г. Москва, 2-ая Звенигородская улица, д. 13, стр. 42
Понедельник-четверг с 8:30 до 17:30
Пятница с 8:30 до 16:15
Силовой трансформатор: устройство и основные виды

Силовой трансформатор: устройство и основные виды

Силовой масляный трансформатор (МТ) – это электротехническое устройство с двумя или более обмотками, используемое для преобразования (в сторону уменьшения или увеличения) в электрических цепях силы тока и напряжения за счет эффекта электромагнитной индукции и передачи электричества от электростанции к потребителям. Его преимущества включают высокую надежность, долговечность и способность работать при высоких нагрузках, что делает его необходимым компонентом электроэнергетической инфраструктуры. В этой статье мы разберемся, что находится внутри силового электрического трансформатора тока и напряжения, расскажем о принципе его работы и опишем различные типы данного устройства.


Что внутри силового масляного трансформатора

Силовой МТ – это сложное электротехническое устройство, состоящее из нескольких компонентов, каждый из которых выполняет важную функцию для обеспечения стабильной и эффективной передачи электроэнергии. Знание внутреннего устройства МТ поможет лучше понять его принцип работы и необходимость правильного обслуживания для долговечности и безопасности энергетических систем. Сделанное фото внутри электротрансформатора показывает нам его компоненты:

  • Магнитный сердечник: выполненный из материалов с высокой магнитной проницаемостью, он играет роль накопителя магнитного поля.
  • Проводящие обмотки: они выполнены из проволоки или витков изолированной жилы и намотаны вокруг сердечника. Обмотки разделены на первичную (пускательную) и вторичную (преобразовательную).
  • Масляная емкость, заполненная изоляционным маслом.
  • Масло: трансформатор заправлен электрическим (трансформаторным) маслом, которое играет роль охладителя, антикоррозийной защиты и изоляции магнитного поля. Трансформаторное масло также уменьшает токовое сопротивление и улучшает теплопроводность.
  • Изоляторы: используются для изоляции обмоток друг от друга и от сердечника, чтобы предотвратить короткие замыкания и утечки тока.
  • Защитные устройства: для обеспечения безопасности и стабильной работы трансформатора в нем устанавливаются различные защитные устройства. К ним относятся датчики температуры, давления, утечки масла, а также различные предохранители и реле. Эти устройства мониторят состояние трансформатора и могут автоматически отключить его в случае возникновения проблем.

Cиловой масляный трансформатор


Принцип работы масляного трансформатора

Данное трансформаторное оборудование функционирует на основе закона электромагнитной индукции, открытого Фарадеем. Принцип следующий:

  • Когда через обмотку первичного возбуждения проходит электрический ток, магнитное поле создается в сердечнике.
  • Магнитное поле образует вокруг сердечника магнитное поле, которое индуцирует электрический ток в обмотке вторичного напряжения.
  • Электрический ток, индуцированный в обмотке вторичного напряжения, зависит от интенсивности магнитного поля и количества витков обмотки. Различие в количестве витков обмоток первичной и вторичной сторон позволяет эффективно изменять уровень напряжения и тока в цепи.
  • Магнитное поле в сердечнике сохраняется до тех пор, пока электрический ток в обмотке первичного возбуждения не будет отключен.
  • Когда магнитное поле исчезает, электрический ток в обмотке вторичного напряжения также прекращается.

Элементы силового трансформатора

Основные элементы силового МТ:

  • Направляющие (ферритовые сердечники) - магнитопроводы, на которых создается магнитное поле. Они изготавливаются из ферритовых материалов (ферромагнетиков) и обеспечивают фокусировку магнитного поля.
  • Обмотки - спиральные обмотки, которые образуют первичную и вторичную (вторичные) обмотки трансформатора. Обмотки выполняются из медных или алюминиевых проводов. Спирали изолируются друг от друга и от корпусной части трансформатора.
  • Изоляция - материал, используемый для изоляции между обмотками и корпусом трансформатора.
  • Контакты - электрические контакты, которые обеспечивают соединение обмоток трансформатора с внешними устройствами.
  • Арматура и крепления: обеспечивают соединение обмоток и сердечника, а также фиксацию трансформатора в корпусе.
  • Корпус: наружная оболочка трансформатора, которая защищает его от внешних воздействий и обеспечивает механическую прочность, выполняется из металлического материала (сталь или алюминий) и служит для защиты трансформатора от внешних механических воздействий и для изоляции от земли.

Существует несколько типов силовых МТ:

  1. Монолитный трансформатор - имеет монолитное ядро из магнитопровода.
  2. Трансформатор с раздельными магнитопроводами - имеет раздельные магнитопроводы для первичной и вторичной обмоток.
  3. Трансформатор с общим магнитопроводом - имеет общий магнитопровод для обеих обмоток.
  4. Трансформатор с тороидальным магнитопроводом - имеет магнитопровод в форме тороида.

Cиловой масляный трансформатор


Различия между сухими и масляными трансформаторами

Сухие и масляные трансформаторы - это два основных типа электрических трансформаторов, используемых в энергетике и промышленности. Они имеют ряд существенных различий, начиная от принципа работы и конструкции, и заканчивая степенью безопасности и стоимостью. Рассмотрим основные отличительные черты обоих видов трансформаторов.


Принцип работы

Сухие трансформаторы используют воздушное охлаждение, при этом обмотки изолированы от окружающей среды специальным материалом, что позволяет избежать применения охлаждающей жидкости как в масляных трансформаторах. Это делает сухие трансформаторы более экологически чистыми и не требующими специальных условий для эксплуатации.

Масляные трансформаторы, напротив, используют трансформаторное масло в качестве охлаждающей и диэлектрической среды. Масло применяется для обеспечения охлаждения обмоток и защиты от коротких замыканий. Однако это масло требует периодической замены и тщательного контроля за его уровнем, что может увеличить эксплуатационные расходы.


Эксплуатационные характеристики

Сухие трансформаторы имеют более низкую мощность по сравнению с масляными в силу особенностей конструкции. Они занимают меньше места и могут быть установлены в помещениях, где недоступна подача воды для охлаждения.

Масляные трансформаторы, несмотря на свои большие габариты и потребность в специальных условиях эксплуатации, обладают более высокой надежностью и долговечностью. Они способны выдерживать большие электрические нагрузки и обеспечивают стабильную работу даже при значительных перепадах напряжения.


Безопасность и экологичность

Сухие трансформаторы считаются более безопасными с точки зрения пожарной безопасности, так как отсутствует потенциальная опасность утечки масла в случае повреждения корпуса. Это особенно важно для объектов, находящихся вблизи зданий или чувствительной техники.

Масляные трансформаторы, хотя и обеспечивают высокую степень защиты обмоток от повреждений и перегрева, могут представлять определенные риски при аварийной ситуации из-за масляного наполнения, требующего специальной процедуры утилизации. Поэтому для некоторых объектов сухие трансформаторы могут быть предпочтительным выбором.

В заключение: сухие и масляные трансформаторы имеют свои особенности и преимущества. При выборе трансформатора необходимо учитывать множество факторов, таких как мощность, пространственные ограничения, степень безопасности и эксплуатационные расходы.

Ключевым моментом при выборе трансформатора является баланс между экономией, надежностью и удовлетворением требований по безопасности. Решение должно быть принято исходя из конкретных условий эксплуатации и потребностей объекта.


Типы масляных трансформаторов

Силовые МТ можно разделить на несколько типов в зависимости от их исполнения, назначения и технических характеристик:

  • Повышающие и понижающие.
  • Низко-, средне-, высоко- ультравысоковольтные.
  • Наружного или внутреннего расположения.
  • Одно- или трехфазные.
  • С двумя или более обмотками.
  • Со стрежневым, броневым или тороидальным сердечником.

Разнообразие типов МТ позволяет выбирать оптимальное решение для конкретных задач, будь то силовые трансформаторы на подстанциях, распределительные трансформаторы в зданиях или силовые источники питания для критически важных объектов. Важно учитывать особенности каждого типа электротрансформатора при выборе их для конкретных электротехнических систем, чтобы обеспечить эффективную и безопасную работу всего комплекса электрооборудования.


Cиловой масляный трансформатор


Параметры силового трансформатора

У силовых электротрансформаторов есть набор параметров, которые определяют варианты его применения и диапазон эксплуатации. Основные параметры следующие:

  1. Мощность.
  2. Напряжения первичной и вторичных обмоток.
  3. Токи первичной и вторичных обмоток.
  4. Коэффициент мощности.
  5. Класс точности.
  6. Ток короткого замыкания.
  7. Форма исполнения (сухой или масляный)
  8. Масса и габариты.
  9. Температурный диапазон эксплуатации.
  10. Степень защиты (влаго- и пылезащита).
  11. Степень автотрансформации (если применимо).
  12. .Число фаз (одна или три).
  13. Схема соединения обмоток (звезда-звезда, звезда-треугольник и т.д.)

Рассмотрев основные параметры силового МТ, можно сделать вывод о том, что правильный выбор и понимание характеристик устройства позволят обеспечить его эффективную и безопасную работу. Знание ключевых параметров поможет оптимизировать производственные процессы и повысить качество электроснабжения.


Как выбрать силовой трансформатор

При выборе силового электротрансформатора необходимо учитывать следующие критерии:

  1. Напряжение и частота питающей сети. Трансформатор должен быть подходящим для работы с заданным напряжением и частотой сети.
  1. Мощность. Необходимо определить потребляемую мощность и выбрать трансформатор с соответствующей мощностью.
  1. Тип трансформатора. Выбор зависит от конкретной задачи: некоторые типы трансформаторов могут обеспечить более надежную работу в определенных условиях.
  1. Эффективность. Хороший трансформатор должен иметь высокий коэффициент полезного действия (КПД), чтобы минимизировать потери энергии.
  1. Размеры и вес. Необходимо учитывать пространственные ограничения и возможность погрузки/переноски трансформатора.
  1. Надежность и долговечность. Важно выбирать трансформаторы от надежных производителей, чтобы обеспечить долгий срок службы.

Также рекомендуется проконсультироваться со специалистом или инженером, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант силового трансформатора и учесть все необходимые параметры.

В компании «Энерготрест» работают высококвалифицированные специалисты, способные решить электротехническую задачу любой сложности. На странице нашего сайта вы сможете сделать заказ по демократичным ценам и со скидкой.


Возврат к списку

Обратная связь

Нажимая кнопку "Отправить" Вы принимаете "Политику конфиденциальности "

X