Pagtatayo ng Transformer

Ang Pagtatayo ng Transformer at mga Pangunahing Komponente

Ang isang transformer ay pangunahing binubuo ng magnetic circuit, electric circuit, dielectric circuit, tangke, at mga auxiliary components. Ang mga core elements nito ay ang primary/secondary windings at ang bakal na core, kung saan ang core ay itinayo mula sa silicon steel upang mabuo ang continuous magnetic path. Karaniwang laminated ang mga core ng transformer upang mapababa ang eddy current losses.

Magnetic Circuit

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

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

• Structural Terms:

• Limbs: Vertical sections kung saan nakawinding ang coils.

• Yoke: Horizontal sections na nag-uugnay sa 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 transformers ay nakaklasi batay sa core construction at winding placement sa:

Core-Type Transformer Construction

Sa disenyo ng core-type transformer, ang core ay nabuo sa pamamagitan ng pag-laminate ng rectangular frame structures. Ang mga laminations ay karaniwang hiniwa sa L-shaped strips, tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Upang mapababa ang magnetic reluctance sa joints ng lamination, inaarrange ang alternate layers sa isang staggered pattern, na nagreresulta sa walang continuous joint lines at nagbibigay ng smooth magnetic path.

Ang primary at secondary windings ay interleaved upang mapababa ang leakage flux, na may kalahati ng bawat winding na inaarrange either side-by-side o concentrically sa bawat core limb. Sa panahon ng placement, 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 inilalapat mas malapit sa core upang mapababa ang insulation requirements, na optimizes ang material efficiency at electrical safety.

Shell-Type Transformer Construction

Sa shell-type transformer, ang individual laminations ay hiniwa sa long E- at I-shaped strips (tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba), na nagbubuo ng dalawang magnetic circuits na may three-limb core. Ang central limb, na dalawang beses ang lapad ng outer limbs, ay nagdadala ng total magnetic flux, habang ang bawat outer limb ay nagdudulot ng kalahati ng flux, na nag-ooptimize ng magnetic efficiency at minumura ang leakage.

Shell-Type Transformer Design and Transformer Components

Shell-Type Transformer Winding and Core Structure

Ang leakage flux sa shell-type transformers ay mapapababa 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 nakaupo sa tabi ng core, na ang high-voltage (HV) winding ay nakabalot dito. Upang mapababa ang cost ng lamination, 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 naghihiwalay sa mga conductive parts. Ang core laminations (0.35–0.5mm thick para sa 50 Hz systems) ay napapalibutan ng varnish o oxide layer upang mapababa ang eddy current losses at tiyakin ang electrical isolation sa pagitan ng layers.

Tanks and Accessories

Conservator

Isang cylindrical tank na nakalagay sa roof ng main tank ng transformer, ang conservator ay gumagana bilang isang insulating oil reservoir. Ito ay tumatampok ng oil expansion 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 oil expansion/contraction. Ang silica gel sa loob ay sumasipsip ng moisture mula sa papasok na hangin, na nagpapanatili ng kalidad ng langis: ang fresh blue gel ay nagsisimula magpink habang ito ay nasasaturate, na ang dry gel ay may kakayahang mababahan ang air dew points sa ilalim ng -40°C.

Explosion Vent

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

Radiator

Ang detachable radiator units ay nag-cool ng transformer oil sa pamamagitan ng natural convection: ang heated oil ay umuusbong pataas patungo sa radiator, nag-cool, at bumabalik sa tangke sa pamamagitan ng valves, na nagpapanatili ng continuous cooling cycle.

Bushings

Ang insulating devices na nagpapayag sa electrical conductors na lumampas sa tangke, ang bushings ay nakakatitiis ng mataas na voltage fields. Ang maliliit na transformers ay gumagamit ng solid porcelain bushings, habang ang malalaking units ay gumagamit ng oil-filled condenser-type bushings. Ang moisture ingress ay ang pangunahing dahilan ng pagkakasira, na maaaring matukoy sa pamamagitan ng power factor tests (halimbawa, Doble Power Factor Test) na nagmomonitor ng degradation ng insulation.