Güç trafosu tasarımı

Transformatör, bir voltajın alternatif akımını başka bir voltajın alternatif akımına dönüştüren bir elektrik makinesidir.

Güç transformatörlerinin ana yapısal elemanları: gövde, çekirdek, sargılar, soğutma cihazı, burçlar ve koruyucu cihazlar (genişletici, egzoz borusu ve gaz rölesi).

Transformatörün sargıları, birincil sargı tarafından oluşturulan manyetik akı, ikincil sargıların çoğuna nüfuz edecek şekilde düzenlenmiştir. Bu gereklilik, kapalı bir manyetik devre olan çelik çekirdeğin yapımı ile sağlanır. Sargıların ve manyetik sistemin karşılıklı dizilişine bağlı olarak iki ana tip transformatör vardır: çubuk ve armatür.

Bir çubuk transformatörde sargılar, manyetik devreyi kapatan boyunduruklarla bağlanan çekirdek çubukların üzerinde bulunur. Çubuk tipi, güç kaynakları ve bir dizi özel transformatör için kullanılır. Zırhlı bir transformatör, sanki "zırhlanmış" gibi sargıyı kaplayan dallanmış bir manyetik devre kullanır.Zırh benzeri çekirdek yapısı, özellikle küçük tek fazlı transformatörler için kullanılır.

Üç fazlı çubuk transformatör:

Çekirdek olarak adlandırılan transformatörün manyetik devresi, alaşımlı çelik saclardan monte edilmiştir. Sayfaları kapatmamak için ince bir vernik tabakası ile önceden kaplanır veya kağıtla yapıştırılır.

Çekirdek, bobinleri taşıyan çubuklardan ve manyetik devreyi kapatan bir boyunduruktan oluşur. Çekirdeğin enine kesiti, bobinlerin şekline mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır.

Dikdörtgen sargılarda, çekirdeğin enine kesiti dikdörtgen yapılır. Yuvarlak - çekirdeğin çok seviyeli bir bölümü vardır. Çekirdeğin büyük bir enine kesiti varsa, ısıyı uzaklaştırmak için çekirdeği ayrı paketlere bölen uzunlamasına hava kanalları yapılır.

Levhalar pim veya perçinlerle birlikte çekilir. Temas düzleminde girdap akımları oluşabileceğinden, ayrı levhalar birbirine bağlanmamalıdır. Levhaların pim ve perçinlerden kapanmasını önlemek için üzerlerine izolasyonlu borular yerleştirilir. Somunlar ve perçin başları, elektrikli karton rondelalar ile göbek pres plakalarından izole edilmiştir.

Transformatörlerde iki tip sargı kullanılır: disk ve silindirik.

Disk şeklindeki bir sargı tasarımıyla, birincil ve ikincil sargılar, transformatör çekirdeği üzerinde seri olarak değişen bir dizi düz disk şeklindeki sargılara bölünmüştür.

Silindirik bir sargıda, birincil ve ikincil sargılar eş merkezli olarak düzenlenir. Alçak gerilim sargısı, çelikten yalıtılması daha kolay olduğu için genellikle çekirdeğe daha yakın yerleştirilir.

Sargılar yapılırken, tek tek tellerin yalıtımı, katmanlar ve sargılar arasındaki yalıtım, birincil ve ikincil (ikincil) sargılar arasındaki yalıtım ve sargıların çekirdeğe göre yalıtımı arasında bir ayrım yapılmalıdır.

Transformatörün sargıları, yalıtımla kaplı bakır telden yapılmıştır. Sargı tellerini yalıtmak için kağıt, bazen pamuk ipek ipliği, vernik (emaye) folyo veya birkaç yalıtım katmanı kullanılır, örneğin, bir vernik tabakası ve bir ipek ipliği tabakası, bir kağıt tabakası ve bir kat pamuk ipliği tabakası , vesaire.

Kağıt ayırıcılar, katmanlar arasında yalıtım olarak kullanılır. Sargılar, yağa batırılmış bant, kağıt veya bezle sarılmış rondelalar veya elektrikli karton contalarla yalıtılmıştır.

Transformatör sargılarının uçları, onları topraklanmış gövdeden (tank) izole eden burçlar yardımıyla dışarı çıkarılır.

Transformatör cihazı:

Üç fazlı bir transformatörün sargılarını bağlamanın iki temel yolu vardır: üçgen bağlantı ve yıldız bağlantı. Sargılar delta bağlı olduğunda, faz gerilimi hat gerilimine eşittir ve faz akımı hat akımından 1,73 kat daha azdır. Sargılar yıldız bağlı olduğunda faz gerilimi hat geriliminden 1,73 kat daha azdır ve faz akımı hatta eşittir.

Sargıları üç fazlı bir transformatöre bağlama yöntemi, ikincil voltajın primere göre faz açısı buna bağlı olduğundan büyük önem taşır. Primer ve sekonder sargı voltajı arasındaki faz kayması ayrıca bobinlerin sargı yönüne de bağlıdır. Daha fazla ayrıntı için buraya bakın: Güç transformatörlerinin sargılarını bağlamak için şemalar ve gruplar

Transformatörlerin tasarlandığı yer ortak paralel çalışma içinBu transformatörlerin fazlarının anlık potansiyellerinin aynı olması gerekmektedir. Yüksek ve alçak gerilim sargılarının hat gerilimleri arasında aynı faz kaymasına sahip olan transformatörler, saat atamasına göre bir numara atanan aynı sargı bağlantıları grubuna atanır.

Sargıyı çekirdekten yalıtmak ve yüksek gerilim sarımını alçak gerilim sargısından yalıtmak için fırınlanmış kağıttan preslenmiş sert silindirler ya da elektrikli kartondan yapılmış silindirler, sözde yumuşak silindirler kullanılır.

Trafo yapımında yaygın olarak özel bir mineral (petrol) yağı kullanılır. trafo… Tanklar trafo yağı ile doldurulur ve içine sargılı bir çekirdek daldırılır. Bu tasarım, yüksek güçlü güç transformatörleri, yüksek güçlü doğrultucu transformatörler, yüksek güçlü darbe transformatörleri için benimsenmiştir.

Nemi ve safsızlıkları giderilmiş, yani kurutulup saflaştırılmış trafo yağı, sargılar ile metal kasa arasında iyi bir yalıtkandır. Ayrıca ısıl iletkenliği havadan daha yüksek olan trafo yağı, ısıyı transformatörün aktif parçalarından tankın dış yüzeylerine iyi bir şekilde iletir.

Transformatörün gücü arttıkça kayıplar geometrik boyutlarından daha hızlı büyür, bu da soğutma yüzeyinin arttırılması ihtiyacını doğurur. Ayrıntılara buradan bakın: Güç transformatörleri için soğutma sistemleri

Uygulamada, birincil ve ikincil sargıların elektriksel olarak bağlandığı alternatif voltajı dönüştüren cihazlar kullanılır. Bu cihazlara otomatik dönüştürücüler denir.

Bir ototransformatör, geleneksel bir transformatörden, birincil ve ikincil sargılarının yalnızca endüktif olarak (geleneksel bir transformatörde olduğu gibi) değil, aynı zamanda elektriksel olarak da bağlanmasıyla farklıdır.

Ayrıca bakınız: Güç transformatörlerinin performans özellikleri