電力變壓器的裝置及工作原理

具有兩個、三個或更多繞組的電氣單元靜態安裝在電網中。電源變壓器改變交流電壓和電流而沒有頻率偏差。二次電源中使用的轉換器稱為降壓器件。升壓結構增加電壓,用於具有高功率、吞吐量和電容的高壓電源線。

電源變壓器

應用領域

用於發電的裝置包括電力變壓器。發電廠使用原子、有機、固體或液體燃料的能量,依靠氣體運行或使用水流的能量,但變電站輸出轉換器對於消費者和生產線的正常運行是必需的。

這些裝置安裝在工業設施、農村企業、國防綜合體、石油和天然氣開發網絡中。電力變壓器的直接目的 - 降低和增加電壓和電流 - 用於運輸、住房、零售基礎設施、網絡配電設施的運行。

主要部件和系統

電源電壓和負載施加到輸入端,這些輸入端位於內部或外部端子塊上。觸點用螺栓或專用連接器固定。在油單元中,入口佈置在油箱側面的外側或可拆卸外殼的蓋上。

從內部繞組傳輸到柔性阻尼器或有色金屬製成的螺柱。電力變壓器及其外殼通過瓷層或塑料層與螺柱絕緣。由耐油和合成流體的材料製成的墊圈消除了間隙。

冷卻器降低油箱上部區域的油溫並將其轉移到側面下層。電力油變壓器的冷卻裝置由下式表示:

  • 從載體中帶走熱量的外部電路;
  • 內部電路加熱油。

冷卻器有不同的類型:

  • 散熱器 - 一組末端焊接的扁平通道,位於板中,用於上下集熱器之間的通信;
  • 波紋罐——放置在低功率和中功率單元中,它們既是用於降低溫度的容器,又是具有折疊表面和底盒的工作罐;
  • 風扇 - 它們配備大型變壓器模塊,用於強製冷卻流;
  • 熱交換器 - 在大型裝置中使用泵來移動合成流體,因為自然循環的組織需要很大的空間;
  • 水油裝置 - 根據經典技術的管式換熱器;
  • 循環泵是密封設計,發動機完全浸沒,沒有填料函墊圈。

變壓設備配有控制裝置以改變工作匝數。次級繞組上的電壓可以使用線圈數量的開關來修改,或者在選擇跳線的位置時通過螺栓設置。這就是接地或斷電變壓器的引線的連接方式。調節模塊在小範圍內轉換電壓。

根據條件,螺旋數的開關分為以下幾種:

  • 負載關閉時運行的設備;
  • 當次級繞組對電阻短路時起作用的元件。

附件

氣體繼電器位於膨脹罐和工作罐之間的連接管中。該裝置可防止絕緣有機物、油在過熱期間分解以及對系統造成輕微損壞。該設備在發生故障時對氣體形成作出反應,發出警報信號或在發生短路或液位危險下降時完全關閉系統。

熱電偶放置在水箱頂部的口袋中以測量溫度。他們根據數學計算的原理來識別設備中最熱的部分。現代傳感器基於光纖技術。

連續再生單元用於恢復和淨化油。作為工作的結果,熔渣在質量中形成,空氣進入其中。再生裝置有兩種類型:

  • 熱虹吸模塊,利用加熱層向上的自然運動並通過過濾器,隨後將冷卻的水流降低到罐底;
  • 吸附質量單元用泵將物質強制泵送通過過濾器,單獨位於基礎上,用於大型轉換器的電路中。

油保護模塊是一個開放式膨脹油箱。物質表面上方的空氣通過矽膠乾燥劑。最大濕度下的吸附劑變成粉紅色,這是替換它的信號。

膨脹機頂部裝有油封。這是一種降低空氣濕度的裝置,在變壓器乾油上運行。該模塊通過管道連接到膨脹水箱。在頂部,一個容器被焊接在一起,內部分隔成幾堵牆的形式,呈迷宮的形式。空氣通過油,釋放水分,然後用矽膠清洗並進入膨脹機。

控制裝置

洩壓裝置可防止因短路或油的強烈分解而導致的緊急壓力波動,並根據 GOST 11677-1975 在大功率裝置的設計中提供。該裝置以排放管的形式製成,與變壓器蓋成一定角度。最後是一個密封的膜,可以立即展開並讓廢氣通過。

此外,變壓器中還安裝了其他模塊:

  1. 油箱中的油位傳感器,配備有刻度盤或以連通容器的玻璃管形式製成,放置在膨脹器的末端。
  2. 內置變壓器安裝在機組內部或靠近接地套管的穿通絕緣子一側或低壓母線上。在這種情況下,變電站中不需要大量的具有內部和外部絕緣的單獨轉換器。
  3. 可燃雜質和氣體檢測器檢測油體中的氫並通過膜將其擠出。該裝置指示在濃縮混合物使控制繼電器動作之前氣體形成的初始程度。
  4. 流量計監控根據強制降溫原理運行的變電站中的油損失。該裝置測量水頭差並確定流動中障礙物兩側的壓力。在水冷裝置中,流量計讀取水分消耗量。這些元件配備了發生事故時的警報和用於確定指示器的刻度盤。

電源變壓器

工作原理和工作方式

一個簡單的變壓器配備了一個坡莫合金、鐵氧體和兩個繞組的磁芯。磁路包括一組帶、板或模製元件。它移動在電力作用下產生的磁通量。電力變壓器的工作原理是利用感應來轉換電流和電壓的指標,而帶電粒子運動圖形的頻率和形狀保持不變。

在升壓變壓器中,與初級線圈相比,該電路在次級繞組上提供了更高的電壓。在降壓單元中,輸入電壓高於輸出電壓。帶有螺旋圈的芯位於裝有油的容器中。

當接通交流電時,在初級螺旋上形成交變磁場。它關閉核心並影響次級電路。產生一個電動勢,該電動勢在變壓器的輸出端傳輸到連接的負載。該站以三種模式運行:

  1. 空轉的特點是次級線圈處於開路狀態並且繞組內沒有電流。空載電流流入初級線圈,為標稱值的 2-5%。
  2. 負載下的工作發生在電源和消費者的連接中。電力變壓器在兩個繞組中顯示能量,在這樣的規定下工作對於單元來說是很常見的。
  3. 次級線圈上的電阻仍然是唯一負載的短路。該模式允許您識別加熱鐵芯繞組的損耗。

空閒模式

初級線圈中的電量等於交流勵磁電流的值,次級電流顯示為零值。在鐵磁尖端的情況下,初始線圈的電動勢完全取代了源電壓,沒有負載電流。空閒運行檢測瞬時開啟損耗和渦流,確定無功功率補償以維持所需的輸出電壓。

在沒有鐵磁導體的單元中,不會因磁場變化而造成損失。空載電流與初級繞組的電阻成正比。通過改變電流的頻率和感應的大小來改變阻止帶電電子通過的能力。

短路操作

初級線圈上施加一個小的交流電壓,次級線圈的輸出被短路。選擇輸入電壓指標,使短路電流對應於單元的計算值或標稱值。短路電壓的大小決定了變壓器線圈的損耗和抗導體材料的成本。部分直流電克服電阻並轉化為熱能,加熱鐵芯。

短路電壓按標稱值的百分比計算。在此模式下運行時獲得的參數是本機的一個重要特性。將其乘以短路電流得出功率損耗。

工作方式

當負載連接在次級電路中時,粒子會移動,從而在導體中產生磁通量。它被引導遠離初級線圈產生的流動。在初級繞組中,感應電動勢與電源之間存在分歧。初始螺旋中的電流增加,直到磁場沒有達到其原始值。

感應矢量的磁通量表徵磁場通過選定表面的通道,並由初級線圈中瞬時力指數的時間積分確定。指數與驅動力相差 90°。次級電路中的感應電動勢在形狀和相位上與初級線圈中的一致。

變壓器的種類和種類

功率單元用於轉換高壓電流和大功率的情況下,不用於測量網絡性能。如果能源生產者網絡中的電壓與通向消費者的電路之間的電壓存在差異,則安裝是合理的。根據相數,站可分為單線圈單元或多繞組單元。

單相功率變換器是靜態安裝的,其特點是繞組互感連接,固定不動。鐵芯採用封閉框架的形式製成,有下部、上部軛和側桿,螺旋所在的位置。線圈和磁芯充當有源元件。

棒上的繞組根據匝數和形狀確定組合或以同心順序排列。最常見和最常用的圓柱形包裝。該單元的結構元件固定站的部件,隔離線圈之間的通道,冷卻部件並防止故障。縱向絕緣覆蓋鐵芯上的單個匝或它們的組合。初級電介質用於防止接地和繞組之間的過渡。

在三相電網方案中,安裝了兩繞組和三繞組裝置,以在輸入和輸出之間均勻分配負載,或更換一相設備。油冷式變壓器包含帶有繞組的磁路,繞組位於裝有物質的油箱中。

繞組佈置在公共導體上,同時提供初級和次級電路,當帶電電子在磁介質中移動時,由於出現公共場、電流或極化而相互作用。這種總感應使得很難確定設備性能、高電壓和低電壓。使用變壓器替換計劃,其中繞組不是在磁性環境中而是在電氣環境中相互作用。

應用耗散流的作用等效於通過電流的感應線圈的電阻做功的原理。區分具有主動感應阻力的螺旋。第二種類型是磁性粘合包裝,它可以傳輸粒子而不會散射通量,具有最小的阻礙特性。

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