Transzformátor építése

Transzformátor építése és alapvető összetevői

A transzformátor főbb elemei egy mágneses kör, elektrikus kör, dielektromos kör, tartály és segédösszetevők. Alapvető elemek a primáris/sekundáris tekercsek és az acélmag, amely silíciumacélból készül, hogy folyamatos mágneses útvonalat teremtsen. A transzformátor magjai általában rétegzett formában vannak, hogy minimalizálják a cirkulációs áramok elvesztését.

Mágneses kör

A mágneses kör a magot és a nyomort tartalmazza, amelyek mágneses flukstútvonalat biztosítanak. Tartalmaz egy rétegzett acélmagot, amelyen két izolált tekercs (primáris és sekundáris) található, mindkettő izolálva egymástól és a magtól.

• Maganyag: Rétegzett acél vagy silíciumacéllevél, amelyet standard flukssűrűségeknél alacsony hysterezis-veszteségek miatt választanak.

• Szerkezeti fogalmak:

• Láb: Függőleges szakasz, ahol a tekercseket tekerni szokták.

• Nyomor: Vízszintes szakasz, amely a lábakat összeköti, hogy befejezze a mágneses útvonalat.

Elektrikus kör

Az elektrikus kör a primáris és sekundáris tekercsekből áll, amelyek általában réz:

• Vezeték típusai:

• Téglalap alakú keretszakasz vezetékek: Használják alacsony feszültségű tekercsekhez és nagy transzformátorok magas feszültségű tekercseihez.

• Kör alakú keretszakasz vezetékek: Kisebb transzformátorok magas feszültségű tekercseihez használnak.

A transzformátorok a mag szerkezete és a tekercs elhelyezése alapján osztályozhatók:

Mag-szerkezetű transzformátor építése

A mag-szerkezetű transzformátor tervezésben a mag téglalap alakú keretstruktúrából készült rétegekből tevődik össze. A rétegeket általában L alakú sávokra vágják, ahogyan az az alábbi ábrán is látható. A mágneses ellenállás minimalizálása érdekében a rétegeket alternatív módon helyezik el, hogy megszüntessék a folyamatos csatlakoztatási vonalakat, és sima mágneses útvonalat biztosítsanak.

A primáris és sekundáris tekercsek váltakozva helyezkednek el, hogy minimalizálják a lecsökkent flukst, fele minden tekercs oldalán vagy koncentrikusan minden mag-lábon. A helyezés során bakelit izolációt tesznek a mag és a low-voltage (LV) tekercs között, az LV és high-voltage (HV) tekercsek között, a tekercsek és a nyomor között, valamint az HV láb és a nyomor között, ahogy az a következő ábra is mutatja. Az LV tekercset közelebb helyezik a maghoz, hogy csökkentsék az izolációs igényeket, optimalizálva a anyaghasználatot és az elektromos biztonságot.

Ház-szerkezetű transzformátor építése

A ház-szerkezetű transzformátorban a rétegeket hosszú E- és I alakú sávokra vágják (ahogyan az a következő ábrán is látható), amelyek két mágneses kört alkotnak három-lábú maggal. A középső láb, amely kétszer olyan széles, mint a külső lábak, a teljes mágneses flukst viszi, míg minden külső láb felviszi a flukst fele, optimalizálva a mágneses hatékonyságot és minimalizálva a lecsökkent flukst.

Ház-szerkezetű transzformátor tervezése és transzformátor összetevők

Ház-szerkezetű transzformátor tekercs és mag szerkezete

A ház-szerkezetű transzformátorokban a lecsökkent flukst minimalizálják a tekercsek szétválasztásával, csökkentve a reaktanciát. A primáris és sekundáris tekercsek közös helyen találhatók a középső láncon: az alacsony feszültségű (LV) tekercs a mag mellett van, a magas feszültségű (HV) tekercs pedig körülötte van. A rétegköltségek csökkentése érdekében a tekercseket előre hengeres formában készítik, majd utána beszúrnak a magrétegeket.

Dielektromos kör

A dielektromos kör izoláló anyagokat tartalmaz, amelyek elválasztják a vezető részeket. A magrétegek (0,35–0,5 mm vastagságú 50 Hz rendszerekhez) varnisszal vagy oxid réteggel vannak ellátva, hogy minimalizálják a cirkulációs áramveszteségeket, és biztosítsák a rétegek közötti elektromos izolációt.

Tartályok és hozzáadott eszközök

Konzervertőr

Egy hengeres tartály, amely a transzformátor fő tartályának tetjén van elhelyezve, a konzervertőr izoláló olajtartályként működik. Megoldja a teljes terhelés működés közbeni olajkibővülését, megelőzve a nyomás felhalmozódását a hőmérséklet-változások során.

Légcserélő

A légcserélő a transzformátor "szívének" tekinthető, mivel szabályozza a légbefogást az olajkibővülés/kicsúsztatás során. A szilikággel kitöltött szivacs a bejövő levegőből felveheti a párt, megőrizve az olaj minőségét: a friss kék szivacspórus rózsaszínre változik, ahogy telik ki, a szár szivacs pedig képes a levegő harmosodási pontját -40°C alá vinni.

Robbanásvédő

Egy vékony alumíniumcső, amelyet a transzformátor mindkét végére telepítenek, a robbanásvédő a hirtelen hőmérséklet-emelkedés okozta túlnyomás megszüntetésére szolgál, megvédve a transzformátort a károsodástól.

Radiátor

A leválasztható radiátor egységek természetes konvekción keresztül hűtik a transzformátor olaját: a melegen olaj emelkedik a radiátorba, hűl, és kapcsolókkal visszatér a tartályba, fenntartva egy folyamatos hűtési ciklust.

Bushings

Izoláló eszközök, amelyek lehetővé teszik, hogy az elektromos vezetékek áthaladhassanak a tartályn keresztül, a bushingek magas feszültségű mezőket tudnak kiszorítani. A kisebb transzformátorok szilíciumporcelán bushingeket használnak, míg a nagyobb egységek olajtartalmú kondenzerszerű bushingeket. A pára bevándorlása a legfőbb meghibásodási mód, amely a teljesítménytényező vizsgálatok (pl. Doble Power Factor Test) segítségével észlelhető, amelyek monitorozzák az izoláció romlását.