Tehomuuntajien laite ja toimintaperiaate

Sähköverkkoon asennetaan staattisesti sähköyksikkö, jossa on kaksi, kolme tai useampia käämiä. Tehomuuntaja muuttaa vaihtojännitettä ja -virtaa ilman taajuuspoikkeamaa. Toissijaisissa teholähteissä käytettävää muuntajaa kutsutaan alasväsyttäväksi laitteeksi. Step-up rakenteet lisäävät jännitettä, niitä käytetään suurjännitelinjoissa, joissa on suuri teho, suorituskyky ja kapasitanssi.

Sovellusalue

Sähköntuotantoon suunniteltu laitteisto sisältää tehomuuntajat. Voimalaitokset käyttävät atomin energiaa, orgaanista, kiinteää tai nestemäistä polttoainetta, toimivat kaasulla tai käyttävät vesivirran voimaa, mutta sähköaseman lähtömuuntimet ovat välttämättömiä kuluttaja- ja tuotantolinjojen normaalille toiminnalle.

Yksiköt asennetaan teollisuuslaitosten, maaseutuyritysten, puolustuskompleksien, öljy- ja kaasukehitysverkostojen verkkoihin. Tehomuuntajan suoraa tarkoitusta - alentaa ja lisätä jännitettä ja virtaa - käytetään liikenteen, asumisen, vähittäiskaupan infrastruktuurin, verkkojakelutilojen toimintaan.

Pääosat ja järjestelmät

Syöttöjännite ja kuorma kohdistetaan tuloihin, jotka sijaitsevat sisä- tai ulkoliittimessä. Kosketin kiinnitetään pulteilla tai erityisillä liittimillä. Öljyyksiköissä tuloaukot on järjestetty ulospäin säiliön sivuille tai irrotettavan kotelon kanteen.

Sisäisten käämien voimansiirto menee ei-rautametalleista valmistettuihin joustaviin vaimentimiin tai kierretappeihin. Tehomuuntajat ja niiden kotelot on eristetty nastoista posliini- tai muovikerroksella. Aukot poistetaan öljyjä ja synteettisiä nesteitä kestävästä materiaalista valmistetuilla tiivisteillä.

Jäähdyttimet alentavat öljyn lämpötilaa säiliön yläosasta ja siirtävät sen sivun alakerrokseen. Tehoöljymuuntajan jäähdytyslaitetta edustaa:

• ulkoinen piiri, joka poistaa lämmön kantoaineesta;
• sisäpiirin lämmitysöljy.

Jäähdyttimet ovat erilaisia:

• patterit - sarja litteitä kanavia, joiden päässä on hitsaus ja jotka sijaitsevat levyissä alemman ja ylemmän keräimen välistä viestintää varten;
• aaltopahvisäiliöt - sijoitettu pieni- ja keskitehoisiin yksiköihin, ne ovat sekä säiliö lämpötilan alentamiseksi että työsäiliö, jossa on taitettu seinien pinta ja pohjalaatikko;
• puhaltimet - ne on varustettu suurilla muuntajamoduuleilla virtauksen pakkojäähdytystä varten;
• lämmönvaihtimet - käytetään suurissa yksiköissä synteettisten nesteiden siirtämiseen pumpun avulla, koskaluonnollisen kierron järjestäminen vaatii paljon tilaa;
• vesi-öljyasennukset - putkimaiset lämmönvaihtimet klassisen tekniikan mukaisesti;
• kiertovesipumput ovat hermeettisiä malleja, joissa moottori upotetaan kokonaan ilman tiivistepesän tiivisteitä.

Jännitteenmuunnoslaitteet toimitetaan ohjauslaitteilla, joilla muutetaan työkierrosten määrää. Toisiokäämin jännitettä muutetaan käämien lukumäärän kytkimellä tai pultauksella valittaessa jumpperien sijaintia. Näin kytketään maadoitetun tai jännitteettömän muuntajan johtimet. Säätömoduulit muuntavat jännitteen pienillä alueilla.

Olosuhteista riippuen spiraalien lukumäärän kytkimet jaetaan tyyppeihin:

• laitteet, jotka toimivat kuorman ollessa pois päältä;
• elementtejä, jotka toimivat, kun toisiokäämi on oikosulussa vastukseen.

Liite

Kaasurele sijaitsee paisunta- ja työsäiliön välisessä liitäntäputkessa. Laite estää eristävän orgaanisen aineen, öljyjen hajoamisen ylikuumenemisen aikana ja järjestelmän pienet vauriot. Laite reagoi kaasun muodostukseen toimintahäiriöiden sattuessa, antaa hälytyssignaalin tai sammuttaa järjestelmän kokonaan, jos tapahtuu oikosulku tai nestepinnan vaarallinen lasku.

Lämpöparit on sijoitettu säiliön yläosaan taskuihin lämpötilan mittaamiseksi. Ne toimivat matemaattisen laskennan periaatteella tunnistaakseen yksikön kuumimman osan. Nykyaikaiset anturit perustuvat valokuituteknologiaan.

Jatkuvaa regenerointiyksikköä käytetään öljyn palauttamiseen ja puhdistamiseen. Työn seurauksena massaan muodostuu kuonaa, johon pääsee ilmaa.Regenerointilaitteita on kahta tyyppiä:

• termosyfonimoduulit, jotka käyttävät lämmitettyjen kerrosten luonnollista liikettä ylöspäin ja kulkevat suodattimen läpi, minkä jälkeen jäähdytetyt virtaukset laskevat säiliön pohjalle;
• adsorptiolaatuyksiköt väkisin pumppaavat massaa suodattimien läpi pumpulla, sijaitsevat erikseen perustuksella ja niitä käytetään suurten muuntimien piireissä.

Öljynsuojamoduulit ovat avoin tyyppinen paisuntasäiliö. Massapinnan yläpuolella oleva ilma johdetaan silikageelikuivausaineiden läpi. Maksimikosteudessa adsorbentti muuttuu vaaleanpunaiseksi, mikä toimii signaalina sen korvaamiseksi.

Laajentimen yläosaan on asennettu öljytiiviste. Tämä on laite ilman kosteuden vähentämiseen, joka toimii muuntajan kuivalla öljyllä. Moduuli liitetään paisuntasäiliöön putkella. Yläosassa säiliö on hitsattu sisäisellä erotuksella useiden seinien muodossa labyrintin muodossa. Ilma johdetaan öljyn läpi, vapauttaa kosteutta, puhdistetaan sitten silikageelillä ja menee paisuntasäiliöön.

Ohjauslaitteet

Paineenalennuslaite estää oikosulusta tai voimakkaasta öljyn hajoamisesta johtuvan hätäpainepiikin, ja se on suunniteltu tehokkaiden yksiköiden suunnitteluun GOST 11677-1975:n mukaisesti. Laite on valmistettu purkausputken muodossa, joka sijaitsee kulmassa muuntajan kanteen nähden. Päässä on tiivis kalvo, joka voi avautua välittömästi ja päästää pakokaasun läpi.

Lisäksi muuntajaan on asennettu muita moduuleja:

1. Säiliön öljymäärän anturit, jotka on varustettu kellotaululla tai jotka on valmistettu kommunikaatioastioiden lasiputkesta, on sijoitettu laajentimen päähän.
2. Sisäänrakennetut muuntajat on sijoitettu yksikön sisään tai lähelle maadoitusholkkia läpivientieristimien puolelle tai pienjännitekiskoille. Tässä tapauksessa ei tarvita suurta määrää yksittäisiä muuntajia sähköasemalla, jossa on sisä- ja ulkoeristys.
3. Palavien epäpuhtauksien ja kaasujen ilmaisin havaitsee vedyn öljymassasta ja puristaa sen ulos kalvon läpi. Laite näyttää kaasunmuodostuksen alkuasteen ennen kuin konsentroitu seos saa ohjausreleen toimimaan.
4. Virtausmittari valvoo öljyhäviöitä pakotetun lämpötilan alentamisen periaatteella toimivilla sähköasemilla. Laite mittaa nostokorkeuden ja määrittää paineen virtauksen esteen molemmilla puolilla. Vesijäähdytteisissä yksiköissä virtausmittarit lukevat kosteuden kulutuksen. Elementit on varustettu hälyttimellä onnettomuuden sattuessa ja kellotaululla osoittimien määritystä varten.

Toimintaperiaate ja toimintatavat

Yksinkertainen muuntaja on varustettu permalloy-sydämellä, ferriitillä ja kahdella käämityksellä. Magneettipiiri sisältää joukon teippiä, levyä tai muovattuja elementtejä. Se siirtää magneettivuon, joka tapahtuu sähkön vaikutuksesta. Tehomuuntajan toimintaperiaate on muuntaa virran ja jännitteen indikaattorit induktion avulla, kun taas varautuneiden hiukkasten liikkeen taajuus ja muoto pysyvät vakiona.

Porrasmuuntajissa piiri tarjoaa suuremman jännitteen toisiokäämiin verrattuna ensiökäämiin. Asennusyksiköissä tulojännite on suurempi kuin lähtöjännite. Kierteillä varustettu ydin sijaitsee öljysäiliössä.

Kun vaihtovirta kytketään päälle, ensiöspiraaliin muodostuu vaihtuva magneettikenttä. Se sulkeutuu ytimeen ja vaikuttaa toisiopiiriin. Syntyy sähkömotorinen voima, joka välittyy kytkettyihin kuormiin muuntajan lähdössä. Asema toimii kolmessa tilassa:

1. Tyhjäkäynnille on ominaista toisiokäämin avoin tila ja virran puuttuminen käämien sisällä. Primäärikäämissä virtaa kuormittamaton sähkö, joka on 2-5 % nimellisarvosta.
2. Kuormitettu työ tapahtuu sähkön ja kuluttajien kytkennällä. Tehomuuntajat näyttävät energiaa kahdessa käämissä, työ sellaisissa määräyksissä on yksikölle yleistä.
3. Oikosulku, jossa toisiokäämin vastus on ainoa kuorma. Tilan avulla voit tunnistaa sydämen käämien lämmityksen häviöt.

Lepotila

Ensiökäämin sähkö on yhtä suuri kuin vaihtomagnetointivirran arvo, toisiovirta näyttää nollaarvoja. Alkukäämin sähkömotorinen voima ferromagneettisen kärjen tapauksessa korvaa täysin lähdejännitteen, kuormitusvirtoja ei ole. Tyhjäkäynti havaitsee hetkelliset käynnistyshäviöt ja pyörrevirrat, määrittää loistehon kompensoinnin vaaditun lähtöjännitteen ylläpitämiseksi.

Koneessa, jossa ei ole ferromagneettista johdinta, ei ole magneettikentän muutoksesta johtuvia häviöitä. Tyhjävirta on verrannollinen ensiökäämin resistanssiin. Kyky vastustaa varautuneiden elektronien läpikulkua muutetaan muuttamalla virran taajuutta ja induktion kokoa.

Oikosulkutoiminta

Ensiökäämiin syötetään pieni vaihtojännite, toisiokäämin lähdöt ovat oikosulussa.Tulojännitteen ilmaisimet valitaan siten, että oikosulkuvirta vastaa laitteen laskettua tai nimellisarvoa. Oikosulkujännitteen koko määrää muuntajan käämien häviöt ja johtimen materiaalin vastustuskustannukset. Osa tasavirrasta voittaa vastuksen ja muunnetaan lämpöenergiaksi, sydän kuumennetaan.

Oikosulkujännite lasketaan prosentteina nimellisarvosta. Tässä tilassa käytön aikana saatu parametri on tärkeä laitteen ominaisuus. Kun se kerrotaan oikosulkuvirralla, saadaan tehohäviö.

Työtila

Kun kuorma kytketään toisiopiiriin, hiukkaset liikkuvat aiheuttaen magneettivuon johtimeen. Se on suunnattu pois primäärikäämin tuottamasta virtauksesta. Ensiökäämissä on erimielisyyttä induktion sähkömotorisen voiman ja virtalähteen välillä. Virta alkuspiraalissa kasvaa siihen asti, kun magneettikenttä ei saa alkuperäistä arvoaan.

Induktiovektorin magneettivuo luonnehtii kentän kulkua valitun pinnan läpi ja määräytyy primäärikäämin hetkellisen voimaindeksin aikaintegraalin mukaan. Eksponentti on 90˚ epävaiheessa suhteessa käyttövoimaan. Toisiopiirin indusoitu emf on muodoltaan ja vaiheeltaan sama kuin ensiökäämässä.

Muuntajien tyypit ja tyypit

Tehoyksiköitä käytetään suurjännitevirran ja suuren tehon muuntamiseen, niitä ei käytetä verkon suorituskyvyn mittaamiseen.Asennus on perusteltu, mikäli energiantuottajan verkon ja kuluttajalle menevän piirin jännitteessä on ero. Vaiheiden lukumäärästä riippuen asemat voidaan luokitella yksikelayksiköiksi tai monikäämiyksiköiksi.

Yksivaiheinen tehomuunnin on asennettu staattisesti, sille on ominaista keskinäisellä induktiolla yhdistetyt käämit, jotka sijaitsevat liikkumattomina. Ydin on tehty suljetun kehyksen muodossa, siinä on ala-, ylä- ja sivutangot, joissa spiraalit sijaitsevat. Kelat ja magneettisydän toimivat aktiivisina elementteinä.

Tankojen käämit ovat vakiintuneissa yhdistelmissä kierrosten lukumäärän ja muodon mukaan tai ne on järjestetty samankeskiseen järjestykseen. Yleisin ja usein käytetty sylinterimäinen kääre. Yksikön rakenneosat kiinnittävät aseman osia, eristävät käämien välisiä kulkuväyliä, jäähdyttävät osia ja estävät vikoja. Pitkittäinen eristys kattaa yksittäiset kierrokset tai niiden yhdistelmät sydämessä. Primäärieristeitä käytetään estämään siirtyminen maan ja käämien välillä.

Kolmivaiheisten sähköverkkojen järjestelmissä asennetaan kaksikäämi- ja kolmikäämiasennukset kuorman tasaiseksi jakamiseksi tulojen ja lähtöjen välillä tai korvaavat laitteet yhdelle vaiheelle. Öljyjäähdytteiset muuntajat sisältävät magneettipiirin, jossa on käämityksiä, jotka sijaitsevat säiliössä, jossa on ainetta.

Käämit on järjestetty yhteiselle johtimelle, kun taas primääri- ja toisiopiirit ovat vuorovaikutuksessa yhteisen kentän, virran tai polarisaation ilmaantumisen vuoksi, kun varautuneet elektronit liikkuvat magneettisessa väliaineessa. Tämä kokonaisinduktio vaikeuttaa laitoksen suorituskyvyn, korkean ja matalan jännitteen määrittämistä.Käytetään muuntajan korvaussuunnitelmaa, jossa käämit eivät ole vuorovaikutuksessa magneettisessa, vaan sähköisessä ympäristössä.

Sovelletaan dissipatiivisten virtausten toiminnan ekvivalenssia virtaa kulkevien induktiivisten kelojen vastusten työhön. Erottele spiraalit aktiivisella induktioresistanssilla. Toinen tyyppi on magneettisesti sidottu kääre, joka siirtää hiukkasia ilman sirontavuotoja minimaalisilla esto-ominaisuuksilla.

Samanlaisia ​​artikkeleita: