Будова і принцип дії силового трансформатора простими словами

Зміст

• Силові трансформатори це перехідник між лінією та споживачем
• Із чого складається силовий трансформатор
• Будова та принцип роботи силового трансформатора: як це працює
• Пристрій силового трансформатора зовні
• Конструкція силового трансформатора різних серій
• Питання та відповіді

Силовий трансформатор складається з трьох частин: сталевого осердя, двох обмоток (вхідної та вихідної) із мідного або алюмінієвого дроту та масла, яке їх охолоджує й ізолює (у сухих моделях масла немає, обмотки залиті смолою). Обмотки між собою не з’єднані: енергію з однієї в іншу переносить магнітне поле в осерді. Напруга на кожній обмотці залежить від кількості витків, тому мережеві 10 кВ перетворюються на 0,4 кВ для споживачів. Втрачається при цьому мало: ТМ-630 за паспортними втратами віддає споживачам близько 98,9 % отриманої потужності.

Силові трансформатори це перехідник між лінією та споживачем

По лініях електроенергію передають на 10 або 35 кВ, бо на високих кіловольтах дроти менше гріються. Верстатам, освітленню й розеткам потрібні 400 В. Між ними стоїть силовий апарат, найчастіше в підстанції поруч з об’єктом. Ось що з електрикою відбувається всередині:

• напруга знижується в 25 разів, з 10 до 0,4 кВ;
• сила струму, навпаки, зростає приблизно в стільки ж разів;
• частота лишається тією самою, 50 Гц;
• потужність майже не губиться, втрати становлять кілька відсотків і менше.

Енергії він не додає, лише перетворює 10 кВ із малим струмом на 0,4 кВ із великим.

Із чого складається силовий трансформатор

Головних деталей шість, і кожна відповідає за щось одне. Найпростіше уявити їх таблицею.

Працюють тут лише осердя й обмотки. Масло, бак і перемикач потрібні, щоб ця пара не перегрівалася, не пробивалася й видавала потрібні 400 В.

Будова та принцип роботи силового трансформатора: як це працює

Усе тримається на явищі електромагнітної індукції: змінне магнітне поле створює напругу в дроті, крізь який проходить. Послідовність така:

1. На обмотку ВН подають змінний струм із мережі.
2. Струм у ній намагнічує осердя, і в сталі виникає магнітне поле, яке 50 разів на секунду змінює напрям.
3. Це поле проходить крізь витки обмотки НН і створює в кожному витку однакову напругу.
4. Ці частки складаються: чим менше витків, тим нижча напруга на виході.

Умовний приклад: якщо в обмотці ВН 2500 витків, а в обмотці НН 100, напруга знизиться в 25 разів. Через це на постійному струмі схема не працює: він дає незмінне поле, а наводить напругу тільки поле, яке змінюється.

Пристрій силового трансформатора зовні

Обмотки й осердя сховані в баку, а все, що за ними доглядає, виведено назовні. Ось що можна побачити на масляній моделі:

• Вводи ВН і НН на кришці або на боках: фарфорові ізолятори, крізь які до обмоток підключають кабелі.
• Ручка перемикача має п’ять положень, і крутити її можна лише після відключення від мережі.
• Над баком серії ТМ стоїть маслорозширювач, невеликий бачок, куди масло розширюється, коли нагрівається. Осушувач на ньому не пускає всередину вологу.
• Термометр на кришці показує, наскільки нагрілося масло.
• Пробки служать, щоб долити масло, злити його або взяти пробу на аналіз.
• Болт заземлення з’єднує корпус із землею.

На потужніших моделях додаються газове реле й запобіжний клапан. Вони вимикають живлення або скидають тиск, якщо всередині сталася аварія. Що означає кожна літера в назві серії, пояснює окрема таблиця з розшифровкою маркування.

Конструкція силового трансформатора різних серій

Осердя й обмотки в усіх серій влаштовані однаково. Відрізняється те, як захищені масло та обмотки, і чи можна міняти напругу без відключення.

Масляні серії дешевші й краще охолоджуються, сухі безпечніші всередині будівель. Але сухий апарат на 630 кВА без навантаження втрачає 1750 Вт проти 600 Вт у масляного, тому вибір між сухим і масляним залежить від місця встановлення.

Питання та відповіді