Transformator de putere - un dispozitiv electric în rețelele de alimentare cu energie ( rețele de energie ) cu două sau mai multe înfășurări ( transformator ), care, prin inducție electromagnetică, transformă o valoare a tensiunii și curentului alternativ într-o altă valoare a tensiunii și curentului alternativ, a aceeași frecvență fără a-și modifica puterea transmisă [1] [2] .
De asemenea, un transformator de putere se numește transformator coborâtor, care face parte din sursele de alimentare secundare ale diferitelor dispozitive și echipamente, furnizându-le energie de la o sursă de alimentare de uz casnic.
Tensiunea de alimentare este furnizată și sarcina este conectată la transformator folosind așa-numitele „intrari”. Intrările în transformatoarele de tip uscat pot fi aduse la blocul de borne sub formă de contacte șuruburi sau conectori cu contacte plate și pot fi amplasate atât în exterior, cât și în interiorul carcasei detașabile. La transformatoarele cu ulei (sau umplute cu fluide sintetice), intrările sunt situate doar la exterior pe capac sau pe lateralele rezervorului, iar transmisia de la înfășurările interne prin conexiuni flexibile (amortizoare) la știfturi filetate din cupru sau alamă. Izolarea știfturilor de carcasă se realizează cu ajutorul unor bucșe (din porțelan special sau plastic), în interiorul cărora trec știfturile. Etanșarea tuturor golurilor din intrări se realizează cu garnituri din cauciuc special rezistent la ulei și benzină.
Bucșele transformatoarelor de putere în funcție de proiectarea lor sunt împărțite în:
Echipamentul de răcire preia uleiul fierbinte în partea de sus a rezervorului și returnează uleiul răcit în partea inferioară a rezervorului. Unitatea de răcire are forma a două circuite de ulei cu interacțiune indirectă, unul intern și unul extern. Circuitul intern transferă energie de la suprafețele de încălzire la ulei. În circuitul extern, uleiul transferă căldură lichidului de răcire secundar. Transformatoarele sunt de obicei răcite cu aerul atmosferic.
Tipuri de coolere:
Majoritatea transformatoarelor sunt echipate cu dispozitive pentru modificarea raportului de transformare prin adăugarea sau scăderea numărului de spire de înfășurare.
În funcție de proiectare, reglarea tensiunii transformatorului pe înfășurările secundare poate fi efectuată folosind comutatorul pentru numărul de spire ale transformatorului sau prin șuruburi prin selectarea poziției jumperilor sau prin conectarea ieșirii corespunzătoare din setul corespunzător când transformatorul este scos de sub tensiune și împământat. Cu ajutorul unor astfel de dispozitive de control, tensiunea pe înfășurările secundare variază în limite mici.
Varietăți de întrerupătoare pentru numărul de spire ale transformatorului:
Releul de gaz este de obicei amplasat în tubul de legătură dintre rezervor și rezervorul de expansiune.
Pentru a măsura temperatura straturilor superioare de ulei, se folosesc termocupluri, care sunt încorporate în buzunare speciale din partea superioară a rezervorului; pentru a măsura temperatura celui mai încălzit punct al transformatorului, se folosesc modele matematice pentru a o recalcula în raport cu temperatura straturilor superioare de ulei. Recent, senzorii bazați pe tehnologia cu fibră optică au fost folosiți pe scară largă pentru a determina temperatura celui mai fierbinte punct și a altor puncte din interiorul rezervorului.
Transformatoarele de curent pot fi amplasate în interiorul transformatorului, adesea în apropierea manșonului de împământare pe partea de ulei a bucșelor și, de asemenea, pe barele de joasă tensiune. În această chestiune, prețul, compactitatea și siguranța joacă un rol important. Cu această soluție, nu este nevoie să aveți mai multe transformatoare de curent separate în substație cu izolație externă și internă proiectate pentru înaltă tensiune.
Este necesar să îndepărtați umezeala din spațiul de aer deasupra nivelului de ulei din rezervorul de expansiune pentru a vă asigura că nu există apă în uleiul transformatorului.
În timpul funcționării, în interiorul transformatorului de ulei apar apă și nămol . Nămolul este obținut în principal din cauza descompunerii uleiului, apei - ca urmare a pătrunderii aerului în timpul schimbărilor de temperatură a volumului de ulei în structurile rezervoarelor cu scurgeri (așa-numita „respirație a transformatorului”) și, de asemenea, ca produs secundar în timpul reacții chimice de descompunere a uleiului. Prin urmare, transformatoarele de 160 kVA și mai mult sunt echipate cu dispozitive de regenerare continuă a uleiului. Acestea din urmă sunt împărțite în termosifon și adsorbție. Termosifonul se montează direct pe rezervorul transformatorului. Unitățile de adsorbție sunt instalate pe o fundație separată. Efectul de regenerare în ambele tipuri de dispozitive de regenerare continuă a uleiului se bazează pe utilizarea unui sorbant în acestea. Cel mai adesea, gelul de silice este utilizat ca acesta din urmă sub formă de granule cu un diametru de 2,8 până la 7 mm, care absorb bine umezeala. Diferența dintre termosifon și adsorbție constă în mecanismele de transport a uleiului filtrat prin ele. Termosifonul folosește circulația naturală (atunci când este încălzit, uleiul urcă, trecând printr-un filtru termosifon, apoi, după răcire, se scufundă în fundul rezervorului transformatorului și intră din nou în filtru etc.). În filtrele de adsorbție, uleiul este pompat forțat folosind o pompă de circulație specială. Dispozitivele termosifon pentru regenerare continuă sunt utilizate pe transformatoare de dimensiuni relativ mici. Pentru dimensiuni mari, când circulația naturală nu poate crea performanța necesară, se folosește filtrarea prin adsorbție. Cantitatea de silicagel este calculată din greutatea uleiului de transformator (de la 0,8 la 1,25%).
Cel mai comun sistem de protecție a uleiului este rezervorul de expansiune deschis, în care aerul de deasupra nivelului uleiului este evacuat printr-un dezumidificator. Granule de silicagel cu un diametru mediu de aproximativ 5 mm sunt umplute în dispozitivul de desicare. În același timp, o parte a dispozitivului de dezumidificare este situată în exterior și are o fereastră transparentă, în interiorul căreia se află o așa-numită. silicagel indicator impregnat cu săruri de cobalt. În stare normală, indicatorul de silicagel este de culoare albastră, atunci când este umezit își schimbă culoarea în roz, ceea ce ar trebui să fie un semnal pentru personalul de întreținere pentru a înlocui tot silicagelul din desicant. Adesea, în partea de sus a expandorului, este instalat un dispozitiv de tip etanșare cu apă, care este prima etapă de uscare a aerului care intră în expander. Un astfel de dispozitiv se numește „etanșare de ulei”. Simeringul este conectat la expandor cu țeava sa, iar în partea superioară are o cupă sudată pe țeavă. În interiorul cupei există un perete care separă conducta de ramificație de cupă din interior și formând un canal inelar intern. De sus, cupa se inchide cu un capac, care are si un perete la interior. Designul previne inchiderea etansa a cupei cu un capac si creeaza un gol intre ele, in plus, peretele interior al capacului, atunci cand este fixat, are si un gol cu peretele interior, astfel. se creează un sistem labirint. Pentru a opera blocarea uleiului, este necesar să turnați ulei de transformator uscat în canalul inelar al cupei până la nivelul prescris de instrucțiuni, închideți capacul și fixați-l pe acesta din urmă. Principiul de funcționare al dispozitivului este următorul: aerul pătrunde în golul dintre capac și peretele cupei, apoi trece prin uleiul din canalul inelar, dând parțial umiditate uleiului și intră prin conductă în silice. gel desicant și apoi în expandor. Rezervorul de expansiune al transformatorului poate fi echipat cu o pernă gonflabilă. O pernă gonflabilă din cauciuc sintetic se află deasupra uleiului. Interiorul plăcuței este conectat la atmosferă, astfel încât poate inspira aer atunci când transformatorul se răcește și volumul de ulei se contractă și poate expira aer când transformatorul se încălzește.
O altă soluție este un vas de expansiune, care este împărțit orizontal de o membrană sau diafragmă care permite uleiului să se extindă sau să se contracte fără contact direct cu aerul exterior. Cele două metode de mai sus de protecție a uleiului se numesc „protecție film”.
Spațiul de deasupra uleiului din rezervorul de expansiune poate fi umplut cu azot. Acest lucru se poate face dintr-o butelie de gaz comprimat printr-o supapă de reducere a presiunii. Când transformatorul inspiră, supapa de reducere a presiunii eliberează azotul din cilindru. Pe măsură ce volumul crește, azotul scapă în atmosferă prin supapa de aerisire.
Pentru a economisi consumul de azot, se poate seta un anumit pas de presiune între umplerea cu azot și eliberarea azotului.
Transformatoarele pot fi sigilate ermetic. În transformatoarele de distribuție mici umplute cu ulei, un rezervor ondulat flexibil poate compensa expansiunea uleiului. În caz contrar, este necesar să se prevadă un spațiu deasupra uleiului în interiorul rezervorului transformatorului, umplut cu aer uscat sau azot, astfel încât să acționeze ca o pernă atunci când uleiul se dilată sau se contractă.
Puteți utiliza o combinație de soluții diferite. Rezervorul transformatorului poate fi umplut complet cu ulei și are totuși un rezervor de expansiune mare cu volum suficient pentru a extinde uleiul și perna de gaz necesară. Această pernă de gaz poate fi continuată în următorul rezervor suplimentar, eventual la nivelul solului. Pentru a limita volumul pernei de gaz, puteți deschide o legătură cu atmosfera exterioară la limitele superioare și inferioare date ale presiunii interne.
Indicatorii de nivel de ulei sunt utilizați pentru a determina nivelul uleiului în rezervorul de expansiune, de regulă, acestea sunt dispozitive cu cadran sau tub de sticlă care funcționează pe principiul vaselor conectate, instalate direct pe rezervorul de expansiune. Indicatorul de nivel al uleiului este situat pe partea frontală a rezervorului de expansiune.
Un arc sau un scurtcircuit care apare într-un transformator umplut cu ulei este de obicei însoțit de o suprapresiune în rezervor din cauza gazului format atunci când uleiul se descompune și se evaporă. Dispozitivul de reducere a presiunii este conceput pentru a reduce nivelul de suprapresiune din cauza unui scurtcircuit intern și astfel să reducă riscul de rupere a rezervorului și de scurgeri necontrolate de ulei, care se pot complica și de un incendiu din cauza unui scurtcircuit. Conform GOST 11677-75, transformatoarele de ulei de 1000 kVA și mai sus trebuie să fie echipate cu un dispozitiv de protecție în caz de creștere a presiunii de urgență. Dispozitivul de reducere a presiunii de urgență are două versiuni principale:
În plus, conducta de evacuare este conectată la un expandor în partea superioară cu ajutorul unei conducte speciale și are propriul uscător de aer. Țeava de evacuare este instalată pe transformatoare cu expansor, deși trebuie menționat că nu toți producătorii instalează țevi de evacuare pe transformatoarele lor, considerându-le ineficiente.
O poziție intermediară între tipurile de dispozitive de reducere a presiunii de urgență de mai sus este proiectarea utilizată la transformatoarele de tip TMZ.Constă dintr-o membrană de sticlă instalată ermetic în capacul transformatorului. Sub membrană se află un percutor din oțel cu arc cu un zăvor și un burduf etanș ermetic. În poziția de lucru, percutorul este armat și fixat cu un zăvor. Cu o creștere bruscă a presiunii, burduful este comprimat, rupând zăvorul de reținere și eliberând astfel percutorul. Sub acțiunea arcului, acesta din urmă despica membrana de sticlă, producând astfel. eliberarea presiunii. De sus, acest design este închis cu un capac de protecție.
Creșterea bruscă a presostatului este proiectată să funcționeze atunci când apare o undă elastică de ulei în rezervorul transformatorului în cazul unor scurtcircuite grave. Acest dispozitiv este capabil să facă distincția între creșterea rapidă și lentă a presiunii și declanșează automat întrerupătorul dacă presiunea crește mai repede decât valoarea setată.
Dispozitivele de protecție pentru transformatoarele de putere sunt elemente RZiA; siguranțele sunt mai des folosite la transformatoarele de 6/10 kV.
În practică, unitățile mari sunt rareori livrate cu macaraua la locul lor de instalare pe fundație. Ele trebuie să fie mutate cumva de la vehicul la bază. Dacă șinele turnate sunt așezate de la locul de descărcare din vehicul până la locul de asamblare finală a unității, unitatea poate fi echipată cu roți de rulare. Rotiți cu 90 de grade pentru transport, oferind roți care funcționează în două direcții. Unitatea este ridicată cu un lift și roțile sunt rotite. Când mașina este în poziție, roțile blocate pot fi pe mașină sau îndepărtate și înlocuite cu blocuri de susținere. De asemenea, puteți coborî unitatea direct pe fundație.
Dacă nu este furnizat un astfel de sistem de șine, atunci se folosesc ghidaje plate convenționale. Unitatea este împinsă de-a lungul ghidajelor lubrifiate direct la locul de instalare sau se folosește un lanț cu omidă.
Unitatea poate fi sudată pe fundația pe care este instalată. Unitatea poate fi amplasată și pe o bază vibrantă pentru a reduce transmiterea zgomotului prin fundație.
Un detector de gaz combustibil indică prezența hidrogenului în ulei. Hidrogenul este prins prin membrana dialitică. Acest sistem oferă o indicație timpurie a unui proces lent de generare a gazului înainte ca gazul liber să apară în sus către releul de stocare a gazului.
Pentru a controla scurgerea uleiului de la pompele din transformatoare cu răcire forțată, sunt instalate debitmetre de ulei. Funcționarea unui debitmetru se bazează de obicei pe măsurarea diferenței de presiune de fiecare parte a unei obstacole în fluxul de ulei. Debitmetrele sunt, de asemenea, folosite pentru a măsura debitul de apă în transformatoarele răcite cu apă.
De obicei, debitmetrele sunt echipate cu alarme. Ele pot avea, de asemenea, un indicator cu cadran.
În conformitate cu general acceptat [3] Clasificatorul întreg rusesc al produselor OK 005-93
| Dimensiune | Putere, kVA | Tensiune, kV | ||
| din | inainte de | din | inainte de | |
| unu | patru | 100 inclusiv | 0 | 35 inclusiv |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 100 | 1000 inclusiv | 0 | 35 inclusiv |
| 3 | 1000 | 6 300 inclusiv | 0 | 35 inclusiv |
| patru | 6 300 | orice | 0 | 35 inclusiv |
| 5 | patru | 32 000 inclusiv | 35 | 110 inclusiv |
| 6 | 32 000 | 80 000 inclusiv | 35 | 110 inclusiv |
| 6 | patru | 80 000 inclusiv | 100 | 330 inclusiv |
| 7 | 80 000 | 200 000 inclusiv | 35 | 330 inclusiv |
| opt | 200 000 | orice | 35 | 330 inclusiv |
| 9 | orice | orice | 330 | orice |
Astăzi, în Rusia și țările CSI și Uniunea Vamală, există 26 de fabrici pentru producția de transformatoare de putere de dimensiuni I - III, care produc transformatoare de ulei și uscate de diferite tipuri, și anume:
Piața transformatoarelor de putere din Rusia unește complet diferit în ceea ce privește volumul și natura întreprinderilor de producție - consumatori. Deoarece transformatoarele de putere sunt clasificate ca bunuri industriale (PTO), este recomandabil să segmentăm piața transformatoarelor de putere în funcție de producție și caracteristicile economice. În acest caz, următoarele șase grupuri de consumatori se disting clar:
O astfel de segmentare corespunde, de asemenea, schemei de transport de energie electrică de la întreprinderile producătoare la consumatori. O analiză detaliată a pieței este prezentată în cărțile „Analiza expertă a pieței transformatoarelor de putere din Rusia. Partea 1: 1-3 dimensiuni” și „Analiza expertă a pieței transformatoarelor de putere din Rusia. Partea 2; dimensiune 4-8"
Schema structurală a simbolului transformatorului [4]
Partea cu litere a simbolului trebuie să conțină simboluri în următoarea ordine:
Pentru autotransformatoarele cu clase de tensiune ale laturii SN sau JT de 110 kV și mai mari, după clasa de tensiune a părții HT, prin liniuță, se indică clasa de tensiune a părții MT sau JT.
Notă. Pentru transformatoarele proiectate înainte de 01/07/87, este permisă indicarea ultimelor două cifre ale anului de producție a desenelor de lucru.
| Simbol pentru tipul de răcire | Tip de sistem de răcire a transformatorului | |
|---|---|---|
| GOST | CMEA și IEC | |
| Transformatoare uscate | ||
| DIN | UN | Aer natural când este deschis |
| NV | ANAN | Aer natural cu design protejat |
| SG | Aer natural cu design sigilat | |
| SD | ANAF | Aer cu circulație forțată a aerului |
| Transformatoare de ulei | ||
| M | PE O | Circulație naturală a aerului și uleiului |
| D | ONAF | Circulație forțată a aerului și circulație naturală a uleiului |
| MC | OFAN | Circulație naturală a aerului și circulație forțată a uleiului cu flux nedirecțional de ulei |
| NMC | ODAN | Circulație naturală a aerului și circulație forțată a uleiului cu flux direcțional de ulei |
| DC | OFAF | Circulație forțată a aerului și uleiului cu flux nedirecțional de ulei |
| NDC | ODAF | Circulație forțată a aerului și uleiului cu flux direcțional de ulei |
| C | OFWF | Circulație forțată a apei și uleiului cu flux nedirecțional de ulei |
| NC | ODWF | Circulație forțată a apei și uleiului cu flux direcțional de ulei |
| Transformatoare dielectrice lichide neinflamabile | ||
| H | LNAF | Răcire naturală cu dielectric lichid neinflamabil |
| ND | LNAF | Răcire cu dielectric lichid neinflamabil cu circulație forțată a aerului |
| NND | LDAF | Răcire cu dielectric lichid neinflamabil cu circulație forțată a aerului și flux direcționat de dielectric lichid |
Franta Transfo BEZ Transformator SIEMENS IMEFY ABB
| Tipuri de transformatoare | |
|---|---|