Масляные трансформаторы – что это такое, устройство и принцип работы

Масляный трансформатор – электрический агрегат, состоящий из двух или более обмоток. Основная задача этого устройства – преобразование электрического тока. Предельная частота в этом случае не изменяется. Процесс преобразования происходит электромагнитной индукцией.

Трансформаторы – вторичный источник питания. Они обеспечивают подачу энергии от электросети. Масляный тип трансформатора имеет ряд отличий. Их выпускают различных размеров, что делает возможным их размещение в любом помещении и на открытом пространстве. Корпус имеет защиту от негативного влияния внешней среды.

В статье мы рассмотрим, как сделать статичный повышающий трансформатор своими руками для монтажа в бытовую электросеть. В качестве бонуса читатель найдет интересный видеоматериал и обучающее пособие Л.С. Герасимова, А.И. Майорец “Обмотки и изоляция силовых масляных трансформаторов”.

Масляный трансформатор.

Принцип работы

Силовой трансформатор с заливкой масла в своей работе использует маслорасширитель, который компенсирует нагревание масла в процессе эксплуатации. Самой главной частью является воздухоочиститель, который способствует защите от попадания инородных тел в бачок с маслом. Также такой тип трансформатора обязательно должен иметь термометр, определяющий уровень нагрева жидкости. Эти устройства имеют отличные показатели надёжности, что является главным свойством в энергосети.

Принцип работы масляного трансформатора.

Преимуществом масляных трансформаторов перед сухими, является высокая степень защиты внешней обмотки, так же они имеют меньшее реактивное сопротивление.

Эти и многие другие свойства, обеспечивают высокие показатели надёжности, так же они позволяют существенно уменьшить надзор за ними. При хороших условиях трансформаторы такого типа могут прослужить порядка двадцати лет и не разу не требовать технического обслуживания, что безусловно является существенным плюсом в решение о покупке.

По статистике самой часто встречаемой поломкой трансформатора силового масляного типа является перегрев бочка с жидкостью, что вызывает разгерметизацию корпуса трансформатора. Но стоит заметить, что по сравнению с сухими трансформаторами, эту поломку будет не так уж и сложно устранить в сервисном центре.

Силовые трансформаторы масляного типа пользуются огромной популярностью во всём мире. Связано это с их не очень сложным устройством, а чем проще устройство, тем сложнее сломаться. Так же высокая износоустойчивость достигается благодаря погружению обмотки в техническое масло, это обеспечивает высокую степень защиты от внешних факторов.

Критерии выбора оборудования

Существует множество различных аспектов, которые должны быть учтены при использовании силового оборудования. Так на выбор модели трансформатора влияют условия его потенциальной эксплуатации и в частности:

• сфера применения;
• место установки;
• суммарная мощность потребителей.

Рассмотрим специфику выбора с учетом каждого из них. Одним из главных параметров является сфера применения. Ориентируясь на нее нужно определиться с такими характеристиками, как:

• мощность, она должна соответствовать предполагаемым нагрузкам и позволять агрегату справляться с перегрузками;
• возможность эксплуатации прибора при росте нагрузки;
• стоимость и срок службы.

Однако выбирая трансформатор нужно уметь правильно определять его основные параметры:

• первичное и вторичное напряжение;
• частоту тока;
• фазность;
• нагрузку;
• способ расположения;
• особенности размещения.

Промышленный масляный трансформатор.

Но кроме всех, перечисленных характеристик должны учитываться и функционал агрегата, а также его непосредственное назначение. Если предполагается подключение трансформатора к цепи измерительных приборов, то используют соответствующий вид устройства.

Для защиты от скачков в сети выбирают агрегат, не отличающийся высокой точностью, но обладающий необходимыми функциями. Наибольшей популярностью в последнее время пользуются сухие трансформаторы, они часто используются вместо масляных и имеют большое количество плюсов.

Интересно почитать: как собрать катушку тесла самостоятельно.

Конструкция устройства

Силовые трансформаторы предназначены для преобразования (трансформирования) переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения — более низкого или более высокого. Трансформаторы, понижающие напряжение, называют понижающими, а повышающие напряжение — повышающими.

Трансформаторы изготовляют двухобмоточные и трехобмоточные. Последние кроме обмотки НН и ВН имеют обмотку СН (среднего напряжения). Трехобмоточный силовой трансформатор позволяет снабжать потребителей электроэнергией разных напряжений.

Схема устройства масляного трансформатора.

Обмотка, включенная в сеть источника электроэнергии, называется первичной, а обмотка, к которой присоединены электроприемники,— вторичной. В рассматриваемых распределительных устройствах и подстанциях промышленных предприятий применяют трехфазные двухобмоточные понижающие трансформаторы, преобразующие напряжение 6 и 10 кВ в 0,23 и 0,4 кВ.

В зависимости от изолирующей и охлаждающей среды различают трансформаторы масляные ТМ и сухие ТС. В масляных основной изолирующей и охлаждающей средой являются трансформаторные масла, в сухих — воздух или твердый диэлектрик.

В специальных случаях применяют трансформаторы с заполнением баков негорючей жидкостью — совтолом. Основой конструкции трансформатора служит активная часть, состоящая из магнитопровода с расположенными на нем обмотками низшего напряжения 3 и высшего напряжения 2 отводов и переключающего устройства.

Магнитопровод, набранный из отдельных тонких листов специальной трансформаторной стали, изолированных друг от друга покрытием, состоит из стержней, верхнего и нижнего ярма. Такая конструкция способствует уменьшению потерь на нагрев от перемагничивания (гистерезис) и вихревых токов.

Соединительные провода, идущие от концов обмоток и их ответвлений, предназначенные для регулирования напряжения, называют отводами, которые изготовляют из неизолированных медных проводов или проводов, изолированных кабельной бумагой либо гетинаксовой трубкой.

Интересный материал для ознакомления: полезная информация о трансформаторах тока.

Переключающие устройства

Служат для ступенчатого изменения напряжения в определенных пределах, поддерживания номинального напряжения на зажимах вторичной обмотки при изменении напряжения на первичной или вторичной обмотке. С этой целью обмотки ВН трансформаторов снабжают регулировочными ответвлениями, которые подсоединяют к переключателям.

Необходимость регулирования вызвана тем, что в электросистемах возможны различные отклонения от нормального режима электроснабжения, приводящие к неэкономичной работе приемников, преждевременному износу и сокращению сроков их службы.

Особенно чувствительны к повышению напряжения электролампы, радиолампы и лампы телевизоров: срок их службы резко сокращается при систематическом увеличении напряжения. В трансформаторах могут быть два вида переключений ответвлений: под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой) и без нагрузки после отключения трансформатора — ПБВ (переключение без возбуждения). С помощью ПБВ и РПН можно поддерживать напряжение, близким к номинальному во вторичных обмотках трансформаторов.

Переключение осуществляют изменением числа витков с помощью регулировочных ответвлений обмоток, т. е. изменением коэффициента трансформации, который показывает, во сколько раз напряжение обмотки ВН больше напряжения обмотки НН или во сколько раз число витков обмотки ВН больше числа витков обмотки НН. Пределы регулирования вторичных напряжений для разных трансформаторов различны: на ±10% 12 ступенями по 1,67% или 16 ступенями по 1,25% с помощью РПН; на ±5% четырьмя ступенями по 2,5% с помощью ПБВ.

Устройство и назначение бака 

В  него  погружена активная часть, представляет собой стальной резервуар овальной формы, заполненный трансформаторным маслом. Масло, являясь охлаждающей средой, отводит теплоту, выделяющуюся в обмотках и магнитопроводе, и отдает ее в окружающую среду через стенки и крышку бака. Кроме охлаждения активной части трансформатора масло повышает степень изоляции между токоведущими частями и заземленным баком.

Для увеличения поверхности охлаждения трансформатора баки изготовляют ребристыми, вваривают в них трубы или снабжают съемными радиаторами (только у трансформаторов мощностью до 25 кВ-А стенки бака гладкие). Радиаторы присоединяют к стенкам бака патрубками со специальными радиаторными кранами. У верхнего торца бака к его стенкам приваривают раму из угловой или полосовой стали, к которой крепят крышку на прокладках из маслоупорной резины.

В нижней части бака всех типов трансформаторов имеется кран для взятия пробы и слива масла, а в его днище (в трансформаторах мощностью выше 100 кВ-А) — пробка для спуска осадков после слива масла через кран. Второй кран устанавливают на крышке бака, через который заливают в него масло. Оба крана служат одновременно для присоединения к ним маслоочистительных аппаратов.

К дну баков трансформаторов массой выше 800 кг приваривают тележку с поворотными катками, конструкция крепления которых позволяет изменять направление передвижения трансформаторов с поперечного на продольное. Для подъема трансформатора на баке имеется четыре кольца-рыма.

Активная часть поднимается за скобы в верхних консолях магнитопровода. На крышке бака размещены вводы, расширитель и защитные устройства (выхлопная предохранительная труба, реле давления, газовое реле, пробивной предохранитель). К стенкам бака приваривают подъемные крюки, прикрепляют манометрический сигнализатор (у трансформаторов мощностью свыше 1000 кВ- А) и устанавливают фильтры.

Схема работы трансформатора.

Расширитель

Расширитель имеет цилиндрическую форму, закрепляется на кронштейне, установленном на крышке 6 трансформатора, и сообщается с баком трансформатора трубопроводом, не выступающим ниже внутренней поверхности крышки трансформатора и заканчивающимся внутри расширителя выше его дна во избежание попадания осадков масла в бак 1. Внутренняя поверхность расширителя имеет защитное покрытие, предохраняющее масло от соприкосновения с металлической поверхностью и расширитель от коррозии. В нижней части расширителя имеется пробка для слива масла из него.

Объем расширителя определяют так, чтобы уровень масла оставался в его пределах как летом при 35 °С и полной нагрузке трансформатора, так и зимой при минимальной температуре масла и отключенном трансформаторе. Обычно объем расширителя составляет 11 —12% объема масла в баке трансформатора.

Для наблюдения за уровнем масла на боковой стенке расширителя устанавливают маслоуказатель, выполненный в виде стеклянной трубки в металлической оправе. Емкость расширителя должна обеспечивать постоянное наличие в нем масла при всех режимах работы трансформатора от отключенного состояния до номинальной нагрузки и при колебаниях температуры окружающего воздуха, причем при допустимых перегрузках масло не должно выливаться.

Масляный трансформатор.

В герметичных масляных трансформаторах и трансформаторах с жидким негорючим диэлектриком поверхность масла защищают сухим азотом, а в заполненных совтолом -10 — сухим воздухом. Негерметичные масляные трансформаторы мощностью 160 кВ- А и более, в которых масло в расширителе соприкасается с окружающим воздухом, имеют термосифонный или адсорбционный фильтр, а трансформаторы мощностью 1 мВ • А и более с естественным масляным охлаждением и азотной подушкой — термосифонный фильтр (кроме трансформаторов с жидким негорючим диэлектриком).

Масляные трансформаторы мощностью 1 мВ * А и более с расширителем снабжают защитным устройством, предупреждающим повреждение бака при внезапном повышении внутреннего давления более 50 к Па. К защитным устройствам относят выхлопную трубу со стеклянной диафрагмой и реле давления. Масляные трансформаторы и трансформаторы с жидким диэлектриком с азотной подушкой без расширителя имеют реле давления, срабатывающее при повышении внутреннего давления более 75 кПа.

Нижний конец выхлопной трубы соединяют с крышкой бака, а на верхний ее конец устанавливают тонкую стеклянную мембрану (от 2,5 до 4 мм) диаметром 150, 200 и 250 мм, которая разрушается при определенном давлении и дает выход газу и маслу наружу раньше, чем произойдет деформация бака.

Реле давления размещают на внутренней стороне крышки трансформатора. Основными его элементами являются ударный механизм и стеклянная диафрагма. При достижении определенного давления в баке механизм срабатывает, разбивает диафрагму и обеспечивает свободный выход газам.

Трансформаторы мощностью 1 мВ * А и более, имеющие расширитель, снабжают газовым реле, которое реагирует на повреждения внутри бака трансформатора (электрический пробой изоляции, витковое замыкание, местный нагрев магнитопровода), сопровождающиеся выделением газа или резким увеличением скорости перетекания масла из бака в расширитель. Основные характеристики силовых масляных трансформаторов представлены в таблице ниже.

Основные характеристики силовых масляных трансформаторов.

Выделение газообразных продуктов происходит в результате разложения масла и других изоляционных материалов под действием высокой температуры, возникающей в месте повреждения. На этом явлении основана работа газовой защиты трансформатора от внутренних повреждений, сопровождающихся выделением газов при их утечке, утечке масла и попадании воздуха в бак.

Основной элемент этой защиты — газовое реле, устанавливаемое обычно на трубопроводе, который соединяет расширитель с баком, имеющим наклон к горизонтали от 2 до 4 В газовом реле имеются две пары контактов для работы на сигнал или отключение.

Здесь можно почитать об устройстве силового трансформатора и сфере его применения.

Защита трансформатора

Пробивные предохранители служат для защиты от пробоя обмоток ВН на обмотки НН. Устанавливают их на крышке бака и подсоединяют к нулевому вводу НН, а при напряжении 690 В — к линейному вводу. При пробое изоляции между обмотками ВН и НН промежуток между контактами, в котором проложены тонкие слюдяные пластины с отверстиями, пробивается и вторичная обмотка оказывается соединенной с землей.

Заземление масляного трансформатора.

Для заземления трансформаторов служит специальный заземляющий контакт с резьбой не менее Ml2, расположенный в доступном месте нижней части бака со стороны НН и обозначенный четкой несмывающейся надписью «Земля» или знаком заземления.

Поверхность заземляющего контакта должна быть гладкой и зачищенной; заземление осуществляют подсоединением стальной шины сечением не менее 40><4 мм.

Для измерения температуры масла на трансформаторах монтируют ртутные термометры со шкалой от 0 до 150° С или термометрические сигнализаторы ТС со шкалой от 0 до 100° С. Последние снабжены двумя передвижными контактами, которые можно установить на любую температуру в пределах шкалы.

Первый контакт, будучи включенным в сигнальную цепь, при определенной температуре масла дает сигнал; в случае дальнейшего повышения температуры масла второй контакт, соединенный с реле, отключает трансформатор. На трансформаторах мощностью 6300 кВ * А и выше установлены термометры сопротивления.

Для сушки и очистки увлажненного и загрязненного воздуха, поступающего в расширитель при температурных колебаниях масла, все трансформаторы снабжены воздухоочистительным фильтром — воздухоосушителем, который представляет собой цилиндр, заполненный силикагелем и размещенный на дыхательной трубке расширителя.

Заключение

В данной статье были рассмотрены основные функции масляных  трансформаторов и их устройство. Больше информации о них можно узнать в учебном пособии Л.С. Герасимова, А.И._Майорец “Обмотки и изоляция силовых масляных трансформаторов”.

Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

 

Что представляет собой трансформатор масляный, разберем все подробно

Как предупредить выход из строя оборудования, подключаемого к электрической сети? Ответ один – добиться их стабильной работы без скачков напряжения. Сделать это можно используя специальные устройства, одним из которых является трансформатор масляного типа. Этот прибор предназначен для преобразования переменного тока в сетях с напряжением более 6000 В. Он имеет широкую сферу применения, затрагивающую различные сферы промышленности.

Конструктивные особенности трансформатора

В устройстве этого прибора нет ничего сложного. Его основным элементом является ферромагнитный сердечник на который намотаны две обмотки. В некоторых моделях их может быть больше. Но есть и такие, где только одна обмотка. Они получили название автотрансформаторов.

Отличия в конструкции не ограничиваются только числом обмоток. Они касаются и типа сердечника.

Устройство масляного вида

Также в состав устройства трансформатора с масляным охлаждением включены системы:

• Магнитная;
• Охлаждения.

Масляный трансформатор имеет некоторые отличия в устройстве. И самым главным из них являются компактные размеры. Обычно он выпускается таких габаритов, которые позволяют легко размещать прибор в любом помещении и даже использовать его в уличных условиях. Корпус прибора имеет защиту от агрессивного воздействия окружающей среды. Внутри него располагается гильза для жидкостного термометра. Он используется для контроля за температурой верхних слоев масла.

Балки, на которых крепятся обмотки защищены особым корпусом. На крышке имеются специальные проходные изоляторы. Они предназначены для проведения цепей, связанных с обмоткой и обеспечивают безопасную работу устройства.

Смотрим видео, сфера применения и его конструкция:

Над крышкой корпуса установлен расширитель. Его соединение с баком выполнено при помощи трубопровода с газовым реле. Для вывода наружу вредных газов используется специальная выхлопная труба. Управление работой трансформатора осуществляется при помощи специальной рукоятки, установленной на крышке бака.

Принцип работы

Действие таких приборов основывается на электромагнитной индукции. Оно заключается в следующем. На первичную обмотку прибора из внешней сети подается переменный ток. За счет него создается переменное магнитное поле. Оно, в свою очередь, приводит к образованию тока.

Если сформулировать принцип работы устройства согласно законам физике, то он заключается в создании электродвижущей силы магнитным потоком, который изменяется во времени.

Классификация агрегатов осуществляется по различным признакам. Одним из них является способ изготовления, согласно этому критерию трансформаторы бывают:

• Стержневые;
• Броневые.

Первые имеют конструкцию, в которой обмотка наматывается на сердечник. У броневых она, наоборот, полностью скрыта. Кроме того, имеются отличия и в способе расположения обмотки. Если у стержневых трансформаторов она находится в горизонтальном положении, то у броневых – в вертикальном.

Смотрим видео, принцип работы агрегата:

Подразделение агрегатов на виды осуществляется и в зависимости от характеристик. Согласно предназначению, трансформаторы бывают двух видов:

• Тока;
• Напряжения.

В зависимости от применения в электросетях различают одно и трансформатор силовой трехфазный масляный. Но кроме этих отличий существует разница и в сфере применения. Например, в сетях производственных объектов или крупных населенных пунктов используют силовые агрегаты. Они предназначены для понижения напряжения до 220 В. Для защиты техники от скачков в сети применяют бытовые трансформаторы, при проведении сварочных работ – приборы, способные понижать напряжение до нужного для эффективной работы оборудования.

Еще один вид – это масляные трансформаторы ТМГ. Они предназначены для сетей более 6000 В. Они состоят из магнитопровода, собранного из двух стальных листов, обмотки из медного провода и бака.

Кроме того, имеются еще и сухие трансформаторы. В последнее время они находят широкое распространение. Преимущество сухих трансформаторов перед масляными заключаются в их высоком уровне безопасности. Поэтому они очень часто используются в местах с повышенными требованиями, таких как учебные заведения, парковки и другие.

Критерии выбора оборудования

Существует множество различных аспектов, которые должны быть учтены при использовании силового оборудования. Так на выбор модели трансформатора влияют условия его потенциальной эксплуатации и в частности:

• Сфера применения;
• Место установки;
• Суммарная мощность потребителей.

Рассмотрим специфику выбора с учетом каждого из них. Одним из главных параметров является сфера применения. Ориентируясь на нее нужно определиться с такими характеристиками, как:

1. Мощность, она должна соответствовать предполагаемым нагрузкам и позволять агрегату справляться с перегрузками;
2. Возможность эксплуатации прибора при росте нагрузки;
3. Стоимость и срок службы.

Однако выбирая трансформатор нужно уметь правильно определять его основные параметры:

• Первичное и вторичное напряжение;
• Частоту тока;
• Фазность;
• Нагрузку;
• Способ расположения;
• Особенности размещения.

Но кроме всех, перечисленных характеристик должны учитываться и функционал агрегата, а также его непосредственное назначение. Если предполагается подключение трансформатора к цепи измерительных приборов, то используют соответствующий вид устройства. Для защиты от скачков в сети выбирают агрегат, не отличающийся высокой точностью, но обладающий необходимыми функциями. Наибольшей популярностью в последнее время пользуются сухие трансформаторы, они часто используются вместо масляных и имеют большое количество плюсов.

И хотя основным назначением трансформаторов является повышение или понижение тока они находят широкое применение и в схемах питания бытовой техники. В этом случае обычно используются агрегаты, имеющие несколько обмоток.

Что касается масляных трансформаторов, то они находят применение в самых различных сферах деятельности человека.

Учесть все факторы и не ошибиться простому обывателя будет очень сложно. Поэтому лучший вариант – это обращение за помощью к профессионалам. Только они смогут выбрать оптимальную модель трансформатора с учетом особенностей вашего объекта.

Особенности обслуживания и эксплуатации силового оборудования

Чтобы агрегат мог эффективно использоваться на протяжении всего периода работы необходимо регулярно проводить техническое обслуживание трансформатора масляного по КТПН. Согласно нормативным документам плановое ТО подразделяется на:

• Техническое обследование;
• Профилактический осмотр.

Кроме этих видов обслуживания могут проводиться и внеплановые работы. Их необходимость обусловлена обычно выходом из строя отдельных деталей или аварией агрегата. В этом случае осуществляет ремонт масляных трансформаторов.

В процессе технического обслуживания дополнительно проверяют следующие параметры:

• Наличие повышенных вибраций и посторонних шумов, что способствует неправильной работе аппаратуры, установленной на объекте;
• Соответствие количества переключений – данным на счетчиках.

Что касается осмотра составных элементов агрегата, то он выполняется согласно инструкциям по их эксплуатации. Частота проведения ТО устанавливается специальными правилами. Для подстанций, где дежурит персонал осмотр проводится один раз в сутки, для работающих в автономном режиме – 3 раза в течение месяца. Однако сроки могут изменяться в зависимости от местных условий.

Незапланированные осмотры проводятся в случае выявления неисправностей, вызванных резким изменением температуры окружающей среды. В такой ситуации может потребоваться ремонт силовых масляных трансформаторов.

Кроме того, они должны периодически подвергаться профилактическому контролю. При его проведении осуществляется проверка уровня масла, осуществляется замена изношенных уплотнителей, фильтров.

Силовой трехфазный масляный трансформатор ГОСТ цены

Город	Регион/Область	Срок доставки
Майкоп	Республика Адыгея	3-4 дней
Уфа	Республика Башкортостан	1-3 дней
Улан-Удэ	Республика Бурятия	5-15 дней
Горно-Алтайск	Республика Алтай	1-2 дней
Минск — Козлова	Минск	1-2 дней
Назрань	Республика Ингушетия	1-2 дней
Нальчик	Кабардино-Балкарская Республика	1-2 дней
Элиста	Республика Калмыкия	1-2 дней
Черкесск	Республика Карачаево-Черкессия	1-2 дней
Петрозаводск	Республика Карелия	1-2 дней
Сыктывкар	Республика Коми	1-2 дней
Йошкар-Ола	Республика Марий Эл	1-2 дней
Саранск	Республика Мордовия	1-2 дней
Якутск	Республика Саха (Якутия)	1-2 дней
Владикавказ	Республика Северная Осетия-Алания	1-2 дней
Казань	Республика Татарстан	5-7 дней
Кызыл	Республика Тыва	5-7 дней
Ижевск	Удмуртская Республика	5-7 дней
Абакан	Республика Хакасия	5-7 дней
Чебоксары	Чувашская Республика	5-7 дней
Барнаул	Алтайский край	5-7 дней
Краснодар	Краснодарский край	5-7 дней
Красноярск	Красноярский край	5-7 дней
Владивосток	Приморский край	5-7 дней
Ставрополь	Ставропольский край	5-7 дней
Хабаровск	Хабаровский край	7-12 дней
Благовещенск	Амурская область	7-12 дней
Архангельск	Архангельская область	7-12 дней
Астрахань	Астраханская область	7-12 дней
Белгород	Белгородская область	7-12 дней
Брянск	Брянская область	7-12 дней
Владимир	Владимирская область	7-12 дней
Волгоград	Волгоградская область	7-12 дней
Вологда	Вологодская область	7-12 дней
Воронеж	Воронежская область	7-12 дней
Иваново	Ивановская область	7-12 дней
Иркутск	Иркутская область	7-12 дней
Калининград	Калиниградская область	7-12 дней
Калуга	Калужская область	4-7 дней
Петропавловск-Камчатский	Камчатская область	4-7 дней
Кемерово	Кемеровская область	4-7 дней
Киров	Кировская область	4-7 дней
Кострома	Костромская область	4-7 дней
Курган	Курганская область	4-7 дней
Курск	Курская область	1-3 дней
Санкт-Петербург	Ленинградская область	1-3 дней
Липецк	Липецкая область	1-3 дней
Магадан	Магаданская область	1-3 дней
Москва	Московская область	1-3 дней
Мурманск	Мурманская область	1-3 дней
Нижний Новгород	Нижегородская область	1-3 дней
Новгород	Новгородская область	1-3 дней
Новосибирск	Новосибирская область	1-3 дней
Омск	Омская область	1-3 дней
Оренбург	Оренбургская область	1-3 дней
Орел	Орловская область	1-3 дней
Пенза	Пензенская область	1-3 дней
Пермь	Пермская область	1-3 дней
Псков	Псковская область	1-3 дней
Ростов-на-Дону	Ростовская область	1-3 дней
Рязань	Рязанская область	1-3 дней
Самара	Самарская область	1-3 дней
Саратов	Саратовская область	1-3 дней
Южно-Сахалинск	Сахалинская область	1-3 дней
Екатеринбург	Свердловская область	1-3 дней
Смоленск	Смоленская область	1-2 дней
Тамбов	Тамбовская область	1-2 дней
Тверь	Тверская область	1-2 дней
Томск	Томская область	1-2 дней
Тула	Тульская область	1-2 дней
Тюмень	Тюменская область	1-2 дней
Ульяновск	Ульяновская область	1-2 дней
Челябинск	Челябинская область	1-2 дней
Чита	Читинская область	1-2 дней
Ярославль	Ярославская область	1-2 дней
Москва	г. Москва	1-2 дней
Санкт-Петербург	г. Санкт-Петербург	1-2 дней
Биробиджан	Еврейская автономная область	1-2 дней
пгт Агинское	Агинский Бурятский авт. округ	1-2 дней
Кудымкар	Коми-Пермяцкий автономный округ	1-2 дней
пгт Палана	Корякский автономный округ	1-2 дней
Нарьян-Мар	Ненецкий автономный округ	1-2 дней
Дудинка	Таймырский (Долгано-Ненецкий) автономный округ	1-2 дней
пгт Усть-Ордынский	Усть-Ордынский Бурятский автономный округ	1-2 дней
Ханты-Мансийск	Ханты-Мансийский автономный округ	1-2 дней
Анадырь	Чукотский автономный округ	1-2 дней
пгт Тура	Эвенкийский автономный округ	1-2 дней
Салехард	Ямало-Ненецкий автономный округ	1-2 дней
Грозный	Чеченская Республика	1-2 дней

Трансформаторы силовые масляные

В структуре промышленного энергоснабжения и электрификации хозяйственного сектора, силовые масляные трансформаторы осуществляют один из важнейших аспектов электроснабжения. Благодаря именно такому агрегату, происходит преобразование величины напряжения поступающей электроэнергии для её последующей доставки конечному потребителю.

Назначение и принцип действия

Использование масляных силовых трансформаторов обусловлено необходимостью транспортировки электроэнергии на значительные расстояния. Применение таких электротехнических установок позволяет снизить потери при передаче электричества за счёт её видоизменения (трансформации).

Для осуществления этого процесса, поступающее на вводы установки электричество необходимо привести в транспортировочное состояние. Посредством силового трансформатора происходит повышение значения амплитуды входного напряжения, для дальнейшей передачи энергии в линию электропередач.

На другом конце ЛЭП находится идентичная подстанция с аналогичным силовым трансформатором. Для дальнейшего распределения электроэнергии потребителям, таким агрегатом осуществляется понижение амплитуды принимаемого напряжения.

Устройство силового масляного трансформатора

Условное обозначение трансформаторов:

Масляные трансформаторы состоят из:

• бака с размещёнными в нём радиаторами;

• расширительного бочка;

• крышки бака;

• активной части.

Бак агрегата имеет специальную пробку для удобного обслуживания агрегата при необходимости взятия проб масла. Так же в баке размещена пластина для подключения к ней заземляющего провода. Все уплотнительные элементы внутри конструкции выполнены из маслостойкой резины.

Стенки корпуса изготовлены из плотной стали 3 — 4 мм в толщину. На крышке агрегата находятся силовые вводы и выводы (ВН и НН). Для удобства транспортировки предусмотрены специальные петли.

Особенности функционирования

При вводе в эксплуатацию силовые трансформаторы необходимо устанавливать на заранее оборудованные стационарные площадки. Обычно это бетонируемые основания прямоугольной формы. Для необходимости динамического перемещения, либо установке агрегата на грунте, могут использоваться рельсы или модифицированные катки.

Под герметичным баком с крышкой размещена вся функциональная начинка трансформатора. Оборудование, расположенное внутри металлического корпуса, превосходно защищено от внешних воздействий. Всё пустующее пространство бака залито специальным видом трансформаторного масла. Оно характеризуется высокими диэлектрическими свойствами, а так же играет роль охлаждающей жидкости. Её использование обусловлено необходимостью отвода тепла от элементов конструкции подверженных высоким токовым нагрузкам.

Преимущества использования

При изготовлении силовых масляных трансформаторов применяются уникальные технические решения позволяющие увеличить их надёжность и существенно снизить эксплуатационные расходы.

Характерные достоинства силовых трансформаторов:

• силовые агрегаты производятся в корпусе герметичного типа, до отказа наполненные маслом, без использования расширителя;

• до заливки в камеру масло проходит процесс дегазации (удаление растворённых в масле частиц воздуха) для предотвращения последующего его окисления;

• полностью исключёно попадание масла наружу, как и воздуха внутрь корпуса, что даёт способность маслу не терять своих свойств на протяжении эксплуатационного периода;

• не требуется производство профилактического, текущего и капитального обслуживания трансформатора на протяжении всего периода функционирования.

Распространённые серии силовых масляных трансформаторов

1. ТМГ.

Серия трёхфазных масляных трансформаторов, разработана для конвертирования уровня электроэнергии в сети с возможностью наружного либо внутреннего монтажа. Функциональность модели не изменяется даже при самом широком спектре внешних температур (от +40 до – 60 °C). Однако эксплуатировать эту модель трансформаторов в режимах сильных вибраций, или в особо неблагоприятной среде крайне нежелательно.

Мощностной диапазон: 16 – 1250 кВ •А.

1. ТМГ 11.

Серия масляных трансформаторов трёхфазного типа выполнена в герметичном корпусе. Модель не имеет маслорасширителей. Агрегат осуществляет преобразование электроэнергии в электрических сетях для доставки её к конечным потребителям. Характерная особенность модели заключается в особенности ввода нейтрали стороны НН. Агрегат разработан для устойчивой работы в режиме продолжительной нагрузки, равной 100% от значения номинального тока самой обмотки НН.

Мощностной диапазон: 100 – 2500 кВ •А.

1. ТМГ 21.

Серия представляет собой трёхфазный масляной трансформатор общего назначения. Модель изготавливается в различном сочетании номинальных и рабочих напряжений в широком спектре. Так же варьироваться могут схемы и группы подключения обмоток в зависимости от режима и области применения. Характерной особенностью модели является использование алюминиевой фольги вместо проводов. Это повышает качество намотки проводника и увеличивает степень надёжности устройства.

Мощностной диапазон: 630 – 3200 кВ •А.

1. ТМГСУ 11.

Серия трёхфазных масляных трансформаторов с симметрирующим устройством. Конструкция корпуса имеет надёжное герметичное исполнение. Модель превосходно обеспечивает поддержание уровня фазных напряжений в электросетях с неравномерной пофазной нагрузкой.

Мощностной диапазон: 25 – 250 кВ •А.

1. ТМГ 32.

Серия трёхфазных масляных трансформаторов с уменьшенными показателями энергопотребления. При создании модели использованы последние инновационные методы компоновки элементов внутри корпуса. Агрегат обладает минимальным уровнем потерь холостого хода и короткого замыкания. Внутренняя конструктивная часть трансформатора выполнена на базе магнитопровода с овальным стержнем. Обмотка НН выполнена из фольгированной ленты, а обмотка ВН, представляет собой магнитонесимметричную схему регулировки.

Мощностной диапазон: 630 – 1600 кВ •А.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Ремонт силовых трансформаторов

Конструкция основных частей силового трансформатора

Силовой трансформатор представляет собой статический (не имеющий вращающихся частей) аппарат, при помощи которого переменный ток одного напряжения превращают в переменный ток другого напряжения.

---

Силовой трехфазный масляный трансформатор

Силовой трехфазный масляный трансформатор: 1 — корпус бака, 2 — циркуляционные трубы, 3 — крышка, 4 — термометр, 5 — подъемное кольцо, 6 — переключатель регулирования напряжения, 7 — ввод обмоток НН, 8 — ввод обмоток ВН, 9 — пробка отверстия для заливки масла, 10 — маслоуказатель, 11 — пробка расширителя, 12 — расширитель, 13 — патрубок, соединяющий расширитель с баком, 14 — горизонтальная прессующая шпилька, 15 — вертикальная подъемная шпилька, 16 — магнитопровод, 17 — обмотка НН, 18 — обмотка ВН, 19 — маслоспускная пробка, 20 — ярмовая балка, 21 — вертикальная стяжная шпилька, 22 — катки.

---

Все силовые трансформаторы имеют принципиально одинаковое устройство и различаются по конструкции отдельных деталей и сборочных единиц, габаритным размерам, наличию или отсутствию отдельных устройств и приборов (расширителей, радиаторов, газовых реле и т. д.).

Рассмотрим конструкции основных частей и отдельных деталей трехфазных двухобмоточных трансформаторов. 

«Ремонт электрооборудования промышленных предприятий»,
В.Б.Атабеков

Разборку трансформатора, осмотр и дефектацию его внутренних деталей производят в закрытом, сухом и приспособленном для этого помещении. Трансформатор может быть вскрыт при условии, если температура окружающего воздуха ниже или, в крайнем случае, равна температуре выемной части. Если температура воздуха выше температуры выемной части, содержащаяся в воздухе влага конденсируется на поверхности обмоток и электрическая прочность их…

Окончив сборку и шихтовку отремонтированного магнитопровода, измеряют сопротивление его межлистовой изоляции методом амперметра — вольтметра, пользуясь схемой, питаемой аккумуляторной батареей напряжением 12 или 24 в. В схеме используют амперметр постоянного тока со шкалой на 5 а, вольтметр постоянного тока со шкалой на 25 в, ползунковый реостат на 50 — 100 ом. Чтобы измерить сопротивление межлистовой…

Существует много способов сушки трансформаторов: методом индукционных потерь в стали бака, в специальном шкафу, инфракрасными лучами, воздуходувкой, под вакуумом, токами нулевой последовательности и др. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки. В ремонтной практике наиболее широко применяют сушку методом индукционных потерь в стали бака. Сущность сушки этим методом состоит в том, что при…

Разобрав трансформатор, тщательно осматривают каждую его деталь. Все обнаруженные дефекты фиксируют в типографски отпечатанной дефектационной карте стандартного образца. При дефектации трансформаторов старых конструкций с поврежденными обмотками, сведений о которых может не оказаться в типовых альбомах, снимают эскизы обмоток и выводов. Приборы конструкции Порозова Приборы конструкции Порозова для определения места виткового замыкания в обмотках: а —…

Вводы трансформаторов работают в крайне тяжелых условиях. В то время как на часть ввода, находящуюся внутри бака трансформатора, действуют сравнительно высокая температура (70 °С и выше) и масло, на другую его часть, возвышающуюся над крышкой, могут действовать отрицательная температура ( — 35 °С и ниже) и различные агрессивные вещества, находящиеся в окружающем воздухе. На изоляторы…

Утепляют бак трансформатора 1 — 2 слоями листового асбеста или стеклоткани. На бак накладывают временную намагничивающую обмотку, выполненную проводом ПДА с асбестовой изоляцией. Способы наложения намагничивающей обмотки зависят от конструкции бака. Способы наложения намагничивающей обмотки Способы наложения намагничивающей обмотки на бак трансформатора: а — на гладкий бак трансформатора мощностью до 100 ква, б — на…

Магнитопровод представляет собой прямоугольную конструкцию, состоящую из трех вертикальных стержней, связанных верхним и нижним ярмами. Магнитопроводы собирают из штампованных пластин толщиной 0,35 или 0,5 мм электротехнической стали: горячекатаной, холоднокатаной текстурованной или холоднокатаной малотекстурованной. Горячекатаной называется сталь, прокатанная в нагретом состоянии на горячих валках прокатного стана, а холоднокатаной — прокатанная в холодном состоянии на холодных валках…

Замыкание в секционных однопроводных обмотках выявляют так. Включают стержневой питатель 2 в сеть напряжением 36, 120 или 220 в и вставляют его в проверяемую обмотку, как показано на рисунке, затем с противоположной питателю стороны вставляют поочередно в каждую секцию искатель 3. При витковом замыкании стрелка прибора резко отклоняется. Чтобы точно определить место замыкания в радиальном…

При ремонте расширителя осматривают его детали, проверяют целость стеклянной трубки маслоуказателя и исправность запорного болта, снимают стеклянную трубку и проверяют состояние уплотняющих прокладок. Поврежденные и потерявшие упругость прокладки заменяют новыми, изготовленными из маслостойкой резины. При длительной работе трансформатора на дне расширителя или в отстойнике скопляется значительное количество влаги и осадков. Влагу и осадки удаляют, а…

После окончания сушки и сборки отремонтированный трансформатор испытывают, проверяя его основные характеристики, соответствие его отдельных элементов определенным нормам, требованиям ГОСТ или техническим условиям. Целью испытаний трансформатора после ремонта является также проверка качества работ, выполненных в процессе ремонта. Трансформатор, прошедший капитальный ремонт, испытывают как в процессе ремонта, так и после него. Испытания в процессе ремонта выполняют…

Наиболее ответственной и часто повреждающейся частью трансформатора являются его обмотки. В масляных трансформаторах малой и средней мощности применяют обмотки, выполненные из медных проводов ПБ и ПББО или алюминиевых проводов ПБА и ПББОА. Обмотки трансформаторов отличаются разнообразием конструкций, однако наибольшее распространение в трансформаторах 1 — 3-го габаритов получили цилиндрические непрерывные обмотки, выполненные круглыми или прямоугольными проводами….

Двухслойные обмотки проверяют в той же последовательности, что и секционные. Если стрелка прибора отклоняется, когда искатель находится в самом низу верхнего слоя, то замыкание либо во внутреннем слое, либо в месте перехода из слоя в слой. Для проверки многослойной обмотки пользуются стержневым питателем, включенным в сеть переменного тока и помещенным внутри обмотки, симметрично длине катушки….

Трехфазные и однофазные трансформаторы: устройство, принцип работы, виды

Преобразование трёхфазной системы напряжения можно реализовать с помощью трёх однофазных трансформаторов. Но при этом будет использован аппарат значительного веса и внушительных размеров. Трехфазный трансформатор лишён этих недостатков, так как его обмотки располагаются на стержнях общего магнитопровода. Поэтому в сетях мощностью до 60 тыс. кВА его применение является оптимальным вариантом.

Назначение трёхфазного трансформатора

Главной функцией трансформаторов является передача электроэнергии на большие дистанции. Электрическая энергия переменного тока вырабатывается на электростанциях. При передаче электроэнергии появляются потери на нагревание проводов. Их можно уменьшить, снизив силу тока. Для этого необходимо увеличить напряжение таким образом, чтобы его значение находилось в диапазоне от 6 до 500 кВ.

Кратность увеличения зависит от значения передаваемой мощности и расстояния до конечного пункта. Мощность, которая при этом передаётся, зависит от двух параметров: напряжения и силы тока. Главной характеристикой, влияющей на изменение потерь проводов, связанных с нагревом, является значение силы тока. Соответственно для того, чтобы снизить потери на нагревание, необходимо уменьшить силу тока. Уменьшая ток, величину напряжения соответственно нужно увеличивать. Тогда значение мощности, которая передаётся, останется неизменным.

После того как напряжение будет доставлено потребителям, его следует снизить до необходимой величины. Соответственно, основной задачей трёхфазных трансформаторов является повышение напряжения перед передачей электроэнергии и понижение после неё.

Определение и виды прибора

Трехфазный трансформатор — это статический аппарат с тремя парами обмоток. Прибор предназначен для преобразования напряжения при передаче мощности на значительные дистанции.

Классификация по количеству фаз:

• однофазные;
• трехфазные.

Однофазные трансформаторы имеют небольшую мощность. Основными областями их применения являются быт и проведение работ специального назначения (сварка, измерения, испытания).

Диапазон мощности трёхфазных трансформаторов варьируется в больших пределах. Поэтому и область их применения весьма разнообразна:

• для питания токоприёмников специального назначения;
• для присоединения измерительных приборов;
• для изменения значения напряжения при испытаниях;
• для увеличения или уменьшения напряжения при подключении освещения или силовой нагрузки.

Принцип действия

Основой трёхфазного трансформатора являются магнитопровод и обмотки. В каждой фазе присутствует своя повышающая и понижающая обмотка. Так как фаз три, соответственно обмоток шесть. Между собой они не соединены.

Принцип работы трёхфазного трансформатора, как и однофазного, базируется на законе электромагнитной индукции. При подключении к сети первичной обмотки, в ней начинает протекать переменный ток. Из-за него в сердечнике магнитопровода из стали появляется основной магнитный поток, который охватывает обмотки в каждой фазе. В каждом витке появляется одинаковая по значению и величине электродвижущая сила.

Если количество витков вторичной обмотки меньше, нежели число витков первичной, то на выходе окажется напряжение меньшего значения, чем на входе и наоборот.

Тот факт, что значение электродвижущей силы зависит лишь от количества витков определённой обмотки, подтверждают формулы:

E 1 = 4, 44f 1 Ф W 1

E 2 = 4, 44 f 1 Ф W 2

E 1, Е 2 — значение электродвижущей силы в первичной и вторичной обмотках соответственно, В;

f 1 — частота тока в сети, Гц;

Ф — максимальное значение основного магнитного потока, Вб;

W 1, W 2 — количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно.

Строение трансформатора

Основными частями преобразователя напряжения являются:

• магнитопровод;
• обмотки высокого и низкого напряжения;
• бак;
• вводы и выводы.

К дополнительной аппаратуре относятся:

• расширительный бак;
• выхлопная труба;
• пробивной предохранитель;
• приборы для контроля и сигнализации.

Магнитопровод необходим для крепления всех частей аппарата. Он является своеобразным скелетом преобразователя напряжения. Второй его задачей является создание направление движения для основного магнитного потока. В зависимости от особенностей крепления обмоток к сердечнику, магнитопровод трансформатора может быть трёх видов:

• бронестержневой;
• броневой;
• стержневой.

Для изготовления обмоток трансформаторов небольшой мощности используют провод из меди, имеющий прямоугольное или круглое сечение.

Трансформаторное масло является очень важным элементом в аппарате. В маломощных трансформаторах (сухих) его не применяют. При средней и высокой мощности его использование обязательно. У трансформаторного масла две основные задачи:

• охлаждение обмоток, нагревающихся вследствие протекания по ним тока;
• повышение изоляции.

Расширительный бак устанавливают в трансформаторах с обмоткой высокого напряжения более 6 кВ и мощностью аппарата выше 75 кВА. Отбирая теплоту у обмоток, трансформаторное масло постепенно нагревается и расширяется. Его излишек попадает в расширительный бак. Функцией расширителя является защита масла от окисления и увлажнения.

В высокомощных трансформаторах трубопровод расширителя снабжён газовым реле и краном, который отсоединяет расширитель от бака в случае необходимости.

Вводы и выводы нужны для присоединения концов обмоток к линиям электропередачи. Находятся они на крышке бака. Представляют собой стеклянный или фарфоровый изолятор с токопроводящим медным стержнем внутри. К вводам прикрепляют первичную, а к выводам — вторичную обмотку.

На крышке бака расположен переключатель напряжения (анцапфа). С помощью этого устройства можно изменять число подключённых витков обмоток единовременно по трём фазам. Эта манипуляция позволяет повышать или понижать выходное напряжение при необходимости.

Функция выхлопной трубы состоит в предотвращении повреждения бака при возникновении аварийных режимов. В случае пробоя, короткого замыкания, масло стремительно нагревается, и появляются газы. Благодаря наличию выхлопной трубы, бак при значительном давлении не разрывается, а повреждается всего лишь стеклянная мембрана в трубе. При этом масло и газы попадают наружу.

Пробивной предохранитель устанавливают рядом с вводами и выводами. Его цель состоит в защите низковольтных сетей от появления в них высокого напряжения.

Термометрический сигнализатор необходим для контроля над уровнем температуры трансформаторного масла, а также для подачи сигнала при перегреве.

Схемы и группы соединения обмоток

В трёхфазных трансформаторах необходимо соединять между собой первичные обмотки по фазам и вторичные. Существует три схемы соединения:

• звезда;
• треугольник;
• зигзаг.

При соединении обмоток звездой напряжение линейное — между началами фаз — будет в 1,73 раза больше, чем фазное (между началом и концом фазы). При соединении обмоток трансформатора треугольником фазное и линейное напряжения будут одинаковы.

Соединять обмотки звездой более выгодно при высоких напряжениях, а треугольником — при значительных токах. Соединение обмоток зигзагом даёт возможность сгладить асимметрию намагничивающих токов. Но недостатком такого способа соединения является повышенная трата обмоточного материала.

Группа соединения обмоток показывает отставание вектора электродвижущей силы понижающей обмотки от вектора э. д. с. повышающей обмотки. Обозначают группу соединения рядом чисел от 0 до 11.

Потери и коэффициент полезного действия

Трансформатор — вид электрической машины с минимальным количеством потерь. Их число ничтожно мало и составляет 1—2%.

Электрические потери идут на нагревание обмоток аппарата и колеблются прямо пропорционально изменению нагрузки. Магнитные потери появляются из-за перемагничивания сердечника магнитопровода и зависят лишь от значения напряжения, которое подводится к первичной обмотке. Поэтому подключение трансформатора на повышенное напряжение приводит к увеличению магнитных потерь.

Коэффициент полезного действия (КПД) электрической машины являет собой отношение полезной мощности на выходе электрической машины к подводимой на входе. КПД трансформатора принимает максимальное значение при загрузке аппарата на 45—65%.

Трансформаторы специального назначения

Преобразователи напряжения, которые не предназначены для питания осветительной и силовой нагрузки, относятся к специальным трансформаторам. Они бывают нескольких видов: измерительные, сварочные, автотрансформаторы.

Измерительные преобразователи напряжения

Измерительные трансформаторы применяются для включения приборов измерения в цепи высокого напряжения. Их использование позволяет:

• расширить границы измерения установок переменного тока;
• увеличить защиту лиц, обслуживающих аппараты;
• применять для измерения приборы небольшого размера и веса.

Подразделяются на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Первичная обмотка измерительных трансформаторов подключается в сеть, а к вторичной присоединяются приборы измерения.

Сварочное оборудование

Сварочные трансформаторы снижают напряжение сети (220 В или 380 В) до необходимого 60—70 В. Невысокое напряжение при сварке обеспечивает безопасность лицам, проводящим сварку. Понижение значения напряжения меньше 60 В недопустимо ввиду того, что дуга может попросту не зажечься.

Сварочные трансформаторы не боятся коротких замыканий, так как при этом режиме работы сила тока длительное время удерживается в пределах допустимых значений.

Автотрансформатор с плавным регулированием напряжения

В машинных залах для запуска двигателей большой мощности, а также в лабораториях при проведении различного рода испытаний используются автотрансформаторы.

Основная отличительная черта автотрансформаторов — наличие электрического соединения между первичной и вторичной обмотками. В понижающих автотрансформаторах этот факт является недостатком, так как при недостаточном соблюдении техники безопасности, при аварийном режиме, поломке прибора, жизнь и здоровье обслуживающего персонала может оказаться под угрозой.

Параллельная работа

Для надёжной работы большого количества токоприёмников недостаточно одного силового трансформатора. Поэтому на подстанциях в работу подключено несколько преобразователей напряжения. Присоединение трансформаторов к группе одних и тех же потребителей, называется параллельной работой. Включать любые преобразователи напряжения на параллельную работу нельзя. Необходимо, чтобы выполнялись некоторые особые требования.

Изобретение трансформатора дало шанс переменному току прочно войти в развитие промышленности и занять своё место в быту и сельском хозяйстве.

Устройство 3-трехфазного трансформатора, схема подключения, принцип работы

 

Устройство 3 фазного трансформатора

Устроен трехфазный трансформатор преимущественно с  стержневыми сердечниками. Если использовать три однофазных трансформатора, где каждый трансформатор  имеет свою обмотку, а затем их объединить, как показано на рисунке где у них есть общий стержень, не имеющий обмоток то получится устройство трехфазного трансформатора. Принцип действия в том, что три стержня здесь объединены в общий «нуль». Через этот общий «0» будут проходить общие магнитные потоки, которые равные по величине, но по фазе сдвинутые на 1/3 периода, то сумма потоков будет равна «нулю» в произвольный момент времени. Если магнитный поток (Фа + Фb + Фс= 0), то общий стержень становиться ненужным.

Конструкция трехфазного трансформатора имеет всего три стержня расположенных в одной плоскости.

Принцип работы трёхфазного трансформатора, как и однофазного, базируется на законе электромагнитной индукции. При подключении к сети первичной обмотки, в ней начинает протекать переменный ток. Из-за него в сердечнике магнитопровода из стали появляется основной магнитный поток, который охватывает обмотки в каждой фазе. … Ф — максимальное значение основного магнитного потока, Вб; W 1, W 2 — количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно.

Обмотки трехфазного трансформатора располагаются на каждом из стержней и включают для каждой фазы свои обмотки высшего и низшего напряжения. Ярмо сверху и снизу объединяет стержни трансформаторов.

Обмотки однофазных трансформаторов не чем не отличаются конструктивно  от трех фазных.

Первичные обмотки трансформатора называются обмотками высшего напряжения (ВН) и обозначаются заглавными буквами, а вторичные обмотки называются обмтками низшего напряжения (НН) и обозначаются малыми буквами.

Детальный принцип работы 3- фазного трансформатора

Трехфазный ток можно трансформировать тремя совершенно отдельными однофазными трансформаторами. В этом случае обмотки всех трех фаз магнитно не связаны друг с другом: каждая фаза имеет свою магнитную цепь. Но тот же трехфазный ток можно трансформировать и одним трехфазным трансформатором, у которого обмотки всех трех фаз магнитно связаны между собою, так как имеют общую магнитную цепь.

Чтобы уяснить себе принцип действия и устройства трехфазного трансформатора, представим себе три однофазных трансформатора, приставленных один к другому так, что три стержня их образуют один общий центральный стержень (рис. 1). На каждом из остальных трех стержней наложены первичные и вторичные обмотки (на рис. 1 вторичные обмотки не изображены).

Предположим, что первичные катушки всех стержней трансформатора совершенно одинаковы и намотаны в одном направлении (на рис. 1 первичные катушки намотаны по часовой стрелке, если смотреть на них сверху). Соединим все верхние концы катушек в нейтраль О, а нижние концы катушек подведем к трем зажимам трехфазной сети.

рис 1

Токи в катушках трансформатора создадут переменные во времени магнитные потоки, которые будут замыкаться каждый в своей магнитной цепи. В центральном составном стержне магнитные потоки сложатся и в сумме дадут ноль, ибо эти потоки создаются симметричными трехфазными токами, относительно которых мы знаем, что сумма мгновенных значений их равна нулю в любой момент времени.

Например, если бы в катушке АХ ток I, был наибольший и проходил в указанном на рис. 1 направлении, то магнитный поток был бы равен наибольшему своему значению Ф и был направлен в центральном составном стержне сверху вниз. В двух других катушках BY и CZтоки I2 и I3 в тот же момент времени равны половине наибольшего тока и имеют обратное направление по отношению к току в катушке АХ (таково свойство трехфазных токов). По этой причине в стержнях катушек BY и CZ магнитные по токи будут равны половине наибольшего потока и в центральном составном стержне будут иметь обратное направление по отношению к потоку катушки АХ. Сумма потоков в рассматриваемый момент равна нулю. То же самое имеет место и для любого другого момента.

Отсутствие потока в центральном стержне не означает отсутствия потоков в остальных стержнях. Если бы мы уничтожили центральный стержень, а верхние и нижние ярма соединили в общие ярма (см. рис. 2), то поток катушки АХ нашел бы себе путь через сердечники катушек BY и CZ, причем магнитодвижущие силы этих катушек сложились бы с магнитодвижущей силой катушки АХ. В таком случае мы получили бы трехфазный трансформатор с общей магнитною цепью всех трех фаз.

Рисунок 2.

Так как токи в катушках смещены по фазе на 1/3 периода, то и создаваемые ими магнитные потоки также смещены во времени на 1/3 периода, т. е. наибольшие значения магнитных потоков в стержнях катушек следуют друг за другом через 1/3 периода.

Следствием сдвига по фазе магнитных потоков в сердечниках на 1/3 периода является такой же сдвиг по фазе и электродвижущих сил, индуктируемых как в первичных, так и во вторичных катушках, наложенных на стержнях. Электродвижущие силы первичных катушек почти уравновешивают приложенное трехфазное напряжение. Электродвижущие силы вторичных катушек при правильном соединении концов катушек дают трехфазное вторичное напряжение, которое подается во вторичную цепь.

Как обозначаются начала первичной обмотки трехфазного трансформатора

Все начала первичных обмоток трехфазного трансформатора обозначают большими буквами: А, В, С; начала вторичных обмоток — малыми буквами: а, Ь, с. Концы обмоток обозначаются соответственно: X, У, Z и х, у, z. Зажим выведенной нулевой точки при соединении звездой обозначают буквой О.

А, В, С – обозначают начало обмоток высшего напряжения, а буквы X, Y и Z означают конец этих обмоток.

Трансформаторы с «нулевой точкой» имеют выведенный конце под клемму обозначенный большой буквой О.

Аналогично обозначают концы обмоток низшего напряжения, но используют для этого строчные  буквы х, у, z – это конец фазных обмоток, а, в, с их начало.

Звезда и треугольник – это основные способы соединения обмоток 3 -х фазного  трансформатора.

Соединяя свободные выводы трех обмоток между собой их начала, или концы образуют нейтральную точку. Остальные свободные зажимы подключаются к трехфазной нагрузке или входному напряжению, идущему на трансформатор от линии электропередач.

Соединение обмоток трансформатора в звезду

Соединение обмоток в треугольник происходит по принципу последовательного подключения, когда конец одной обмотки соединяется с началом другой, а конец второй обмотки соединяется с началом третей обмотки.

соединение в треугольник

Точки соединения обмоток подключаются внешние устройства. Обозначение выводов трехфазного трансформатора и их схемы подключения.

∆ — соединение обмоток трансформатора треугольником.

Y – соединение обмоток трансформатора звездой.

обозначение трехфазных трансформаторов

Соединение обмоток под чертой указывает на обмотки низшего напряжения, а над чертой высшего напряжения.

Цифра – указывает на угол между векторами ЭДС с 30° градусами угловых единиц.

Расшифровка обозначение указывает, что обмотки высшего в первом случае соединены звездой, низшего напряжения так же звездой. При этом обмотки низшего напряжения имеют подключенную «0» точку.

Сколько стержней должен иметь магнитопровод трехфазного трансформатора?

Трехфазные трансформаторы используются для питания трехфазных или двухфазных сетей, имеющих либо общий трехфазный магнитопровод, либо два или три отдельных магнитопровода стержневого типа.

По способу сборки в современных конструкциях как для однофазных, так и для трехфазных магнитопроводов преимущественное распространение получили шихтованные типы, как более надежные в эксплуатации, удобные в производстве, требующие менее сложного оборудования и приспособлений для сборки.

Где применяется трехфазный трансформатор

Трёхфазный трансформатор используется для преобразования напряжения и применяется как устройство в сфере электрификации промышленных предприятий и жилых помещений. Кроме того, 3 фазные трансформаторы незаменимы на судах, так как с их помощью осуществляется питание приборов различного номинала.

Видео: Принцип работы трансформатора

Трансформаторы могут получать переменный ток с одним напряжением и выдавать его с другим. Таким образом, они служат для повышения эффективности передачи электроэнергии на большие расстояния. В данном видео мы рассмотрим принцип работы и конструкцию простейшего устройства трехфазного трансформатора.

Видео: Что такое звезда и треугольник в трансформаторе