Трансформатори и њихови типови: свеобухватан водич

Трансформерссу електрични уређаји који преносе енергију између кола електромагнетном индукцијом, обично за подизање напона, снижавање напона, обезбеђивање изолације или прилагођавање снаге за одређену примену. Главне врсте трансформатора укључујуенергетски трансформатори, дистрибутивни трансформатори, изолациони трансформатори, аутотрансформатори, инструментни трансформатори, и неколико дизајна дефинисаних фазом, методом хлађења, распоредом намотаја и случајем употребе.

Овај водич објашњава како се типови трансформатора разликују, где се обично користе и који су практични фактори важни при избору између њих.

Главни типови трансформатора су груписани према функцији, примени, конструкцији и електричној конфигурацији. У пракси, трансформатор може припадати неколико категорија одједном: јединица може бити трофазна-уроњена у уље-, нижа-и коришћена као дистрибутивни трансформатор. Разумевање ових преклапајућих категорија помаже вам да поузданије читате спецификације и бирате електричне трансформаторе на основу посла који треба да обављају.

На најједноставнијем нивоу, типови трансформатора одговарају на неколико кључних питања: Да ли трансформатор повећава или смањује напон? Да ли изолује кола? Да ли се користи у преносу, дистрибуцији, контроли, мерењу или заштити опреме? Да ли је направљен за унутрашње, спољашње, индустријске, комерцијалне или комуналне услуге?

Уобичајене категорије трансформатора укључују:

Енергетски трансформатори, користи се у производним и преносним мрежама где се велике количине енергије крећу на високом напону.

Разводни трансформатори, који се користи ближе крајњим корисницима за смањење напона за домове, зграде и објекте.

Изолациони трансформатори, који се користи за електрично раздвајање кола док и даље магнетно преноси снагу.

Ауто трансформатори, који користе заједнички распоред намотаја за ефикасно подешавање напона где није потребна изолација.

Инструмент трансформатори, као што јеструјни и напонски трансформатори, који се користи за мерење, надзор и заштиту.

Трансформатори{0}}горе и{1}}ниже, класификоване према томе да ли подижу или снижавају напон.

Једнофазни{0}}и трофазни-трансформатори, класификоване према врсти електроенергетског система који опслужују.

Трансформатори сувог{0}}типа и{1}}пуњени уљем, класификована по изолацији и начину хлађења.

Трансформатор ради зато што наизменична струја у једном намотају ствара променљиво магнетно поље у језгру. То магнетно поље индукује напон у другом намотају. Однос између завоја у примарном и секундарном намотају одређује да ли је излазни напон већи, нижи или приближно исти као и улазни.

Језгро је обично направљено од ламинираног магнетног челика или другог магнетног материјала који помаже у вођењу магнетног флукса. Ламинације смањују губитке енергије узроковане циркулишућим струјама унутар језгра. Намотаји су обично бакарни или алуминијумски проводници изоловани један од другог и распоређени тако да задовоље напон, струју и термичке захтеве.

Трансформатор не ствара енергију. Он тргује напоном и струјом према снази која се преноси, минус губици. Када се напон повећа, струја се смањује за приближно исти ниво снаге. Када се напон смањи, струја се повећава. Овај однос је разлог зашто електричне мреже користе висок напон за{4}}пренос на велике удаљености и нижи напон ближе коначном оптерећењу.

Енергетски трансформатори су дизајнирани за-преношење енергије великих размера, посебно у производним станицама, преносним подстаницама и великим индустријским системима. Њихова улога је да појачају напон за ефикасан пренос или га спусте на подстаницама пре него што електрична енергија уђе у локалне дистрибутивне мреже.

Ове јединице су обично направљене за високу ефикасност при великом оптерећењу јер чак и мали процентуални губици могу бити важни када су нивои снаге велики.

Често раде на високим напонима и могу укључивати сложене изолационе системе, опрему за хлађење, заштитне уређаје, измењиваче славина и функције надзора. Њихова величина и дизајн зависе од класе напона, капацитета, радног циклуса, услова на локацији и захтева мреже.

Енергетски трансформатор се може користити за повезивање производног постројења на далековод, повезивање два нивоа напона унутар мреже или напајање великог индустријског објекта. Пошто ови трансформатори подносе знатну енергију, спецификација и одржавање захтевају пажљив инжењеринг. Фактори као што су кратко-снага кратког споја, координација изолације, пораст температуре, квалитет уља и подешавања заштите могу да утичу на дугорочну-поузданост.

Енергетски трансформатори су најчешћи у:

Постројења за производњу електричне енергије

Преносне подстанице

Интерконекције високог{0}}напона

Велики индустријски објекти

Постројења за обновљиву енергију која се повезују на мрежу

Комуналне мреже где је потребан масовни пренос енергије

Кључна идеја је размера. Енергетски трансформатори се бирају када конверзија напона мора да подржава проток енергије великог{1}}капацитета, а не само сервис локалне опреме.

Разводни трансформаторисмањите напајање средњег{0}}напона на ниже напоне које могу да користе куће, комерцијалне зграде, фарме и мала индустријска оптерећења. То су типови трансформатора који многи људи виде монтиране на стубове, постављене на бетонске подлоге или постављене у близини зграда.

За разлику од енергетских трансформатора, дистрибутивни трансформатори се налазе близу краја електричног ланца испоруке. Дизајнирани су да опслужују променљива дневна оптерећења, често радећи непрекидно како потражња расте и опада. Пошто могу да остану под напоном током целог сата, мали губици без-оптерећења и одговарајућа ефикасност на различитим нивоима оптерећења су важна разматрања при дизајну.

Дистрибутивни трансформатори долазе у неколико облика, укључујући јединице{0}}монтиране на стубове, јединице постављене на под{1}}, трезорске трансформаторе и јединице сувог-типа унутар зграда. Њихов дизајн зависи од окружења за инсталацију, захтева напона, безбедносних разматрања и стандарда услужних делатности или објеката.

Дистрибутивни трансформатори се често користе за:

Стамбене четврти

Пословне зграде

Школе и јавни објекти

Објекти лаке индустрије

Спољашњи сервисни пунктови

Изградња електричних просторија

Сеоска електрична служба

Посао дистрибутивног трансформатора је практичан и локални: безбедно и поуздано испоручују употребљиви напон тамо где се троши електрична енергија.

Изолациони трансформаторизаштити одвајањем улазног кола од излазног кола, тако да између њих нема директне електричне везе.

Снага се и даље преноси путем магнетне спреге, али секундарно коло је електрично изоловано од примарног. Ово раздвајање може да смањи опасност од удара у одређеним контролисаним апликацијама, ограничи пренос буке, помогне у решавању проблема са уземљењем и заштити осетљиву опрему од неких сметњи.

Изолациони трансформатори се широко користе у лабораторијама, системима медицинске-опреме где су правилно специфицирани, индустријским контролама, испитним столовима, системима података и аудио или инструментацијским поставкама. Они нису универзални сигурносни лек, али могу бити драгоцени када је изолација део правилно дизајнираног електричног система.

Важна разлика је у томе што изолациони трансформатори обично имају одвојене примарне и секундарне намотаје. То физичко раздвајање је оно што их разликује од аутотрансформатора, који деле део намотаја и не пружају исту врсту изолације.

Изолациони трансформатори могу помоћи у:

Одвајање осетљиве опреме од -сметања на страни извора

Смањење одређених врста електричног шума

Креирање одвојено изведеног система када је пројектован и правилно инсталиран

Побољшање безбедности током тестирања на клупи када се користи са одговарајућим процедурама

Ограничавајући проблеми{0}}уземљења у неким мерним и аудио апликацијама

Међутим, правилно уземљење, заштита од прекомерне струје, избор кућишта и праксе инсталације су и даље важни. Изолациони трансформатор треба да буде изабран као део комплетне стратегије безбедности и{1}}квалитета енергије, а не као самостално- решење за сваки електрични проблем.

Ауто трансформаторикористите један намотај са славинама уместо потпуно одвојених примарних и секундарних намотаја. Део намотаја је заједнички и за улаз и за излаз. Овај дизајн може бити мањи, лакши и ефикаснији од трансформатора са два-намотаја за одређене односе конверзије напона.

Ауто трансформатори се обично користе тамо где су улазни и излазни напони релативно близу и електрична изолација није потребна. Примери укључују регулацију напона, покретање мотора, тестирање опреме и усклађивање напона напајања са оптерећењем. Променљиви аутоматски трансформатори омогућавају подесив излазни напон, што може бити корисно у лабораторијама, пословима одржавања и контролисаним окружењима за тестирање.

Компромис је изолација. Пошто су улаз и излаз електрично повезани преко намотаја, аутоматски трансформатори не би требало да се користе тамо где је потребно раздвајање кола ради безбедности, контроле буке или дизајна система. Када упоређујете трансформаторе и њихове типове, ово је једна од најважнијих разлика коју треба запамтити: аутоматски трансформатори могу бити ефикасни и економични, али не замењују изолационе трансформаторе.

Трансформатори{0}}навише и{1}}наниже описују правац напона, а не одређени физички стил. Степ{3}}трансформатор повећава напон са примарног на секундарни. Постепени{5}}трансформатор смањује напон са примарног на секундарни.

Степ-трансформатори се користе када електрична енергија мора ефикасно да путује на велике удаљености или када опрема захтева већи напон од доступног напајања. У електроенергетским системима, напон производње се често повећава за пренос јер већи напон смањује струју за исти пренос снаге, помажући у смањењу губитака у линији.

Ниже{0}} трансформатори се користе свуда где напон мора да се смањи ради безбедније или практичније употребе. Дистрибутивни трансформатори су обично нижи-трансформатори, снижавајући напон на сервисни ниво. Управљачки трансформатори унутар опреме такође снижавају напон за рад релеја, контактора, сензора и управљачких кола.

Брз начин да разумете разлику:

Степ{0}}трансформатор:нижи улазни напон, већи излазни напон, нижа излазна струја за сличну снагу.

Степ{0}}низи трансформатор:већи улазни напон, нижи излазни напон, већа излазна струја за сличну снагу.

Изолациони трансформатор:сличан напон се може одржавати, али примарна сврха је раздвајање кола.

Ауто трансформатор:напон се подешава са заједничким намотајем, обично без изолације.

Једнофазни{0}}трансформатори се користе са једнофазним-електрицним системима, који су уобичајени у стамбеним, малим комерцијалним, осветљењем и контролним апликацијама. Имају једну примарну и једну секундарну фазу. Њихова конструкција је генерално једноставнија од трофазних-агрегата, иако се њихове карактеристике и дизајн и даље веома разликују.

Тро-трофазни трансформатори опслужују трофазне системе напајања, који су уобичајени у комерцијалним зградама, индустријским објектима, комуналним предузећима и великим моторима. Трофазну трансформацију-може да обави један трофазни-трансформатор или група од три једнофазна-трансформатора. Најбољи избор зависи од дизајна система, потреба за редундансом, простора, трошкова, праксе одржавања и стратегије замене.

Трофазни{0}}трансформатори могу да користе различите везе намотаја, као што су трокут или Вие распоред. Ове везе утичу на уземљење, напонске односе, понашање квара и хармонијске перформансе. У многим стварним-системима, избор трансформатора је уско везан за начин на који је електрични систем уземљен и заштићен.

diagram showing step-up, step-down, and isolation transformer winding concepts

Трансформатори{0}}сувог типакористите ваздушну и чврсту изолацију уместо течног уља за хлађење и изолацију. Често се постављају у затвореном простору, у комерцијалним зградама, индустријским постројењима и на локацијама где опрема{1}}пуњена течношћу може бити мање пожељна. Вентилисани суви-трансформатори се ослањају на циркулацију ваздуха, док дизајни од запечаћене или ливене-смоле нуде додатну заштиту у одређеним окружењима.

Трансформатори{0}}пуњени уљемкористите изолациону течност да помогнете у хлађењу унутрашњих компоненти и обезбедите диелектричну чврстоћу. Уобичајени су у комуналним, отвореним и апликацијама већег{1}}капацитета. Течност преноси топлоту од намотаја и језгра до резервоара и расхладних површина. Неке јединице користе минерално уље, док друге могу да користе алтернативне изолационе течности у зависности од захтева за животну средину,{4}}пожарну безбедност или примену.

Избор између сувог-типа и дизајна пуњеног уљем{1}} зависи од локације инсталације, капацитета, разматрања пожара, преференција за одржавање, изложености животне средине, захтева за буку и локалних правила. Ниједан дизајн није аутоматски бољи у сваком случају. Права опција зависи од електричних услова и услова на локацији.

Инструментни трансформатори смањују високу струју или високи напон на безбедније, стандардизоване вредности за бројила, релеје и контролну опрему. Они су неопходни јер већина мерних уређаја не може да се повеже директно на -кола високе енергије.

Струјни трансформатори, који се често називају ЦТ, производе смањену струју пропорционалну струји која тече у проводнику. Користе се за мерење, заштитно преношење, надзор и управљање енергијом. Одговарајући избор ЦТ укључује однос, класу тачности, оптерећење, понашање засићења и безбедно секундарно руковање.

Трансформатори напона, који се у неким контекстима називају и потенцијалним трансформаторима, смањују напон на ниво погодан за инструменте и заштитне уређаје. Они омогућавају опреми за надзор да мери напон система без директног излагања пуном примарном напону.

Инструментални трансформатори могу изгледати мали у поређењу са енергетским или дистрибутивним трансформаторима, али они играју главну улогу у сигурности и контроли система. Заштитни релеји зависе од тачних сигнала за откривање кварова и исправан рад прекидача.

Поред главних категорија, многи електрични трансформатори су направљени за специфичне задатке. Овеврсте трансформатораможе се изабрати када стандардна конверзија напона није довољна.

Управљачки трансформатори снабдевају нижи напон управљачким круговима у машинама, ХВАЦ системима, панелима и опреми за аутоматизацију. Дизајнирани су за руковање ударима релеја, контактора, соленоида и других контролних уређаја. Поуздан контролни напон помаже опреми да се покрене, заустави и доследно реагује.

Тороидални трансформатори користе језгро{0}}у облику прстена. Они могу бити компактни и могу произвести нижа залутала магнетна поља од неких традиционалних облика језгра када су правилно дизајнирани. Уобичајени су у електроници, аудио опреми и специјализованим изворима напајања.

Буцк{0}}појачавајући трансформаторинаправите мала подешавања напона горе или доле. Они су корисни када је напон напајања мало превисок или пренизак за потребе опреме. У многим применама, они нуде практичну алтернативу за замену веће електричне инфраструктуре.

Трансформатори за уземљењеобезбедите референцу уземљења за системе којима иначе недостаје, као што су одређени системи{0}}повезани са делта. Помажу у подршци{2}}откривању кварова на земљи и стабилизацији система када су правилно пројектовани.

Требало би да бирате између типова трансформатора почевши од оптерећења, напона, потреба за изолацијом, окружења, радног циклуса и безбедносних захтева. Најбољи трансформатор није само највећа или најбогатија опција{1}}; то је онај који одговара електричном систему и условима инсталације без непотребне сложености.

Практични процес селекције укључује:

Дефинишите примарни и секундарни напон.Потврдите напон напајања, потребан излазни напон, фреквенцију и да ли је систем једнофазни-или трофазни-.

Израчунајте потребан капацитет.Одредите струју оптерећења, привидну снагу, почетну струју, континуирану потражњу и очекивани будући раст оптерећења.

Идентификујте сврху.Одлучите да ли је приоритет конверзија напона, изолација, дистрибуција, мерење, контролна снага, уземљење или регулација.

Проверите захтеве за изолацију.Користите изолационе трансформаторе када је потребно електрично раздвајање. Немојте претпостављати да аутотрансформатори пружају изолацију.

Ускладите окружење.Узмите у обзир унутрашњу или спољашњу инсталацију, вентилацију, влагу, прашину, температуру, корозију, буку и расположиви простор.

Прегледајте потребе заштите.Координирајте поставке осигурача, прекидача, уземљења, заштите од пренапона и релеја са дизајном трансформатора.

Узмите у обзир ефикасност и губитке.Процените радни профил, образац пуњења, нема-губитака оптерећења и управљање топлотом.

План за уградњу и одржавање.Укључује приступ, подизање, размаке, инспекцију, тестирање и будућу замену.

Ова контролна листа помаже да се сузи многе врсте трансформатора у мањи скуп реалних опција.

Трансформатори су поуздани када су правилно одабрани и одржавани, али и даље захтевају поштовање. Неодговарајуће димензионисање, лоша вентилација, лабави прикључци, продор влаге, преоптерећена кола и погрешно уземљење могу довести до прегревања, сметњи, оштећења изолације или несигурних услова.

Инсталација треба да прати важеће кодове, упутства произвођача и квалификоване инжењерске или електричне смернице. Важни детаљи укључују димензионисање проводника, заштиту од прекомерне струје, спајање, уземљење, степен заштите, зазоре, сеизмичке захтеве или захтеве за монтажу и вентилацију. Трансформатори такође генеришу топлоту и звук, тако да постављање може утицати на удобност и поузданост.

Потребе за одржавањем варирају у зависности од дизајна. Трансформатори сувог{1}}типа можда захтевају чишћење, проверу везе, термичку инспекцију и преглед вентилације.

Трансформатори{0}}пуњени уљем могу да захтевају тестирање течности, проверу цурења, проверу чаура, праћење температуре и преглед заштитних уређаја.

Мерне трансформаторе и управљачке трансформаторе такође треба проверити као део ширег одржавања система.

Знакови упозорења који заслужују пажњу укључују:

Необично зујање,зујање, или вибрација

Прекомерна топлота или промена боје

Мириси паљења или видљиво оштећење изолације

Цурење уља на јединицама{0}}пуњеним течношћу

Поновљени рад осигурача или прекидача

Корозија, влага или контаминација

Нетачна очитавања бројила или релејни аларми

Када се ови проблеми појаве, најсигурнији одговор је укључити квалификовано особље, а не третирати трансформатор као једноставну заменљиву додатну опрему.

Постоје различити типови трансформатора јер електрични системи имају различите потребе. Енергетски трансформатори преносе велике количине енергије преко високонапонских-мрежа. Дистрибутивни трансформатори смањују напон за свакодневну употребу. Изолациони трансформатори одвајају кола за безбедност, смањење буке или дизајн система. Аутоматски трансформатори ефикасно подешавају напон када изолација није потребна.

Друге категорије прецизирају избор. Трансформатори-горе и{2}}ниже описују правац напона. Једнофазни-и трофазни-трансформатори одговарају електроенергетском систему. Трансформатори сувог{7}}типа и{8}}пуњени уљем се односе на окружење за изградњу, хлађење и инсталацију. Мерни трансформатори подржавају мерење и заштиту.

Ако се сећате једног правила, нека буде ово: дефинишите посао пре него што изаберете трансформатор. Напон, оптерећење, фаза, изолација, окружење, ефикасност, заштита и одржавање све то обликује исправну одлуку. Са овим основама на месту, многе врсте трансформатора постају лакше разумети, упоређивати и безбедно применити.

Контактирајте сада

П: Колико брзо можете испоручити трансформатор?

О: Зависи од количине и капацитета трансформатора, обично у року од месец дана од датума који је купац потврдио.

П: Колико дуго можете пружити гаранцију квалитета?

О: 24 месеца од датума рада трансформатора.

П: Који начин плаћања прихватате?

О: Т/Т (банковни трансфер) преферирано, акредитива се прихватају.