Технические характеристики силовых трансформаторов

Силовые трансформаторы используются в качестве преобразователей трехфазного переменного тока в электроэнергических сетях. Спектр применения силовых трансформаторов многогранен, они необходимы на производственных предприятиях, в зданиях и сооружениях общественного пользования. С их помощью повышается уровень безопасности, а также снижается вероятность взрыва или возгорания. В местах, где стоят жесткие требования к экологической чистоте, такие устройства также незаменимы. Но, главная область применения, это, конечно же, принадлежащие АЭС объекты, класс безопасности которых – 3 либо 4.

Характеристика оборудования

Характеристика данных устройств проводится согласно следующему списку основных показателей:

коэффициенту трансформации,
потере короткого замыкания,
напряжению короткого замыкания,
потере холостого хода,
суммарным потерям,
току холостого хода,
полной массе.

Основные компоненты силового трансформатора

Силовой трансформатор состоит из нескольких ключевых компонентов, каждый из которых выполняет свою важную функцию:

Магнитопровод – центральная часть трансформатора, служащая для создания и направления магнитного потока. Обычно изготавливается из тонких листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на вихревые токи.
Обмотки – основные элементы, через которые протекает электрический ток. Трансформатор имеет две обмотки: первичную и вторичную. Первичная обмотка подключается к источнику энергии, а вторичная — к нагрузке. Обмотки изготавливаются из медной или алюминиевой проволоки и изолируются для предотвращения коротких замыканий.
Бак и охлаждающая система. Силовые трансформаторы могут выделять значительное количество тепла во время работы. Для его отведения трансформаторы оборудуются системой охлаждения. Бак трансформатора заполняется трансформаторным маслом, которое охлаждает и изолирует обмотки. В больших трансформаторах могут применяться дополнительные радиаторы и вентиляторы.
Изоляция. Электрическая изоляция необходима для предотвращения пробоя между обмотками и другими частями трансформатора. Она изготавливается из различных материалов, таких как бумага, масло, лак и газ (например, SF6).
Консерватор. Резервуар, соединенный с основным баком трансформатора, служит для компенсации изменения объема масла при изменении температуры.
Защитные устройства. Включают в себя предохранители, реле и другие компоненты, предназначенные для защиты трансформатора от перегрузок, коротких замыканий и других аварийных ситуаций.

Принцип работы силового трансформатора

Принцип действия силового трансформатора базируется на электромагнитной индукции. Переменный ток, проходящий через первичную обмотку, создает переменное магнитное поле в магнитопроводе. Это поле вызывает появление переменного напряжения во вторичной обмотке. Величина этого напряжения определяется соотношением числа витков в первичной и вторичной обмотках. Если витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной, трансформатор увеличивает напряжение; если меньше — уменьшает.

Классификация силовых трансформаторов

Силовые трансформаторы можно классифицировать по различным признакам:

По типу охлаждения:

Сухие трансформаторы: охлаждаются воздухом.
Масляные трансформаторы: охлаждаются трансформаторным маслом.

По фазности:

Однофазные трансформаторы.
Трехфазные трансформаторы.

По конструкции:

Трансформаторы с железным сердечником.
Трансформаторы с тороидальным сердечником.

По назначению:

Подстанционные трансформаторы.
Промышленные трансформаторы.
Трансформаторы для электростанций.