Силовий трансформатор: Пристрій і основні види

Силовий трансформатор - це електротехнічне обладнання. Він змінює напругу змінного електричного струму. Якщо на вході в трансформатор струм має більш високу напругу, ніж на виході - то перед вами силовий понижуючий трансформатор. Якщо з пристрою виходить ток з більш високою напругою, ніж на вході - то трансформатор підвищуючий. Частота струму на вході і на виході не змінюється.

Робота трансформатора основана на електромагнітної індукції. Суть явища індукції: якщо через замкнутий контур пропускати магнітний потік, то в контурі виникне електричний струм. Електромагнітну індукцію в 1831 році відкрив знаменитий англійський вчений Майкл Фарадей.

Пристрій силового трансформатора

Будь-який трансформатор складається з магнітопроводу, обмоток, системи охолодження, що регулюють і контролюють пристрої.

Обмотки намотані на сердечник зі спеціальної електротехнічної сталі. Сердечники ж бувають стрижневі, броньові та тороїдальні. У трансформаторах стрижневого типу обмотка намотується на весь сердечник. Тому ви бачите тільки верхню і нижню частини електромагнітного стрижня. Якщо сердечник броньовий - то обмотка майже повністю прихована всередині сердечника. Тороїдальний сердечник - це той же стрижень, але замкнутий в кільце. Батько трансформатора Фарадей саме за допомогою тороидальної котушки відкрив електромагнітну індукцію.

Без системи охолодження силовий трансформатор працювати не може. Тому що під навантаженням нагрівається робоча частина пристрою - сердечник і обмотка на ньому. Охолоджується трансформатор повітрям або маслом. Відповідно за способом охолодження виділяють 2 типи силових трансформаторів: сухі і масляні. До речі, в Україні масляні трансформатори (oil transformers, масляные трансформаторы) можна придбати в НПП «ЭЛК»: https://nvpelk.com.ua/.

Регулює роботу пристрою фахівець. Для цього на силовому трансформаторі виробник встановлює реле і різні перемикачі. Деякі моделі трансформаторів можна регулювати під навантаженням, інші - тільки в вимкненому стані.

Контролює роботу трансформатора інженер-електрик. Він стежить за показниками датчиків температури і тиску всередині трансформатора.

Конструкція сухого силового трансформатора

Магнітопровід і обмотки є у всіх трансформаторах. Головна відмінність між сухими і масляними трансформаторами в системі охолодження:

1. У сухому трансформаторі нагріте повітря від магнітопроводу та котушок рухається природним шляхом або його «ганяють» спеціальні вентилятори;
2. У захисному кожусі сухого трансформатора роблять спеціальні отвори для кращої вентиляції. Тому повітряне охолодження менш ефективно, ніж масляне. Іноді ТС випускаються в незахищеному виконанні;
3. До ізоляції в сухих трансформаторах пред'являються підвищені заходи пожежної безпеки. Тому що основна ізолює середовище для пристрою - це повітря. А ізолюючі властивості у повітря гірше, ніж у масла;
4. У сухих трансформаторах немає рідин. Тому обслуговувати обладнання не таке клопітне. Крім того, відсутність масла в системі охолодження дозволяє встановлювати трансформатор поруч зі споживачами електричної енергії.

Пристрій масляного силового трансформатора

Робоча частина масляного силового трансформатора складається з сердечника і обмоток. А охолоджується трансформатор маслом. Його заливають в спеціальний бак з кришкою. Зверху на кришці розташовані датчики тиску і температури масла, входи і виходи обмоток ВН і НН, регулятори та перемикачі.

Трансформатори відрізняються по конструкції масляного бака. Є герметичні масляні силові трансформатори ТМГ. У них встановлюють бак з гофрованими стінками. Масло заливається в бак в вакуумі. Воно не стикається з навколишнім середовищем. Масляний силовий трансформатор звичайної конструкції має на кришці розширювач і газове реле. При сильному нагріванні додатковий обсяг масла надходить в розширювач.

Масляна система може охолодити потужний трансформатор. Але масло - це горюча рідина. Тому «начинка» масляного трансформатора захована в міцний корпус.