Strāvas transformatori mūsdienu enerģētikā tiek plaši izmantoti kā iekārtas dažādu elektrisko parametru maiņai uz līdzīgiem, saglabājot pamatvērtības. Iekārtas darbība balstās uz indukcijas likumu, kas attiecas uz magnētiskajiem un elektriskajiem laukiem, kas mainās sinusoidāli. Transformators pārveido primāro strāvas vērtību atbilstoši modulim un leņķa pārraidei proporcionāli sākotnējiem datiem. Ir nepieciešams izvēlēties aprīkojumu, pamatojoties uz ierīču lietošanas apjomu un pieslēgto patērētāju skaitu.
Saturs
Kas ir strāvas transformators?
Šīs iekārtas tiek izmantotas rūpniecībā, pilsētas komunikācijās un inženiertīklos, ražošanā un citās jomās, lai nodrošinātu strāvu ar noteiktiem fizikāliem parametriem.Primārā tinuma pagriezieniem tiek pielikts spriegums, kur magnētiskā starojuma darbības rezultātā veidojas maiņstrāva. Tas pats starojums iziet cauri atlikušajiem pagriezieniem, kuru dēļ EML spēki pārvietojas, un, kad sekundārie pagriezieni ir īssavienoti vai pieslēdzoties elektriskajai ķēdei, sistēmā parādās sekundārā strāva.
Mūsdienu strāvas transformatori ļauj pārveidot enerģiju ar tādiem parametriem, ka tā izmantošana neļauj kaitēt iekārtai, kas tajā darbojas. Turklāt tie ļauj izmērīt palielinātas slodzes ar maksimālu drošību aprīkojumam un personālam, jo primāro un sekundāro rindu pagriezieni ir droši izolēti viens no otra.
Transformatoru mērķis
Ir diezgan vienkārši noteikt, kāpēc ir nepieciešams strāvas transformators: darbības joma ietver visas nozares, kurās tiek pārveidoti enerģijas daudzumi. Šīs ierīces ir to palīgiekārtu skaitā, kas tiek izmantotas paralēli mērinstrumentiem un relejiem, veidojot maiņstrāvas ķēdi. Šajos gadījumos transformatori pārvērš enerģiju ērtākai parametru dekodēšanai vai dažādu raksturlielumu iekārtu savienošanai vienā ķēdē.
Tie atšķir arī transformatoru mērīšanas funkciju: tie kalpo elektrisko ķēžu iedarbināšanai ar paaugstinātu spriegumu, kam nepieciešams pievienot mērinstrumentus, taču to nav iespējams izdarīt tieši. Šādu transformatoru galvenais uzdevums ir saņemto informāciju par strāvas parametriem nodot manipulāciju mērīšanas instrumentiem, kas ir savienoti ar sekundārā tipa tinumu.Iekārta arī ļauj kontrolēt strāvu ķēdē: izmantojot releju un sasniedzot maksimālos strāvas parametrus, tiek aktivizēta aizsardzība, kas izslēdz iekārtu, lai izvairītos no izdegšanas un kaitējuma personālam.
Darbības princips
Šādu iekārtu darbība balstās uz indukcijas likumu, saskaņā ar kuru spriegums nonāk primārajos pagriezienos un strāva pārvar izveidoto tinuma pretestību, kas izraisa magnētiskās plūsmas veidošanos, kas tiek pārraidīta uz magnētisko ķēdi. Plūsma iet perpendikulārā virzienā attiecībā pret strāvu, kas samazina zaudējumus, un, šķērsojot sekundārā tinuma pagriezienus, tiek aktivizēts EML spēks. Tās ietekmes rezultātā sistēmā parādās strāva, kas ir stiprāka par spoles pretestību, savukārt spriegums sekundāro vijumu izejā samazinās.
Tādējādi vienkāršākā transformatora konstrukcija sastāv no metāla serdes un tinumu pāra, kas nav savienoti viens ar otru un ir izgatavoti kā stieple ar izolāciju. Dažos gadījumos slodze iet tikai uz primārajiem, nevis sekundārajiem pagriezieniem: tas ir tā sauktais dīkstāves režīms. Savukārt, ja sekundārajam tinumam tiek pieslēgts aprīkojums, kas patērē enerģiju, pa pagriezieniem iet strāva, kas rada elektromotora spēku. EMF parametrus nosaka apgriezienu skaits. Primāro un sekundāro pagriezienu elektromotora spēka attiecība ir pazīstama kā transformācijas koeficients, ko aprēķina no to skaita attiecības. Jūs varat regulēt spriegumu enerģijas gala patērētājam, mainot primārā vai sekundārā tinuma apgriezienu skaitu.
Strāvas transformatoru klasifikācija
Ir vairāki šādu iekārtu veidi, kas ir sadalīti pēc vairākiem kritērijiem, tostarp mērķa, uzstādīšanas metodes, pārveidošanas posmu skaita un citiem faktoriem. Pirms strāvas transformatora izvēles jums jāņem vērā šie parametri:
- Pieraksts. Saskaņā ar šo kritēriju tiek izdalīti mērīšanas, starpposma un aizsardzības modeļi. Tātad, savienojot ierīces darbību aprēķināšanai releju aizsardzības sistēmās un citās shēmās, tiek izmantotas vidēja tipa ierīces. Atsevišķi tiek izdalīti laboratorijas transformatori, kas nodrošina paaugstinātu indikatoru precizitāti, kuriem ir liels konversijas koeficientu skaits.
- Uzstādīšanas metode. Ir transformatori ārējai un iekšējai uzstādīšanai: tiem ir ne tikai atšķirīgs izskats, bet arī dažādi ārējās ietekmes izturības rādītāji (piemēram, ierīces izmantošanai ārpus telpām ir aizsargātas no nokrišņiem un temperatūras izmaiņām). Izšķir arī gaisvadu un pārnēsājamos transformatorus; pēdējiem ir salīdzinoši maza masa un izmēri.
- Tinuma veids. Transformatori ir viena un vairāku apgriezienu, spoles, stieņu, kopņu. Gan primārais, gan sekundārais tinums var atšķirties, un atšķirības attiecas arī uz izolāciju (sausais, porcelāns, bakelīts, eļļa, savienojums utt.).
- Pārveidošanas soļu līmenis. Iekārtas var būt vienpakāpju un divpakāpju (kaskādes), 1000 V sprieguma robeža var būt minimāla vai, gluži pretēji, maksimāla.
- Dizains. Saskaņā ar šo kritēriju izšķir divu veidu strāvas transformatorus - eļļas un sausos.Pirmajā gadījumā tinumu pagriezieni un magnētiskā ķēde atrodas traukā, kurā ir īpašs eļļains šķidrums: tas spēlē izolācijas lomu un ļauj kontrolēt barotnes darba temperatūru. Otrajā gadījumā dzesēšana notiek ar gaisu, šādas sistēmas tiek izmantotas rūpnieciskajās un dzīvojamās ēkās, jo eļļas transformatorus nevar uzstādīt iekšpusē paaugstinātas ugunsbīstamības dēļ.
- Sprieguma veids. Transformatori var būt pazemināti un paaugstināti: pirmajā gadījumā spriegums primārajos pagriezienos tiek samazināts, bet otrajā - palielinās.
- Vēl viena klasifikācijas iespēja ir strāvas transformatora izvēle pēc jaudas. Šis parametrs ir atkarīgs no iekārtas mērķa, pieslēgto patērētāju skaita, to īpašībām.
Parametri un raksturlielumi
Izvēloties šādu aprīkojumu, ir jāņem vērā galvenie tehniskie parametri, kas ietekmē pielietojuma klāstu un izmaksas. Galvenās īpašības:
- Nominālā slodze vai jauda: atlasi pēc šī kritērija var veikt, izmantojot transformatora raksturlielumu salīdzinošo tabulu. Parametra vērtība nosaka citus strāvas raksturlielumus, jo tā ir stingri normalizēta un kalpo, lai noteiktu iekārtu normālu darbību izvēlētajā precizitātes klasē.
- Nominālā strāva. Šis indikators nosaka periodu, kurā ierīce var darboties bez pārkaršanas līdz kritiskai temperatūrai. Transformatoru iekārtās, kā likums, ir liela rezerve apkures līmeņa ziņā, ar pārslodzi līdz 18-20%, darbība notiek normālā režīmā.
- Spriegums.Indikators ir svarīgs tinumu izolācijas kvalitātei, nodrošina netraucētu iekārtas darbību.
- Kļūda. Šī parādība rodas magnētiskās plūsmas ietekmes dēļ, kļūdu līmenis ir starpība starp precīziem primārās un sekundārās strāvas datiem. Magnētiskās plūsmas palielināšanās transformatora kodolā veicina proporcionālu kļūdas palielināšanos.
- Transformācijas koeficients, kas ir strāvas attiecība primārajā un sekundārajā pagriezienā. Koeficienta reālā vērtība atšķiras no nominālvērtības par summu, kas vienāda ar zudumu pakāpi enerģijas pārveidošanas laikā.
- Ierobežojošā daudzveidība, kas izteikta attiecībā pret primāro strāvu reālā formā pret nominālo vērtību.
- Strāvas daudzveidība, kas rodas sekundārā tipa tinuma pagriezienos.
Strāvas transformatora galvenos datus nosaka līdzvērtīgā ķēde: tas ļauj izpētīt iekārtas raksturlielumus dažādos režīmos, no tukšgaitas līdz pilnai slodzei.
Galvenie indikatori ir norādīti uz ierīces korpusa īpaša marķējuma veidā. Tajā var būt arī dati par aprīkojuma pacelšanas un montāžas metodi, brīdinājuma informācija par paaugstinātu spriegumu sekundārajos pagriezienos (virs 350 voltiem), informācija par zemējuma paliktņa esamību. Enerģijas pārveidotāja marķējums tiek uzklāts uzlīmes veidā vai ar krāsu.
Iespējamie darbības traucējumi
Tāpat kā jebkura cita iekārta, transformatori ik pa laikam sabojājas, un tiem nepieciešams kvalificēts serviss ar diagnostiku. Pirms ierīces pārbaudes jums jāzina, kādi ir bojājumi, kādas pazīmes tiem atbilst:
- Korpusa iekšpusē nevienmērīgs troksnis, sprakšķēšana.Šī parādība parasti norāda uz zemējuma elementa pārrāvumu, korpusa pārklāšanos no tinumu pagriezieniem vai magnētiskajai ķēdei izmantoto lokšņu nospiešanas vājināšanos.
- Pārāk liela korpusa sildīšana, strāvas stipruma palielināšanās patēriņa pusē. Problēmu var izraisīt tinuma īssavienojums nodiluma vai izolācijas slāņa mehānisku bojājumu dēļ, biežas pārslodzes, kas rodas īssavienojuma rezultātā.
- Plaisas izolatoros, slīdošās izlādes. Tie parādās, ja pirms ekspluatācijas uzsākšanas netika konstatēts ražošanas defekts, svešķermeņu lējums un dažādu vērtību fāžu ievades pārklāšanās.
- Eļļas emisijas, kuru laikā tiek iznīcināta izplūdes gāzu struktūras membrāna. Problēma ir izskaidrojama ar saskarnes īssavienojumu izolācijas nodiluma dēļ, eļļas līmeņa pazemināšanos, sprieguma kritumu vai pārstrāvu parādīšanos caurlaides tipa īssavienojuma apstākļos.
- Eļļas noplūde no blīvēm vai transformatora krāniem. Galvenie iemesli ir nekvalitatīva mezglu metināšana, slikts blīvējums, blīvju vai vārstu aizbāžņu bojājums.
- Gāzes aizsardzības releja ieslēgšana. Šī parādība rodas, eļļai sadaloties, kas rodas tinuma īssavienojuma, atvērtas ķēdes, komutācijas ierīces kontaktu izdegšanas vai transformatora korpusa īssavienojuma dēļ.
- Gāzes aizsardzības releja izslēgšana. Problēmu izraisa eļļainā šķidruma aktīvā sadalīšanās saskarnes slēgšanas, iekšējās vai ārējās daļas pārsprieguma vai tā sauktās "tērauda ugunsgrēka" rezultātā.
- Atslēgta diferenciāļa aizsardzība. Šī kļūme parādās, ja ir bojāts ieplūdes korpuss, kad notiek fāžu pārklāšanās vai citos gadījumos.
Lai maksimāli palielinātu ierīces funkcionalitātes efektivitāti, regulāri jāveic verifikācija, izmantojot termovizoru: iekārta ļauj diagnosticēt kontaktu kvalitātes pazemināšanos un darba temperatūras pazemināšanos. Pārbaudes laikā speciālisti veic šādas manipulācijas:
- Sprieguma un strāvas rādījumu ņemšana.
- Slodzes pārbaude, izmantojot ārēju avotu.
- Parametru noteikšana darba shēmā.
- Transformācijas koeficienta aprēķināšana, rādītāju salīdzināšana un analīze.
Transformatora aprēķins
Šīs ierīces darbības pamatprincipu nosaka formula U1/U2=n1/n2, kuras elementi tiek dekodēti šādi:
- U1 un U2 ir primārā un sekundārā pagrieziena spriegums.
- n1 un n2 - to skaits attiecīgi primārā un sekundārā tipa tinumos.
Lai noteiktu serdes šķērsgriezuma laukumu, tiek izmantota cita formula: S=1,15*√P, kurā jaudu mēra vatos, bet laukumu mēra kvadrātcentimetros. Ja iekārtā izmantotajam serdenim ir burta W forma, vidējam stienim tiek aprēķināts sekcijas indekss. Nosakot pagriezienus primārā līmeņa tinumā, tiek izmantota formula n=50*U1/S, kamēr komponents 50 nav nemainīgs, aprēķinos, lai novērstu elektromagnētisko traucējumu rašanos, ieteicams tā vietā iestatīt vērtību 60. Vēl viena formula ir d=0,8*√I, kurā d ir stieples šķērsgriezums, bet I ir strāvas stipruma indikators; to izmanto, lai aprēķinātu kabeļa diametru.
Aprēķinu laikā iegūtie skaitļi tiek koriģēti uz noapaļotām vērtībām (piemēram, aptuvenā jauda 37,5 W tiek noapaļota līdz 40). Noapaļošana ir atļauta tikai uz augšu.Visas šīs formulas tiek izmantotas, lai atlasītu transformatorus, kas darbojas 220 voltu tīklā; būvējot augstfrekvences līnijas, tiek izmantoti citi parametri un aprēķinu metodes.
Līdzīgi raksti:
