Трансформаторлар трансформация, оқшаулау, өлшеу және қорғау функцияларын орындай отырып, электротехникада маңызды рөл атқарады. Осы типтегі құрылғылардың ең көп тараған міндеттерінің бірі токтың жеке параметрлерін реттеу болып табылады. Атап айтқанда, кернеу трансформаторлары (VT) тұтынушылардың көзқарасы бойынша бастапқы электр желісінің өнімділігін оңтайлы мәндерге түрлендіреді.
Жабдықтың жалпы дизайны
Трансформатордың техникалық негізін құрылғының функционалдық процестерін қамтамасыз ететін электромагниттік толтыру құрайды. Жабдықтың өлшемдері тізбектегі қуат жүктемесіне қойылатын талаптарға байланысты өзгеруі мүмкін. Типтік конструкцияда трансформатордың ток енгізу және шығару құрылғылары бар, ал негізгі жұмыс элементтері кернеуді түрлендіру тапсырмаларын орындайды. Технологиялық процестердің сенімділігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін оқшаулағыштардың, сақтандырғыштардың және релелік қорғаныс құрылғысының жиынтығы жауап береді. Заманауи төмен кернеулі трансформаторды жобалаудажеке жұмыс параметрлерін жазуға арналған датчиктер де қарастырылған, олардың көрсеткіштері басқару пультіне жіберіледі және бақылаушы органдарға бұйрықтар үшін негіз болады. Электрлік компоненттердің жұмысы өздігінен қуат көзін қажет етеді, сондықтан кейбір модификацияларда түрлендіргіштер автономды қуат көздерімен - генераторлармен, аккумуляторлармен немесе батареялармен толықтырылады.
Трансформатор өзектері
VT негізгі жұмыс элементтері өзектер (магниттік өзектер) және орамдар деп аталады. Біріншісі екі түрлі – өзек және сауыт. 50 Гц-ке дейінгі төменгі жиілікті трансформаторлардың көпшілігі үшін өзекшелер қолданылады. Магниттік тізбегінің өндірісінде сипаттамалары құрылымның жұмыс қасиеттерін, мысалы, бос токтың өнімділігі мен шамасын анықтайтын арнайы металдар қолданылады. Кернеу трансформаторының өзегі лак пен оксид қабаттарының арасында оқшауланған жұқа қорытпалардан жасалған. Магниттік тізбектің құйынды токтарының әсер ету дәрежесі осы оқшаулаудың сапасына байланысты болады. Сондай-ақ теру өзектерінің ерекше түрі бар, олар ерікті қиманың құрылымдарын құрайды, бірақ шаршы пішінге жақын. Бұл конфигурация әмбебап магниттік тізбектерді жасауға мүмкіндік береді, бірақ олардың әлсіз жақтары да бар. Сонымен, металл пластмассаларды қатты қатайту қажет, өйткені ең кішкентай саңылаулар орамның жұмыс аймағын толтыру коэффициентін азайтады.
Кернеу трансформаторының орамдары
Әдетте екі орам қолданылады - бастапқы және қайталама. Олар бір-бірінен де, өзегінен де оқшауланған. Орамның бірінші деңгейі жұқа сыммен жасалған бұрылыстардың үлкен санымен ерекшеленеді. Бұл негізгі түрлендіру қажеттіліктері үшін қажетті жоғары вольтты желілерге (6000-10 000 В дейін) қызмет көрсетуге мүмкіндік береді. Екінші реттік орама өлшеу құралдарын, релелік құрылғыларды және басқа да қосалқы электр жабдықтарын параллельді қоректендіруге арналған. Кернеу трансформаторларының орамдарын қосу кезінде шығыс терминалдардағы белгілерді ескеру қажет. Мысалы, күштік бағыттағы реле, мультиметрлер, амперметрлер, ваттметрлер және әртүрлі өлшеуіштер катушкаларға бастапқы орамның басы (А белгілеуі), соңғы сызық (X), екінші реттік ораманың басы (а) және оның соңы (x). Белгісінде арнайы префикстері бар қосымша ораманы да пайдалануға болады.
Орнату фитингтері және жерге қосу құралдары
Қосымша элементтер мен функционалдық құрылғылардың тізімі трансформатордың түрі мен сипаттамаларына байланысты өзгеруі мүмкін. Мысалы, бастапқы кернеу көрсеткіші 10 кВ дейін және одан жоғары мұнай құрылымдары техникалық майлау материалдарын толтыруға, төгуге және сынама алуға арналған арматурамен қамтамасыз етіледі. Мұнай үшін резервуар сонымен қатар мақсатты аймақтарға сұйықтықтың біркелкі жеткізілуін бақылайтын саптамалармен және реттегіштермен жабдықталған. Типтік фитинг жиынтықтарына көбінесе болттары бар кронштейндер, саңылаулар, релелік компоненттер, электр картон тығыздағыштар, фланец элементтері және т.б. кіреді. Жерге қосуға келетін болсақ, ондабастапқы орамдағы кернеуі 660 В дейінгі трансформаторлар болттарды, шпилькаларды және М6 өлшемді бұрандаларды бұрандалы бекіткіштері бар қысқыштармен қамтамасыз етіледі. Кернеу көрсеткіші 660 В жоғары болса, жерге тұйықтау фитингінде M8 форматынан кем емес аппараттық қосылымдар болуы керек.
TH жұмыс істеу принципі
Электромагниттік индукцияның негізгі функциялары мен процестерін трансформаторлық пластиналар жинағы, бірінші және қайталама орамалары бар металл өзегі бар кешен орындайды. Құрылғының сапасы амплитуданың негізгі есептеуінің дәлдігіне және токтың бұрышына байланысты болады. Бірнеше орама арасындағы өзара индукция электромагниттік өрістегі түрлендіруге жауап береді. 220 В кернеу трансформаторындағы айнымалы ток бір орамнан өтіп, үнемі өзгеріп отырады. Фарадей заңы бойынша электр қозғаушы күш секундына бір рет индукцияланады. Жабық орамдық жүйеде әдепкі ток тізбек арқылы өтеді және металл өзекке жақын болады. Трансформатордың қайталама орамасына түсетін жүктеме неғұрлым аз болса, соғұрлым нақты түрлендіру коэффициенті номиналды мәнге жақындайды. Екінші ораманы өлшеу құрылғыларына қосумен жұмыс істеу әсіресе түрлендіру дәрежесіне байланысты болады, өйткені жүктеменің ең аз ауытқуы аспап тізбегіне енгізілген өлшемдердің дәлдігіне әсер етеді.
Трансформатор түрлері
Бүгінде ТН-ның келесі түрлері жиі кездеседі:
- Каскадты трансформатор - бастапқы орам бірнеше дәйекті секцияларға бөлінген құрылғы, ал теңестіру және қосу орамдары олардың арасындағы қуатты тасымалдауға жауап береді.
- Жерлендірілген VT - бір фазалы конструкциялар, онда бастапқы ораманың бір ұшы тығыз жерге тұйықталған. Ол сондай-ақ бастапқы орамнан жерге тұйықталған бейтарапты үш фазалы кернеу трансформаторлары болуы мүмкін.
- Жерден шығарылған VT - көрші фитингтері бар толық орама оқшаулауы бар құрылғы.
- Екі орамды VT - бір қайталама орамасы бар трансформаторлар.
- Үш орамды VT - бұл бастапқы орамнан басқа негізгі және қосымша қайталама орамдары бар трансформаторлар.
- Capacitive VT - сыйымдылық сепараторларының болуымен сипатталатын конструкциялар.
Электрондық VT мүмкіндіктері
Негізгі метрологиялық көрсеткіштер бойынша бұл түрдегі трансформаторлардың электр құрылғыларынан айырмашылығы аз. Бұл екі жағдайда да дәстүрлі түрлендіру арнасы қолданылатындығына байланысты. Электрондық трансформаторлардың негізгі ерекшеліктері жоғары вольтты оқшаулаудың болмауы болып табылады, бұл сайып келгенде жабдықтың жұмысынан жоғары техникалық және экономикалық тиімділікке ықпал етеді. Кернеу трансформаторының бастапқы кернеуі 660 В дейінгі жоғары вольтты желілерде түрлендіргіш орталық желіге гальваникалық жолмен қосылады. Өлшенетін ток туралы ақпарат оптикалық шығысы бар аналогты-цифрлық түрлендіргіштегідей жоғары потенциалда беріледі. Дегенменэлектронды модельдердің өлшемдері мен салмағы соншалықты кішкентай, олар трансформаторлық блоктарды жоғары вольтты сымды автобустардың инфрақұрылымында тіпті қосымша оқшаулағыштарды және монтаждық жабдықты қоспай-ақ орнатуға мүмкіндік береді.
Трансформатордың техникалық сипаттамалары
Негізгі техникалық және пайдалану мәні кернеу потенциалы болып табылады. Бастапқы орамда ол 100 кВ-қа жетуі мүмкін, бірақ бұл көбінесе бірнеше түрлендіргіш модульдері бар ірі өнеркәсіптік станцияларға қатысты. Әдетте, бастапқы орамда 10 кВ-тан аспайды. Нейтралды жерге тұйықталған бір фазалы желілерге арналған кернеу трансформаторы мүлдем 100 В жұмыс істейді. Екінші реттік орамға келетін болсақ, оның номиналды кернеуінің көрсеткіштері орта есеппен 24-45 В құрайды. Қайтадан, жоғары қуат жүктемесін қажет етпейтін осы тізбектерде төмен энергияны есепке алу құрылғыларына қызмет көрсетіледі. Дегенмен, қайталама орамдарда кейде үш фазалы желілерде 100 В-тан жоғары потенциалдар болады. Сондай-ақ, трансформатордың сипаттамаларын бағалау кезінде дәлдік класын ескеру маңызды - бұл мақсатты электрлік көрсеткіштерді түрлендірудегі ауытқу дәрежесін анықтайтын 0, 1-ден 3-ке дейінгі мәндер.
Феррорезонанс әсері
Электромагниттік құрылғылар көбінесе оқшаулаудағы бұзушылықтарға байланысты әртүрлі жағымсыз әсерлер мен зақымдарға ұшырайды. Орамдарды бұзудың ең көп таралған процестерінің бірі феррорезонанстың бұзылуы болып табылады. Бұл механикалық зақым мен қызып кетуді тудырады.орамдар. Бұл құбылыстың негізгі себебі магнит тізбегінің қоршаған магнит өрісіне тұрақсыз реакциясы жағдайында пайда болатын индуктивтіліктің сызықты еместігі деп аталады. Кернеу трансформаторын феррорезонанстық әсерлерден қорғау үшін қосылатын құрылғыға қосымша сыйымдылықтар мен резисторларды қосуды қоса, сыртқы шаралар мүмкін. Электрондық жүйелерде индуктивті сызықты емес болу мүмкіндігін жабдықты өшіру ретін бағдарламалау арқылы да азайтуға болады.
Жабдықты пайдалану
Кернеуді түрлендіретін трансформаторлық құрылғылардың жұмысы электротехниканы пайдалану ережелерімен реттеледі. Оңтайлы жұмыс мәндерін ескере отырып, мамандар мақсатты нысанның жабдықтау инфрақұрылымына қосалқы станцияларды енгізеді. Жүйелердің негізгі функциялары қуатты электр станциялары бар ғимараттар мен кәсіпорындарға қызмет көрсетуге мүмкіндік береді, ал трансформатордың 100 В-қа дейінгі қайталама кернеуі есептегіштер мен метрологиялық құрылғылар сияқты талап етілмейтін тұтынушылар үшін жүктемені басқарады. Техникалық және құрылымдық параметрлерге байланысты НР өнеркәсіпте, құрылыс индустриясында және үй шаруашылығында қолданылуы мүмкін. Әрбір жағдайда трансформаторлар белгілі бір сайттың номиналды талаптарына сәйкес келетін кіріс қуат көрсеткіштерін реттеу арқылы электр қуатын басқаруды қамтамасыз етеді.
Қорытынды
Электромагниттік трансформаторлар өте ескі, бірақ бүгінгі күнге дейін сұранысқа иеэлектр тізбектеріндегі қуатты реттеу принципі. Бұл жабдықтың ескіруі жабдықтың дизайнымен де, оның функционалдығымен де байланысты. Осыған қарамастан, бұл ірі кәсіпорындарда қуатты басқарудың маңызды міндеттері үшін ток және кернеу трансформаторларын пайдалануды болдырмайды. Сонымен қатар, бұл түрдегі түрлендіргіштер мүлде жақсартуға жатпайды деп айтуға болмайды. Жұмыстың негізгі принциптері және тұтастай алғанда техникалық іске асыру өзгеріссіз қалғанымен, инженерлер соңғы уақытта қорғау және басқару жүйелерімен белсенді жұмыс істеуде. Нәтижесінде бұл трансформаторлардың қауіпсіздігіне, сенімділігіне және дәлдігіне әсер етеді.
