6 типов трансформаторов

Опубликовано: 13 Апрель 2015

Типы трансформаторов и их характеристики

Трансформаторы в коммерческих применениях обычно используются для изменения уровня напряжения с того, который подается в сети распределения, до напряжения, требуемого внутри здания, а также для снижения распределяемого внутри здания напряжения до уровня, который может быть использован конкретным оборудованием.
Обычно, в коммерческих строениях используются следующие шесть типов трансформаторов:
1. Трансформаторы подстанций
2. Трансформаторы первичных подстанций
3. Трансформаторы вторичных подстанций (силовых центров)
4. Трансформаторы для сетей
5. Трансформаторы, устанавливаемые на основании (КТП)
6. Распределительные трансформаторы в помещениях

Для специальных применений выпускается множество других типов трансформаторов, таких как сварочные, источники постоянного напряжения, и трансформаторы, удовлетворяющие требованиям высокого импеданса. Обсуждение этих специальных трансформаторов и их применения выходит за пределы данного материала.

1. Трансформаторы подстанций

Эти трансформаторы используются в находящихся на улице подстанциях.  Они  имеют мощность в 750-5000 кВА для однофазного устройства или 750-25 000 кВА для трехфазных устройств.

трансформатор 40 МВА

Высоковольтный трансформатор 40 МВА

Основной диапазон напряжений для таких трансформаторов, начинается с 3000 В, и выше. Выводы трансформаторы обычно переключаются вручную, при отключенном напряжении. Однако могут быть установлены средства автоматического переключения выводов. Напряжение на вторичной обмотке находится в диапазоне от 380 до 10000 вольт. Первичная обмотка обычно подключается треугольником, вторичная обмотка, как правило, подключается звездочкой, для облегчения заземления вторичной нейтрали.
В качестве изолирующей и охлаждающей среды трансформатора обычно используется жидкость. Высоковольтные подключения осуществляются посредством вводов, устанавливаемых на корпусе. Низковольтные подключения могут быть выполнены при помощи вводов, устанавливаемых на корпусе или при помощи воздушной камеры выводов.

2. Трансформаторы первичных подстанций

Вторичные обмотки этих трансформаторов подключаются к коммутационному оборудованию среднего напряжения. Это трехфазные устройства с мощностью в 1000 -10 000 кВА. Первичное напряжение находится в диапазоне от 6000 до 150 000 вольт. Напряжение на вторичных обмотках находится в диапазоне от 3000 до 30 000 вольт.

Трансформатор первичной подстанции

Трансформатор первичной подстанции

Переключение выводов, как правило, выполняется вручную, когда напряжение на трансформатор не подается (ПБВ). Однако могут быть установлены средства автоматического переключения выводов. Первичная обмотка обычно подключается треугольником. Трансформатор может быть масляным, использовать менее воспламеняющуюся жидкость, он может быть воздушным, сухим, залитым смолой под давлением, или заполненным газом. Высоковольтное подключение выполняется через вводы на корпусе, через воздушную камеру, или через горловину. Низковольтное соединение выполняется через горловину.

3. Трансформаторы вторичных подстанций

Вторичные обмотки этих трансформаторов подключаются к низковольтному коммутационному оборудованию или к распределительным щитам. Это трехфазные устройства мощностью 112.5-2500 кВА. Напряжение на первичной обмотке находится в диапазоне от 3000 до 35000 вольт. Выводы переключаются вручную при отключенном напряжении.  Напряжение на вторичной обмотке составляет 120-380 В.

трансформатор сухого типа

Trihal – трансформатор сухого типа, 1600 кВА, 10/0.4 кВ

Первичная обмотка, как правило, подключается треугольником, а вторичная обычно подключается звездочкой. Тип трансформатора может быть масляный, или с менее воспламеняющейся жидкостью, воздушный, сухой, залитый смолой под давлением или заполненный газом. Высоковольтные соединения осуществляются через вводы на корпусе, воздушную камеру, или через горловину. Низковольтное соединение осуществляется через горловину, но может быть использована и магистральная шина.

4. Трансформаторы для сетей

Такие трансформаторы используются в системах вторичных сетей, и имеют мощность 300-2500 кВА. Напряжение на первичной обмотке составляет 4160 – 34 500 В. Выводы переключаются вручную при отсутствии напряжения. Напряжение на вторичной обмотке составляет 208Y /120 В, и 480Y /277 В.

трансформатор - погружаемого типа

Сетевой трансформатор -  погружаемого типа

Трансформатор может быть масляным, либо залитым менее воспламеняющейся жидкостью. Он может быть воздушным, сухого типа, заполненным смолой под давлением, или газом. Первичная обмотка подключается треугольником, вторичная – звездочкой. Высоковольтное соединение обычно снабжается сетевым выключателем (включен-выключен-заземление), или прерывающим выключателем, как имеющим положение заземления, так и не имеющим его. Вторичная обмотка обычно снабжается подходящей сетевой защитой, или низковольтным воздушным выключателем, спроектированным в качестве функционального эквивалента сетевой защиты.
Трансформатор погружаемого типа пригоден для частой или непрерывной работы, будучи погруженным в воду. Устройства сейфового типа пригодны для эпизодических операций в погруженном под воду состоянии.

5. Трансформаторы, устанавливаемые на основании

Эти трансформаторы устанавливаются снаружи зданий там, где не подходит применение обычных подстанций. Это либо однофазовые, либо трехфазовые устройства. Так как они имеют особо прочную защищенную конструкцию, то для них не требуется установки ограды,

трансформатор, установленный на основании

Наружный трансформатор, установленный на основании

Соединения с первичными и вторичными обмотками выполняются в секциях, расположенных рядом друг с другом, но отделенными барьером от трансформатора и друг от друга. Доступ к подключениям выполняется через дверь на петлях, запираемую на висячий замок. Эти двери сконструированы таким образом, чтобы затруднить доступ в каждый отсек для посторонних лиц.
Когда устанавливаются вентиляционные отверстия, применяются решетки, устойчивые к взлому. Измерители, и аксессуары располагаются в отсеке низкого напряжения.
– Эти устройства имеют мощность 75-2500 кВА
– Напряжение на первичной обмотке равно 3000 – 35000 В
– Выводы переключаются вручную при отсутствии напряжения
– Напряжение на вторичной обмотке находится в диапазоне 120-380 В.
Первичная обмотка почти всегда подключается треугольником, или специальной конструкцией соединения звездочкой. Вторичная обмотка обычно подключается звездочкой.  Тройное соединение треугольником не приемлемо в случае магнитопровода с тремя ветвями, если только устройство, находящее в цепи до трансформатора, не размыкает все три фазы в случае отказа в одной фазе.
Трансформатор может быть масляным, либо залитым менее воспламеняющейся жидкостью. Он может быть воздушным, сухого типа, заполненным смолой под давлением, или газом. Высоковольтное подключение осуществляется через воздушную камеру, которая может иметь зажимные контакты, или снабжена устройством отключения, либо плавкими предохранителями. Соединение может быть либо одинарным, либо осуществляться по кольцевой схеме. Низковольтное соединение обычно осуществляется посредством кабеля внизу трансформатора. Но также может использоваться и магистральная шина.
Устанавливаемый на основание трансформатор сухого типа не несет опасности, присущей масляным трансформаторам, устанавливаемым на основании. Такие трансформаторы устанавливаются на крыше зданий, чтобы находиться как можно ближе к месту нагрузки.

6. Распределительные трансформаторы в помещениях     

Используемые вместе с распределительными щитами, и устанавливаемые отдельно, такие трансформаторы имеют мощность 1-333 кВА в случае однофазного устройства, или 2-500 кВА для трехфазного устройства.

Трансформатор, установленный в помещении

Трансформатор, установленный в помещении

 Охлаждающей средой здесь является воздух (вентилируемый или невентилируемый). Меньшие по размеру устройства помещаются в непроницаемые кожухи. Высоковольтные и низковольтные соединения относятся к зажимным соединениям кабелей. Импеданс распределительных трансформаторов обычно ниже импеданса трансформаторов для подстанций или вторичных подстанций.
Как устанавливаемые в помещении, так и наружные распределительные трансформаторы применяются для напряжения первичной обмотки до 35000 В, и имеют базовый импульсный уровень изоляции (BIL), равный 150 кВ.
Большинство трансформаторов для распределения электроэнергии при напряжении в 380 В, размещаемые в коммерческих зданиях, обычно называются "трансформаторами общего назначения". Напряжение вторичной обмотки у них обычно равно 208Y/120 В. Эти трансформаторы, в основном, сухого типа, и некоторые из них, имеющие небольшие размеры, также заключены в непроницаемые кожухи. Трансформаторы общего назначения используются для обслуживания освещения, бытовых приборов и штепсельных розеток, с напряжением 120 В.

Другая типизация трансформаторов

Фактически, все силовые трансформаторы, применяемые в коммерческих зданиях, представляют собой трансформаторы с двумя обмотками. Их называют изолированными трансформаторами, в противоположность трансформаторами с одной обмоткой, называемым автотрансформаторами. Трансформатор с двумя обмотками обеспечивает положительную изоляцию между первичной и вторичной цепью. Это желательно с точки зрения безопасности, изоляции электрических цепей, снижения уровней отказа, координации и уменьшения электрических помех.
Существует также ряд "специальных трансформаторов", используемых в таких приложениях, как рентгеновские аппараты, лабораторная техника, электронное оборудование, и специальная техника.
Специальные трансформаторы применяют там, где минимальная величина тока утечки может вызвать дугу, и воспламенение атмосферы (например, в насыщенной кислородом  атмосфере), или привести к персональным травмам (например, при открытых операциях на сердце). В этом случае вторичная обмотка не должна быть заземлена.

Трансформатор электродуговой печи постоянного тока

Рисунок 2 – Трансформатор электродуговой печи постоянного тока (DC EAF)

В большинстве чувствительных приложений, ток утечки может отслеживаться и контролироваться.  Для этого между первичной и вторичной обмотками помещается заземленный экран. Такой экран также снижает электромагнитные помехи, возникающие в первичной обмотке.

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки:

Оставить отзыв