Jaké jsou typy cívek transformátorů?

Jaké jsou typy cívek transformátorů?

Typy transformátorů

• Transformátory s jádrem mají cívky na vnějších členech

• Transformátory s pláštěm mají cívky na vnitřních členech

Hlavně existují dva typy transformátorů

• Transformátor s jádrem

• Transformátor s pláštěm

Typy cívek používaných pro transformátor s jádrem

Cylindrické cívky

Tyto cívky jsou vrstveného typu a používají obdélný nebo kulatý vodič, jak je znázorněno na obr. (a) a (b). Vodiče jsou zavinuty na plochých stranách, jak je znázorněno na obr. (c), a zavinuty na žeberné straně na obr. (d).

Použití cylindrických cívek

Cylindrické cívky jsou nízkonapěťové cívky používané až do 6,6 kV pro kVA až 600-750, a proudové hodnocení mezi 10 až 600 A.

Helikoidální cívky

Používáme helikoidální cívky pro nízkonapěťové, vysokokapacitní transformátory, kde je proud vyšší, zároveň má cívka méně závitů. Výkon transformátoru se pohybuje od 160 – 1000 kVA od 0,23-15 kV. Pro zajištění dostatečné mechanické pevnosti se průřezová plocha pásky nezmenšuje pod 75-100 mm čtverečních. Maximální počet pásek použitých paralelně k vytvoření vodiče je 16.

Existují tři typy

• Jednoduchá helikoidální cívka

• Dvojitá helikoidální cívka

• Disk-helikoidální cívka

Jednoduché helikoidální cívky se skládají z závitu v axiálním směru podél šroubové čáry s nakloněním. Každá cívka má pouze jednu vrstvu závitů. Výhodou dvojitých helikoidálních cívek je snížení eddy current ztrát v vodičích. To je způsobeno sníženým počtem paralelních vodičů umístěných v radiálním směru.

U disk-helikoidálních cívek jsou paralelní pásy umístěny vedle sebe v radiálním směru, aby pokryly celou radiální hloubku cívky.

Vícevrstvé helikoidální cívky

Běžně se používají pro vysokonapěťové hodnocení 110 kV a více. Tyto typy cívek se skládají z několika válcových vrstev soustředně zavinutých a spojených v řadu.

Vnější vrstvy jsou kratší než vnitřní vrstvy, aby byla kapacitance rovnoměrně rozdělena. Tyto cívky především zlepšují chování transformátoru při přechodech.

Křížové cívky

Tyto cívky se používají v vysokonapěťových cívkách malých transformátorů. Vodiče jsou papírově obalené kulaté dráty nebo pásy. Cívky jsou rozděleny na několik cívek, aby bylo sníženo napětí mezi sousedními vrstvami. Tyto cívek jsou axiálně odděleny o 0,5 až 1 mm, s napětím mezi sousedními cívkami udržovaným v rozmezí 800 až 1000 V.

Vnitřní konec cívky je spojen s výstupním koncem sousední cívky, jak je znázorněno na obrázku výše. Skutečná axiální délka každé cívky je asi 50 mm, zatímco mezera mezi dvěma cívkami je asi 6 mm, aby bylo možné umístit bloky izolačního materiálu.

Šířka cívky je 25 až 50 mm. Křížové cívky mají vyšší pevnost než cylindrické cívky za normálních podmínek. Nicméně, křížové cívky mají nižší impulzní pevnost než cylindrické cívky. Tento typ také má vyšší náklady na práci.

Diskové a spojité diskové cívky

Primárně se používají pro vysokokapacitní transformátory. Cívka se skládá z řady nebo paralelních plochých cívek nebo disků. Cívek jsou tvořeny obdélnými pásky zavinutými spirálovitě od středu ven v radiálním směru, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku.

Vodiče mohou být jediný pás nebo více pásů paralelně zavinutých na ploché straně. To poskytuje robustní konstrukci pro tento typ cívek. Disky jsou od sebe odděleny tlustými deskami připojenými k vertikálním pruhům.

Vertikální a horizontální prostory poskytují radiální a axiální kanály pro volnou cirkulaci oleje, který se dotýká každého závitu. Plocha vodiče se pohybuje od 4 do 50 mm čtverečních a limity pro proud jsou 12 – 600 A. Minimální šířka olejového kanálu je 6 mm pro 35 kV. Výhodou diskových a spojitých cívek je jejich vyšší mechanická axiální pevnost a levnější výroba.

Cívky pro transformátory s pláštěm

Sandvičové cívky

Umožňují snadnou kontrolu nad reaktancí, čím blíže jsou dvě cívky spolu na stejném magnetickém osy, tím větší je podíl vzájemného toku a tím menší je únikový tok.Únik lze snížit dělením nízkonapěťových a vysokonapěťových částí. Koncové nízkonapěťové části, známé jako polocívkové, obsahují polovinu závitů normálních nízkonapěťových částí.

Pro vyrovnání magnetomotorických sil sousedních částí nese každá normální část, zda jde o vysoké nebo nízké napětí, stejný počet amper-závitů. Čím vyšší stupeň dělení, tím menší je reaktance.

Výhody cívek s pláštěm v transformátorech

• Vysoká odolnost proti krátkozaměření

• Vysoká mechanická pevnost

• Vysoká dielektrická pevnost

• Vynikající kontrola únikového magnetického toku

• Efektivní schopnost ochlazování

• Flexibilní návrh

• Kompaktní velikost

• Vysoká spolehlivost návrhu