостных моделях между всеми элементами конструкции оставляют небольшое пространство, которое заполняется диэлектриком, выполняющим функцию охлаждения. А также конструкция предусматривает наличие расширительного бака. В сухих моделях роль диэлектрика выполняют пропитки из негорючих материалов, а охлаждение (естественное или принудительное) осуществляется воздушным путем, что делает трансформаторы сухого типа более компактными, безопасными и простыми в обслуживании.
Также комплектация включает силовые вводы, систему регулировки, позволяющую задавать необходимые параметры напряжения путем переключения ответвлений и смены количества витков обмотки. К дополнительным навесным элементам относятся индикаторы температуры, приборы мониторинга, состав и количество которых определяет тип электротехнического устройства, воздухоосушители (устанавливаются на расширительный бачек маслонаполненных моделей), газовое реле (только для моделей с масляным типом охлаждения) и др.
Принцип работы
Все силовые трансформаторы работают по принципу электромагнитной индукции, а сам процесс преобразования электроэнергии можно отразить в три этапа:
- синусоидальный ток подается на первичную обмотку;
- в катушке с первичной обмоткой образуется переменное магнитополе, которое пронизывает пластины магнитопровода;
- в результате направленного действия магнитного потока, в катушках со вторичной обмоткой индуцируется ЭДС.
Показатель электродвижущей силы меняется в зависимости от частоты тока, а также количества витков, предусмотренных моделью трансформатора и их соотношением между первичной и вторичной обмоткой. Регулируя число витков первичной и вторичной обмотки получают одну из основных величин – коэффициент трансформации, определяющий на какое значение было преобразовано (увеличилось или уменьшилось) входящее напряжение.
Также стоит отметить, что все силовые трансформаторы – это универсальные агрегаты, которые могут работать как на повышение, так и на понижение номинального напряжения в сети. В первом случае первичной будет обмотка НН, а вторичной ВН. Если же устройство используется для понижения входящих показателей, на первичной обмотке будет более высокой напряжение (ВН).
Условия эксплуатации
Трансформаторы могут устанавливаться как внутри, так и снаружи помещений. При этом главным условием является обеспечение надежной защиты рабочей поверхности от механических повреждений, пыли и воды. Для стабильной и продолжительной работы агрегатов необходимо регулярно проводить визуальные осмотры и приборную диагностику на предмет внутренних повреждений: перекосов, перегревов, состояния охлаждающей жидкости (для масляных моделей) и т.д. А также соблюдать регламентированные параметры окружающей среды. Для большинства моделей силовых трансформаторов эти показатели остаются универсальными:
- температура окружающей среды от — 45 до + 40 °С. До -700С (для трансформаторов сухого типа) и до -600С (для масляных) с климатическим исполнением УХЛ3;
- влажность – не выше 80%, при температуре воздуха +25 °С;
- использование возможно только в условиях невзрывоопасной окружающей среды;
- высота над уровнем моря до 1000 м.
Условия эксплуатации зависят от климатического исполнения трансформатора, которое определяется нормативами ГОСТ 15150-69 отдельно для каждого типа электротехнических изделий. На территории России чаще всего применяются агрегаты с климатическим исполнением У, УЗ, УХЛ, УХЛЗ и ТЗ.
Основные параметры и критерии выбора силовых трансформаторов
Силовые агрегаты выбирают согласно поставленным задачам и техническим характеристикам рабочей сети. Желательно подбирать модели с небольшим запасом мощности, это убережет оборудование от повреждений в случае скачков напряжения и перегрузок. Что особенно актуально для предприятий с непрерывным конвейерным производством. Если один из агрегатов выйдет из строя, его функции будут нагружены на другие звенья цепи. При покупке электротехнического оборудования важно обращать внимание на такие показатели как:
- коэффициент трансформации – определяет допустимые границы понижения или повышения напряжения в сети;
- номинальная мощность, в двухобмоточных трансформаторах она характеризуется суммой мощностей обеих обмоток, в трехобмоточных – определяющей будет мощностью обмотки с наибольшими показателями;
- номинальный ток – допустимое значение тока на обмотках, при котором гарантируется долгосрочная и эффективная эксплуатация;
- напряжение короткого замыкания;
- потери короткого замыкания;
- ток холостого хода — определяется магнитными свойствами пластин сердечника, конструктивными особенностями и т.д.;
Не менее важным критерием отбора является показатель потерь холостого хода. Именно этот параметр отвечает за экономичность агрегата.
Стоимость силовых трансформаторов
Цена готового изделия зависит от таких аспектов, как мощность, климатическое исполнение, дополнительное оборудование и т.д. В целом модели сухого типа обходятся гораздо дешевле. Стартовая цена, в стандартной комплектации, начинается от 38500 рублей. Для маслонаполненных моделей нижний порог составляет от 340000 рублей, без учета навесного оборудования и охлаждающей жидкости.
При расчете стоимости электротехнического оборудования важно учитывать не только цену трансформатора, но также затраты на подготовку места под его установку и регулярные поверки. Согласно требованиями ГОСТ Р 56738-2015 все виды силовых агрегатов должны проходить своевременную поверку. Для маслонаполненных моделей Госстандарт предусматривает ежегодные проверки состояния обмотки и контроль коэффициента трансформации, который нужно проводить каждые 6 лет. Поверка сухих трансформаторов тока выполняется раз в 6 лет, так как при воздушном охлаждении изоляция практически не подвержена повреждению.
Современные силовые трансформаторы – это высокопродуктивные, экономичные и безопасные конструкции с широким спектром применения. На нашем сайте Вы можете приобрести уже готовые изделия с типовыми параметрами или заказать изготовление агрегатов с нестандартными техническими характеристиками под индивидуальные техусловия.
Мы предлагаем высокое качество продукции и доступные цены на трансформаторы, напрямую от производителя.