Zasada działania transformatora mocy jest podana poniżej, jesteśmy chińskim producentem transformatorów, możemy produkować różnego rodzaju transformatory, eksportowane do wielu krajów, musimy podać informacje o parametrach, aby się z nami skontaktować.

Budowa transformatora energetycznego

1. Rdzeń magnetyczny:

Wykonany z cienkich, izolowanych blach stali krzemowej.

Zmniejsza to straty mocy (prądy wirowe i histereza).

Tworzy zamknięty obwód magnetyczny dla strumienia.

Konstrukcje: trójfazowe rdzenie (najczęstsze) lub jarzmowe (shell).

2. Uzwojenia:

Pierwotne (PW): Podłączone do źródła napięcia.

Wtórne (SW): Podłączone do odbiorników.

Wykonane z izolowanego drutu lub taśmy miedzianej (rzadziej aluminiowej).

Układane koncentrycznie na kolumnach rdzenia (uzwojenie niskiego napięcia bliżej rdzenia, wysokiego napięcia na zewnątrz).

Izolowane od rdzenia i między sobą.

3. Kadź (zbiornik) główny:

Szczelny zbiornik stalowy mieszczący rdzeń z uzwojeniami.

Wypełniony olejem transformatorowym.

4. Olej transformatorowy:

Izolacja: Znacznie lepsze właściwości izolacyjne niż powietrze.

Chłodzenie: Odprowadza ciepło z rdzenia i uzwojeń.

Ochrona: Zabezpiecza papier izolacyjny przed wilgocią i utlenianiem.

5. Układ chłodzenia:

Radiatory/Ożebrowanie: Zwiększają powierzchnię wymiany ciepła.

Wentylatory: Wymuszony obieg powietrza (chłodzenie ONAN/ONAF).

Pompy: Wymuszony obieg oleju (chłodzenie OFAF/OFAW).

6. Konserwator (zbiornik pomocniczy):

Mniejszy zbiornik połączony z kadzią główną.

Zapewnia przestrzeń dla rozszerzającego się oleju przy wzroście temperatury.

Utrzymuje olej pod niewielkim nadciśnieniem, ograniczając kontakt z powietrzem.

7. Osuszacz (breather):

Zawiera pochłaniacz wilgoci (żel krzemionkowy, zwykle niebieski).

Montowany na wylocie rury z konserwatora.

Osusza powietrze wciągane do konserwatora przy schładzaniu transformatora.

8. Buchholza:

Czujnik gazowo-przepływowy montowany w rurze łączącej kadź główną z konserwatorem.

Wykrywa poważne usterki wewnętrzne (np. łuki elektryczne, przegrzanie izolacji) poprzez analizę gazu powstałego z rozkładu oleju i przepływu oleju podczas gwałtownego uszkodzenia.

9. Przełącznik zaczepów (regulator napięcia):

Pod obciążeniem (OLTC): Pozwala zmieniać przekładnię bez odłączania obciążenia (wysokie napięcie).

Bez obciążenia (DETC): Wymaga odłączenia transformatora (zwykle średnie napięcie).

Zmienia liczbę zwojów w uzwojeniu, regulując napięcie wyjściowe.

10. Wyłady (bushings):

Izolatory przejściowe umożliwiające wyprowadzenie przyłączy elektrycznych z uzwojeń wewnątrz kadzi na zewnątrz.

Składają się z izolatora ceramicznego lub żywicznego oraz przewodnika.

11. Inne elementy:

Termometr: Monitoruje temperaturę oleju/górnego punktu uzwojeń.

Wskaźnik poziomu oleju: Na konserwatorze.

Zawór bezpieczeństwa: Chroni przed nadmiernym wzrostem ciśnienia.

Próbnik oleju: Do pobierania próbek do badań.

Uziemienie: Bezpieczne uziemienie kadzi i rdzenia.

Zasada działania transformatora energetycznego

Transformator działa na podstawie zjawiska indukcji elektromagnetycznej Faradaya i wzajemnej indukcji między dwoma uzwojeniami sprzężonymi magnetycznie przez wspólny rdzeń.

1. Prąd przemienny w uzwojeniu pierwotnym:

Do uzwojenia pierwotnego (PW) przyłożone jest przemienne napięcie sieciowe `U1`.

Napięcie to wymusza przepływ przemiennego prądu `I1` przez uzwojenie pierwotne.

2. Powstawanie zmiennego strumienia magnetycznego:

Przemienny prąd `I1` płynący przez uzwojenie pierwotne wytwarza w rdzeniu magnetycznym zmienny w czasie strumień magnetyczny Φ.

Rdzeń (o dużej przenikalności magnetycznej) koncentruje ten strumień i prowadzi go przez cały obwód magnetyczny.

3. Indukowanie SEM w uzwojeniu wtórnym:

Zmienny strumień magnetyczny Φ przenika przez uzwojenie wtórne (SW) nawinięte na tej samej kolumnie rdzenia.

Zgodnie z prawem Faradaya, zmiana strumienia magnetycznego w czasie indukuje w uzwojeniu wtórnym siłę elektromotoryczną (SEM) E2.

`E2 = -N2 dΦ/dt` (gdzie `N2` to liczba zwojów uzwojenia wtórnego).

4. Powstawanie napięcia i prądu wtórnego:

Jeśli uzwojenie wtórne jest zamknięte obwodem (podłączone do odbiornika), indukowana SEM `E2` spowoduje przepływ prądu `I2` w obwodzie wtórnym.

Na zaciskach uzwojenia wtórnego pojawi się napięcie `U2` (w przybliżeniu równe `E2` przy małym obciążeniu).

5. Przekładnia transformatora:

Stosunek napięć pierwotnego (`U1`) i wtórnego (`U2`) jest wprost proporcjonalny do stosunku liczby zwojów uzwojeń pierwotnego (`N1`) i wtórnego (`N2`), a odwrotnie proporcjonalny do stosunku prądów (`I1`/`I2`), przy założeniu braku strat:

`U1 / U2 ≈ N1 / N2 ≈ I2 / I1 = k`

`k` to przekładnia transformatora.

Transformator obniżający napięcie (NN): `N1 > N2` => `U1 > U2`, `I1 < I2`

Transformator podwyższający napięcie (WN): `N1 < N2` => `U1 < U2`, `I1 > I2`

Podsumowanie kluczowych punktów

Energia jest przenoszona z obwodu pierwotnego do wtórnego przez pole magnetyczne w rdzeniu, bez połączenia elektrycznego.

Zmienny prąd w uzwojeniu pierwotnym jest niezbędny do wytworzenia zmiennego strumienia.

Rdzeń magnetyczny jest kluczowy dla efektywnego sprzężenia magnetycznego uzwojeń i minimalizacji strat.

Olej zapewnia izolację i chłodzenie, umożliwiając budowę transformatorów o wysokich napięciach i mocach.

Przekładnia zwojowa determinuje zasadniczy stosunek transformacji napięcia i prądu.