Pagtatayo ng Transformer

Pagbuo ng Transformer at mga Pangunahing Komponente

Ang isang transformer ay pangunahing binubuo ng magnetic circuit, electric circuit, dielectric circuit, tank, at mga auxiliary components. Ang kanyang mga core elements ay ang primary/secondary windings at ang steel core, na may core na gawa mula sa silicon steel upang makabuo ng patuloy na magnetic path. Karaniwang laminated ang mga core ng transformer upang mapaliit ang eddy current losses.

Magnetic Circuit

Ang magnetic circuit ay binubuo ng core at yoke, nagbibigay ng daan para sa magnetic flux. Ito ay may laminated steel core na may dalawang insulated coils (primary at secondary), parehong hiwalay mula sa isa't isa at mula sa core.

• Core Material: Laminated steel o silicon steel sheets, napili dahil sa kanilang mababang hysteresis losses sa standard flux densities.

• Structural Terms:

• Limbs: Bertikal na seksyon kung saan nakawinding ang coils.

• Yoke: Pahalang na seksyon na nagsasama ng limbs upang matapos ang magnetic path.

Electric Circuit

Ang electric circuit ay binubuo ng primary at secondary windings, karaniwang gawa sa copper:

• Conductor Types:

• Rectangular cross-section conductors: Ginagamit para sa low-voltage windings at high-voltage windings sa malalaking transformers.

• Circular cross-section conductors: Ginagamit sa high-voltage windings ng maliliit na transformers.

Ang mga transformer ay nakaklase batay sa core construction at winding placement sa:

Core-Type Transformer Construction

Sa disenyo ng core-type transformer, ang core ay nabubuo sa pamamagitan ng pag-laminate ng rectangular frame structures. Ang mga laminations ay karaniwang gitiklop sa L-shaped strips, tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Upang mapaliit ang magnetic reluctance sa lamination joints, inaayos ang mga alternate layers sa isang staggered pattern, nag-iwas ng continuous joint lines at nag-uugnay ng smooth magnetic path.

Ang primary at secondary windings ay interleaved upang mapaliit ang leakage flux, na may half ng bawat winding na inaayos sa magkabilang bahagi o concentrically sa bawat core limb. Sa panahon ng paglalagay, inilalagay ang Bakelite former insulation sa pagitan ng core at low-voltage (LV) winding, sa pagitan ng LV at high-voltage (HV) windings, sa pagitan ng coils at yoke, at sa pagitan ng HV limb at yoke, tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ang LV winding ay inilalagay mas malapit sa core upang mapaliit ang insulation requirements, na optima ang material efficiency at electrical safety.

Shell-Type Transformer Construction

Sa shell-type transformer, ang bawat lamination ay gitiklop sa long E- at I-shaped strips (tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba), na nabubuo ng dalawang magnetic circuits na may three-limb core. Ang central limb, na dalawang beses ang lapad ng outer limbs, ay nagdadala ng buong magnetic flux, habang ang bawat outer limb ay nagdudukal ng kalahati ng flux, na optima ang magnetic efficiency at minimizes leakage.

Shell-Type Transformer Design and Transformer Components

Shell-Type Transformer Winding and Core Structure

Ang leakage flux sa shell-type transformers ay mapapaliit sa pamamagitan ng pag-subdivide ng windings, na nagbabawas ng reactance. Ang primary at secondary windings ay co-located sa central limb: ang low-voltage (LV) winding ay nasa tabi ng core, na ang high-voltage (HV) winding ay nakabalot dito. Upang mabawasan ang lamination costs, ang mga windings ay pre-formed sa cylindrical shapes, na ang core laminations ay inilalagay pagkatapos.

Dielectric Circuit

Ang dielectric circuit ay binubuo ng insulating materials na naghahati sa mga conductive parts. Ang core laminations (0.35–0.5mm thick para sa 50 Hz systems) ay nakacoat ng varnish o oxide layer upang mapaliit ang eddy current losses at tiyakin ang electrical isolation sa pagitan ng mga layer.

Tanks and Accessories

Conservator

Isang cylindrical tank na nakalagay sa roof ng main tank ng transformer, ang conservator ay gumagana bilang isang reservoir ng insulating oil. Ito ay nakakatampok ng pag-expansion ng langis sa panahon ng full-load operation, na nagpapahintulot na hindi magkaroon ng pressure buildup habang nagbabago ang temperatura.

Breather

Gumagana bilang "puso" ng transformer, ang breather ay nagregulate ng air intake sa panahon ng expansion/contraction ng langis. Ang silica gel sa loob ay nagsasabsorb ng moisture mula sa papasok na hangin, na nagpapanatili ng kalidad ng langis: ang fresh blue gel ay naging pink habang ito'y nasasaturate, at ang dry gel ay may kakayahang ibaba ang dew points ng hangin sa -40°C.

Explosion Vent

Isang thin aluminum pipe na nakalagay sa parehong dulo ng transformer, ang explosion vent ay nagrerelease ng excessive internal pressure na dulot ng biglaang pagtaas ng temperatura, na nagpaprotekta sa transformer mula sa pinsala.

Radiator

Detachable radiator units na nag-cool ng transformer oil sa pamamagitan ng natural convection: ang heated oil ay tumataas pataas sa radiator, nag-cool, at bumabalik sa tank sa pamamagitan ng valves, na nagpapanatili ng continuous cooling cycle.

Bushings

Insulating devices na nagbibigay-daan para sa electrical conductors na lumampas sa tank, ang bushings ay kaya ang mataas na voltage fields. Ang mga maliliit na transformers ay gumagamit ng solid porcelain bushings, habang ang mga malalaki ay gumagamit ng oil-filled condenser-type bushings. Ang moisture ingress ay ang pangunahing dahilan ng pagkasira, na maaring matukoy sa pamamagitan ng power factor tests (halimbawa, Doble Power Factor Test) na nagmomonitor ng degradation ng insulation.