Всё, что достаточно знать про силовые масляные трансформаторы

Силовые масляные трансформаторы играют ключевую роль в передаче и распределении электроэнергии. Они используются в различных отраслях промышленности, хозяйственной деятельности, строительстве, малыми и крупными потребителями. В этой статье мы обсудим устройство силовых масляных трансформаторов, принцип их работы и особенности классификаций и маркировки. Поможет нам в этом продукция компании ООО “СИА РУС”, на сайте https://sea-rus.com/ вы можете ознакомиться с каталогом трансформаторов и реакторов, которые изготавливает эта компания.

Силовой масляный трансформатор

Для чего и где нужны силовые масляные трансформаторы

Силовые масляные трансформаторы предназначены для преобразования напряжения переменного тока с одного уровня на другой (повышение или понижение). Они используются в энергетике и промышленности благодаря своей надежности и эффективности. Выделим основные области применения силовых масляных трансформаторов.

Энергосистемы: используются для передачи электроэнергии от электростанций до потребителей через высоковольтные ЛЭП. Повышающие трансформаторы увеличивают напряжение перед передачей, чтобы минимизировать потери энергии во время транспортировки, понижающие — снижают напряжение до безопасного уровня для конечных пользователей.

Промышленные предприятия: промышленные процессы требуют различного уровня напряжений для работы оборудования. Силовые трансформаторы обеспечивают нужное напряжение для двигателей, генераторов и другого электрооборудования.

Распределительные сети: устанавливают для понижения высокого напряжения, поступающего от магистральных линий, до уровней, пригодных для бытовых и коммерческих нужд.

Подстанции: это промежуточные звенья между генераторами и потребителями. Здесь силовые трансформаторы изменяют уровни напряжения.

Электротранспорт: В системах электроснабжения железнодорожного транспорта и городского электротранспорта (метро, трамваи, троллейбусы) трансформаторы преобразуют напряжения для питания тяговых подстанций.

Почему такое название

Масляные трансформаторы получили свое название из-за использования трансформаторного масла в качестве изоляционной среды и охлаждающего агента. Масло обеспечивает высокую диэлектрическую прочность и эффективное охлаждение обмоток и сердечника трансформатора.

Общее устройство масляного трансформатора

Устройство силового масляного трансформатора довольно сложное, однако можно выделить его ключевые элементы:

1. Сердечник

Изготавливают из листовой электротехнической стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью. Сталь собрана в виде пакета пластин, изолированных друг от друга для минимизации потерь на вихревые токи. Сердечник служит для создания магнитопровода, который передает магнитный поток от первичной обмотки ко вторичной.

Статьи по теме:  Электрика коттеджа: особенности подключения

2. Обмотки

Состоят из медных или алюминиевых проводов, намотанных вокруг сердечника. Первичная обмотка подключается к источнику входного напряжения, а вторичная — к нагрузке. Число витков каждой обмотки определяет коэффициент трансформации: отношение входного напряжения к выходному.

3. Бак трансформатора

Содержит трансформаторное масло, которое служит одновременно изолятором и охладителем. Масло заполняет пространство между сердечником и стенками бака, обеспечивая надежное охлаждение обмоток и предотвращая перегрев.

4. Система охлаждения

Бывает нескольких типов:

  • Естественное воздушное: теплообмен происходит за счет естественной конвекции воздуха.
  • Масляное с естественным охлаждением: масло циркулирует внутри бака за счет естественных процессов теплообмена.
  • Масляное с принудительной циркуляцией: используется насос для ускорения циркуляции масла.
  • Дутьевое охлаждение: воздух подается вентилятором для усиления отвода тепла.

5. Расширительный бак

Предназначен для компенсации изменений объема масла при колебаниях температуры. Это предотвращает избыточное давление в основном баке и возможные утечки масла.

6. Газовое реле

Защищает трансформатор от внутренних повреждений. Оно контролирует состояние газа, выделяемого маслом при нагревании или дуговом разряде, и автоматически отключает трансформатор при обнаружении аномалий.

7. Термометры и датчики температуры

Нужны для контроля температурного режима, установлены в различных точках трансформатора. Они позволяют отслеживать температуру масла и обмоток, предупреждая перегрузку.

8. Изоляция

Все части трансформатора, находящиеся под напряжением, имеют надежную электрическую изоляцию. Изоляционные материалы защищают обмотки и другие компоненты от пробоя и короткого замыкания.

9. Выключатели и разъединители

Предназначены для отключения трансформатора от сети при аварийных ситуациях или для проведения технического обслуживания. Они обеспечивают безопасность персонала и предотвращают повреждение оборудования.

10. Крышка и вводы

Крышка герметично закрывает бак трансформатора, предотвращая попадание влаги и загрязнений внутрь. Вводы представляют собой изолированные выводы для подключения первичных и вторичных цепей.

Статьи по теме:  Стальные резервуары для воды и нефтепродуктов

11. Заземление

Важная часть конструкции — система заземления, обеспечивающая защиту от случайного появления высокого потенциала на корпусе трансформатора.

Изоляция масляных трансформаторов

Изоляция в силовых масляных трансформаторах решает две задачи. Во-первых, предотвращает электрический пробой между различными частями трансформатора, находящимися под разными потенциалами. Во-вторых, защищает устройство от внешних воздействий.

1. Назначение изоляции

Основная задача изоляции — предотвратить короткое замыкание между обмотками и сердечником, между фазами и землей. Защищает оборудование от перенапряжения и поддерживает работу в неблагоприятных условиях.

2. Типы изоляции

В сухих трансформаторах изоляция воздушная. В масляных трансформаторах для изоляции используют следующие материалы:

  • Минеральное масло: Основной тип изоляции. Масло обладает высокими диэлектрическими свойствами и одновременно служит охлаждающим агентом.
  • Сухие твердые: Это диэлектрические бумага, картон, стекловолокно и другие синтетические материалы. Используются для дополнительной изоляции обмоток и соединений.
  • Комбинированные: Некоторые производители используют комбинации материалов для повышения общей прочности и долговечности изоляции.

3. Основные виды изоляции

  • Главная изоляция: Защищает обмотки от воздействия окружающей среды и механических повреждений. Включает внешнюю оболочку трансформатора, стенки бака и расширительного бачка.
  • Междуфазовая изоляция: Предотвращает короткие замыкания между фазами обмоток. Обычно выполняется с помощью специальных перегородок и прокладок.
  • Изоляция выводов: Обеспечивает безопасное подключение трансформатора к внешним цепям. Выводы защищены специальными колпачками и уплотнениями.
  • Изоляция обмоток: Между слоями обмоток укладываются слои бумаги или картона, пропитанные маслом, чтобы избежать межвитковых замыканий.

Силовые масляные трансформаторы и их мощности

Мощность масляного трансформатора определяется количеством электрической энергии, которую он способен передать от одной обмотки к другой без превышения допустимых тепловых нагрузок. Этот параметр измеряется в киловольт-амперах (кВА) или мегавольт-амперах (МВА).

Основные диапазоны мощностей масляных трансформаторов:

Малой мощности (до 1000 кВА):

Статьи по теме:  Основы токарной обработки металла на станках с ЧПУ

Применяются в небольших распределительных сетях, промышленных установках и жилых зданиях. Пример: для подачи электричества в отдельные дома или небольшие производственные объекты.

Средней мощности (от 1000 до 25000 кВА):

Используются в средних и крупных предприятиях, городских распределительных сетях и объектах инфраструктуры. Пример: для электроснабжения торговых центров, больниц, школ и других общественных зданий.

Высокой мощности (свыше 25000 кВА):

Применяются в электроэнергетической отрасли для передачи больших объемов электроэнергии на дальние расстояния. Пример: на крупных электростанциях и подстанциях.

Факторы, влияющие на мощность трансформатора:

  • Чем больше площадь поперечного сечения сердечника, тем большую мощность может передавать трансформатор.
  • Использование меди вместо алюминия увеличивает эффективность и снижает потери, позволяя трансформатору работать с большей мощностью.
  • Масляное, воздушное или комбинированное охлаждение поддерживает оптимальную температуру, исключает перегрев при нагрузке.
  • Мощность трансформатора зависит от произведения напряжения и силы тока, проходящих через его обмотки.

Примеры мощностей масляных трансформаторов:

Малой мощности (до 500 кВА): встречаются в бытовых и мелких промышленных применениях.

Средней мощности (от 1000 до 10000 кВА): используются в городских распределительных сетях и на промышленных объектах.

Большой мощности (более 30000 кВА): применяются на крупных подстанциях и электростанциях для передачи электроэнергии на большие расстояния.

Заключение

Итак, силовые масляные трансформаторы называются так, из-за использования трансформаторного масла в качестве изоляционной среды и охлаждающего агента. Масло обеспечивает высокую диэлектрическую защиту и эффективное охлаждение обмоток и сердечника. Однако, создает проблемы возгорания и необходимость периодического технического обслуживания.

©ehto.ru

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.