Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Для перетворення електричних величин під час передачі та споживання використовується різне трансформаторне обладнання. Серед великого розмаїття даного типу електричних машин є моделі з різним типом ізоляції, кількості фаз та охолодження. Окремим видом трансформаторного обладнання є сухий трансформатор, який поступово витісняє маслонаповнені агрегати.

Що таке сухий трансформатор?

Поняття сухого трансформатора передбачає, що простір між обмотками та корпусом не заповнений рідким діелектриком. Ідея сухих перетворювачів з'явилася відносно давно, проте їхня практична реалізація всіляко гальмувалась через відсутність відповідних технічних засобів.

Тому на початкових етапах їх виготовляли для внутрішньої установки у сухих приміщеннях, малопотужних приладів із закритим корпусом, лабораторних зразків тощо. Але з появою технологій та матеріалів, які дозволили не накопичувати вологу з навколишнього простору, їх сфера застосування розширилася і на відкриту частину електроустановок високовольтної напруги.

Конструкція та принцип роботи

Конструкція сухого трансформатора

Конструкція сухого агрегату практично не відрізняється від класичного масляного трансформатора.

Серед елементів силових трансформатором з повітряним охолодженням виділяють:

  • Магнітопровід є елементом передачі магніторушійної сили між обмотками. Найчастіше виготовляється із шихтованої, стрічкової або пластинчастої сталі. За конструкцією сердечники трансформаторів сухого типу можуть бути стрижневими, кільцеподібними або броньовими.
Мал. 2. Магнітопровід трансформатора
  • Обмотки - є елементом для протікання електричного струму і формування електромагнітної взаємодії, наступної генерації ЕРС і МДС. Для виготовлення обмоток застосовуються мідні чи алюмінієві провідники, круглого чи прямокутного перерізу. Як і в силових масляних трансформаторах, обмотки високої напруги розміщуються на обмотках низького, а в малопотужних можуть розноситися по полюсах сердечника.
Мал. 3. Обмотки сухого трансформатора
  • Ізоляція обмоток - застосовується для електричного відділення струмопровідних частин від заземлених, їх захисту від довкілля. Лита ізоляція проводиться електротехнічним лаком, поліамідними та епоксидними смолами, може покриватися полімерним складом, просоченою тканиною та іншими.До складу більшості матеріалів включаються антипірени - речовини, що призводять до самозагасання при загорянні.
  • Сполучні стяжки, болти, рами, розпірки та інші допоміжні деталі, що забезпечують надійне закріплення та фіксацію всіх частин. У кожній конкретній моделі можуть застосовуватися всі або тільки деякі з перерахованих вище.
  • Захистний кожух або корпус - необхідний для запобігання наближенню до струмоведучих частин на неприпустиму відстань. Виготовляється спеціальний кожух із металу, а під час роботи заземляється.
Мал. 4. Сухий трансформатор у корпусі
  • Ізолятори - необхідні для виведення кінців обмоток високої та низької напруги через корпус.

Принцип дії полягає в подачі напруги на первинну обмотку сухого трансформатора, після чого по ній починає протікати електрострум. Від спрямованого руху заряджених частинок виникає електромагнітний потік, що наводить у вторинній обмотці ЕРС.Яка і забезпечує різницю потенціалів у вторинній обмотці та можливість для протікання струму при підключенні номінального навантаження.

Усього існує три типи обмоток у сухих агрегатах - відкриті, монолітні та литі. Через застосування монолітних та литих обмоток трансформатори цієї серії значно гірше відводять тепло, тому в них використовуються провідники більшого перерізу. А в ході роботи відведення теплової енергії може вимагати примусової подачі повітря або більшого простору в корпусі, наявності додаткових вентиляційних каналів для відведення повітряних мас.

Мал. 5. Система вентиляції трансформатора

Технічні параметри

Перед установкою сухого трансформатора важливо точно визначити його технічні характеристики, які нададуть базову інформацію про придатність агрегату для роботи в тих чи інших умовах.

Серед найбільш важливих параметрів виділяють:

  • Номінальна потужність - визначає обсяг перероблюваної електроенергії для сухого трансформатора.
  • Номінальна напруга - показує значення рівня напруги, що може подаватися на кожну з обмоток високого, середнього та низького потенціалу.
  • Перегрузочный коефіцієнт - показує, яку величину робоче навантаження може перевищувати значення номінального струму.
Мал. 6. Перевантажувальна здатність
  • Коефіцієнти втрат холостого ходу та короткого замикання.
  • Ступінь пило-вологостійкості та кліматичного виконання - визначає зовнішні умови, за яких допускається експлуатувати агрегат і зберігається міцність ізоляції.
  • Габаритні розміри та маса сухого трансформатора.

Область застосування

Мал. 7. Практичне застосування сухих трансформаторів

У зв'язку з повсюдним використанням електричної енергії для всіх виробничих і технологічних процесів сухі трансформатори, як високовольтні перетворювачі мають досить широке застосування. Їх використовують для електропостачання систем наземного електрифікованого транспорту, тягових та трансформаторних підстанцій, живлення виробничих цехів. Окрім промислового сектора сухі агрегати використовуються у сільськогосподарській галузі, для торгових комплексів, курортних баз та селищ. У побуті вони застосовуються для електроживлення багатоквартирних будинків, шкіл та дошкільних закладів.

Область застосування слаботочних сухих трансформаторів малої потужності практично нічим не обмежена. Це всілякі побутові прилади, пристрої та пристрої малої механізації, перетворювачі та зварювальне обладнання.

Переваги та недоліки

У порівнянні з широко застосовуваними маслонаповненими електричними машинами, сухі трансформатори мають ряд переваг:

  • Не завдають шкоди екології місцевості у разі аварійної ситуації, на відміну від трансформаторного масла, що витікає.
  • Простіші в обслуговуванні - немає потреби контролювати хімічний склад трансформаторного масла, температуру спалаху, виробляти злив для розкриття кришки і т.д. Що істотно скорочує витрати власника на поточний вміст сухого трансформатора.
  • Забезпечує високий ступінь безпеки в аварійних ситуаціях - відсутня загроза займання олії, температурного розширення з наступним вибухом і т.д.
  • Відрізняються простотою конструкції, тому що немає необхідності забезпечувати герметичність корпусу.
  • Потужні моделі мають порівняно меншу вагу через відсутність рідкого діелектрика.

Але, поряд з перевагами сухі трансформатори мають деякі недоліки. По-перше, таке обладнання матиме порівняно великі габарити, які збільшуються пропорційно до збільшення потужності трансформатора.Це залежить від необхідності забезпечити достатню ширину повітряного зазору для охолодження. По-друге, через застосування литої ізоляції при низьких температурах або їх перепадах можлива механічна напруга в діелектриці, що може призвести до її локального руйнування в трансформаторі.

Використана література

  • Лізунов С.Д., Лоханін А.К. «Силові трансформатори. Довідкова книга» 2012
  • А.В. Шевців «Конструювання трансформаторів» 1959
  • Васютинський С.Б. «Розрахунок та проектування трансформаторів, розрахунок обмоток» 1976

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія: