Vad är en transformator?

En transformator är en elektrisk anordning som överför elektrisk energi från en krets till en annan genom elektromagnetisk induktion (även kallad transformatorhandling). Den används för att trappa upp eller stiga ned växelspänningen.

Komponenter i en transformator

Grundläggande delar av en transformator

Dessa är de grundläggande komponenterna i en transformator.

  1. Laminerad kärna
  2. lind
  3. Isolerande material
  4. Transformatorolja
  5. Peka på växlare
  6. Oljekonservator
  7. Paus
  8. Kylrör
  9. Buchholz Relay
  10. Explosionsventil

Av ovanstående är laminerad mjuk järnkärna, lindningar och isolerande material de primära delarna och finns i alla transformatorer, medan resten endast kan ses i transformatorer med en kapacitet på mer än 100KVA.

Har du inte tålamodet att läsa? Titta på videon.

Kärna

Kärna

Kärnan fungerar som stöd för lindningen i transformatorn. Det ger också en låg motvillighetsväg till magnetflödesflödet. Den är tillverkad av laminerad mjuk järnkärna för att minska virvelströmförlusten och hysteresförlusten. Kompositionen för en transformatorkärna beror på faktorer som spänning, ström och frekvens. Transformatorkärnans diameter är direkt proportionell mot kopparförlust och är omvänt proportionell mot järnförlust. Om kärnans diameter minskar reduceras stålet i kärnan, vilket leder till mindre kärnförlust av transformatorn och kopparförlusten ökar. När kärnans diameter ökas inträffar vice versa.

Varför är lindningarna gjorda av koppar?

  • Koppar har hög konduktivitet. Detta minimerar förluster såväl som mängden koppar som behövs för lindningen (volym och vikt på lindningen).
  • Koppar har hög duktilitet. Detta betyder att det är lätt att böja ledare till trånga lindningar runt transformatorns kärna, vilket minimerar mängden koppar som behövs såväl som lindningens totala volym.

Winding

Två uppsättningar av lindning görs över transformatorkärnan och isoleras från varandra. Lindningen består av flera varv av kopparledare bundna ihop och anslutna i serie.

Lindning kan klassificeras på två olika sätt:

  1. Baserat på ingångs- och utgångsförsörjningen
  2. Baserat på spänningsområdet

Inom klassificeringen för inmatning / utgång klassificeras lindningen ytterligare:

  1. Primärlindning - Detta är den lindning som ingångsspänningen appliceras på.
  2. Sekundärlindning - Detta är den lindning som utgångsspänningen appliceras på.

Inom spänningsområdet klassificeras lindningen ytterligare:

  1. Högspänningslindning - Den är tillverkad av kopparledare. Antalet varv som ska göras ska vara det multipla av antalet varv i lågspänningslindningen. Den använda ledaren blir tunnare än lågspänningslindningen.
  2. Lågspänningslindning - Den består av färre antal varv än högspänningslindningen. Den är tillverkad av tjocka kopparledare. Detta beror på att strömmen i lågspänningslindningen är högre än för högspänningslindningen.

Ingångsförsörjning till transformatorerna kan appliceras från antingen lågspänning (LV) eller högspänning (HV) lindning baserat på kravet.

Isolerande material

Isoleringspapper och kartong används i transformatorer för att isolera primär- och sekundärlindning från varandra och från transformatorkärnan.

Transformatorolja är ett annat isolerande material. Transformatorolja utför två viktiga funktioner: förutom isoleringsfunktion kan den också kyla kärnan och spolaggregatet. Transformatorens kärna och lindningen måste vara helt nedsänkt i oljan. Normalt används kolväte-mineraloljor som transformatorolja. Oljekontaminering är ett allvarligt problem eftersom kontaminering berövar oljan av dess dielektriska egenskaper och gör den värdelös som ett isolerande medium.

Delar av transformatorn

Konservator

Konservatorn konserverar transformatoroljan. Det är en lufttätt, metallisk, cylindrisk trumma som är monterad ovanför transformatorn. Konservatortanken ventileras till atmosfären upptill, och den normala oljenivån är ungefär mitt i konservatorn för att låta oljan expandera och dras samman när temperaturen varierar. Konservatorn är ansluten till huvudtanken inuti transformatorn, som är helt fylld med transformatorolja genom en rörledning.

Paus

Paus

Avluftaren styr fuktnivån i transformatorn. Fukt kan uppstå när temperaturvariationer orsakar expansion och sammandragning av den isolerande oljan, vilket sedan får trycket att förändras inne i konservatorn. Tryckförändringar balanseras av ett flöde av atmosfärisk luft in och ut ur konservatorn, vilket är hur fukt kan komma in i systemet.

Om den isolerande oljan stöter på fukt kan det påverka pappersisoleringen eller till och med leda till interna fel. Därför är det nödvändigt att luften som kommer in i tanken är fuktfri.

Transformatorens utluftare är en cylindrisk behållare som är fylld med silikagel. När den atmosfäriska luften passerar genom andningsluftens silikagel absorberas luftens fukt av silikakristallerna. Avluftaren fungerar som ett luftfilter för transformatorn och styr fuktnivån i en transformator. Den är ansluten till slutet av luftningsröret.

Knacka på växlare

Knacka på växlare

Transformatorernas utgångsspänning varierar beroende på dess ingångsspänning och belastning. Under belastade förhållanden minskar spänningen på utgångsterminalen, medan under belastningsläge förhållandena ökar utgångsspänningen. För att balansera spänningsvariationerna används tappväxlare. Knackväxlare kan vara antingen kranväxlare vid lastning eller kranväxlare utan belastning. I en kranväxlare på last kan tappningen ändras utan att transformatorn isoleras från matningen. I en avlastbar kranväxlare görs det efter att transformatorn har kopplats bort. Automatiska tappväxlare finns också tillgängliga.

Kylrör

Kylrör används för att kyla transformatoroljan. Transformatoroljan cirkuleras genom kylrören. Cirkulationen av oljan kan antingen vara naturlig eller tvingad. I naturlig cirkulation, när temperaturen på oljan stiger, stiger den heta oljan naturligt upp till toppen och den kalla oljan sjunker nedåt. Således cirkulerar oljan naturligt genom rören. Vid tvingad cirkulation används en extern pump för att cirkulera oljan.

Buchholz Relay

Buchholz Relay är en behållare som skyddas över anslutningsröret från huvudtanken till konservatortanken. Det används för att avkänna de fel som uppstår i transformatorn. Det är ett enkelt relä som drivs av gaserna som släpps ut under sönderdelningen av transformatorolja under interna fel. Det hjälper till att avkänna och skydda transformatorn från interna fel.

Explosion Vent

Explosionsventilen används för att driva kokande olja i transformatorn under tunga inre fel för att undvika explosionen av transformatorn. Under tunga fel rusar oljan ut ur ventilen. Nivån på explosionsventilen hålls normalt över nivån på vinterträdgården.

Mer om transformatorer

Jag har skrivit en serie artiklar för att hjälpa läsaren att förstå krafttransformatorer. Jag har listat två här, och om du är intresserad av att hitta mer kan du hitta dem genom att klicka på min författarprofil högst upp i denna artikel.

Hur fungerar en transformator - Grundläggande arbetsprinciper för transformatorn.

Vanliga frågor om transformatorer

  • Vanliga frågor om transformator | Elektriskt klassrum