Фото → Трансформаторы. ч.4

На сегодняшний день в электроэнергетике широко распространено использование силовых трансформаторов, то есть таких устройств, которые выполняют преобразование электрической энергии в электрических установках и сетях, принимающих ее и использующих.	Силовые трансформаторы могут быть трехфазными и многофазными, мощностные характеристики которых составляют от 6,3 кВА. Кроме того, выделяют и однофазные устройства мощностью от 4 кВА. Для всех трансформаторов действует следующая классификация: - масляные, - разборные, - сухие, - литые, - суммирующие.	Однако, наибольшим распространением в современной промышленности все-таки пользуются масляные и сухие трансформаторы.
Применимо к высоковольтным линиям электропередач наиболее оптимальным решением будет использование силовых трансформаторов со следующими характеристиками: мощность до 1600 мВА, напряжение 330 кВ, 550 кВ, 750 кВ.	При повышении напряжения трансформаторы автоматически уменьшают силу тока. Из этого следует, что передаваемая мощность будет иметь неизменную величину, а потери в проводах линий будут резко сокращаться. Грубо говоря, если напряжение передаваемой энергии увеличивается в 10 раз, то потери снизятся в 100 раз. Благодаря этому, наблюдается снижение параметров потери энергии, а, следовательно, будет сокращаться расход цветных металлов.	Сухие трансформаторы подразделяются, в свою очередь, на однофазные и трехфазные. Данные устройства используются для понижения или повышения переменного тока. В качестве основной изолирующей среды в них используется атмосферный воздух, на которой, кроме того, еще возлагается охлаждающая функция. Такая разновидность трансформатора в настоящее время используется во многих областях промышленности, а также сельского хозяйства.
Масляные трансформаторы выдерживают напряжение от 6 до 10 кВ. Данные устройства наиболее оптимально эксплуатировать в умеренных или же очень холодных климатических условиях. Масляные трансформаторы предназначены для понижения значений напряжения в электросетях. В отличие от сухих трансформаторов, в масляных установках в качестве охлаждающей среды выступает специальная масляная смесь.	Вместе с обычными трансформаторами в современное время используют еще и комплексные трансформаторные подстанции (КТП). Данная установка представляет собой одно- или двух трансформаторные сооружения, главным предназначением которых является обработка трехфазного переменного тока. Необходимо, чтобы при этом частота тока составляла не менее 50 Гц, а напряжение варьировалось от 6 кВ до 10 кВ.	На сегодняшний день распространено изготовление трансформаторных подстанций в виде бетонных или же металлических сооружений, которые, в свою очередь, подразделяются на три отсека. Именно в них расположены распределительные устройства высших и низших напряжений, а также, непосредственно, сам силовой трансформатор. Если рассматривать сферу применения, то трансформаторные подстанции наиболее распространены в качестве инструментов для механизации разнообразных строительных объектов.
Без трансформаторов не обойтись почти ни одной современной фирме, работающей с большим количеством электрооборудования.	Для примера рассмотрим трансформаторы ТОЛС-10. У этого трансформатора очень тщательно выполнен один из главных узлов — изоляция. Она обеспечивается благодаря вакуумной заливке эпоксидных смол, которые позволяют сделать уровень изоляции, соблюдающий современные ГОСТы.	Внешний вид трансформатора тоже приемлемый. Корпус выполнен из металла, так же приятным сюрпризом станет наличие дополнительных «бонусов» трансформатора, таких как наличие пломб, что позволит ограничить доступ к трансформатору посторонним людям.
У данной марки существует несколько разновидностей, в зависимости от коэффициента трансформации. Изготавливаются они из различных магнитных материалов, что позволяет обеспечивать дополнительную безопасность электрооборудования с помощью их комбинирования. И таким образом можно несколько сэкономить на дополнительных приборах защиты электросети.	Такие трансформаторы имеют ряд требований к их месторасположению. Это температура от -10 до + 55 градусов Цельсия, влажность воздуха не более 100 процентов, а высота над уровнем моря не более одного километра. Так же в воздухе не должно содержаться каких-либо взрывоопасных веществ и паров.	Прибор, который мы сейчас называем трансформатор тока, был придуман сравнительно недавно – в конце XIX века. Свой вклад в изобретение трансформаторов тока и напряжения внесли такие учёные-физики, как М. Фарадей, Дж. Генри, Г. Румкорф и многие другие. Первый же трансформатор напряжения с разомкнутым сердечником изобрёл российский физик Павел Николаевич Яблочков в 1876 году.
В переводе с латинского языка «transformo» означает «преобразовывать», поэтому трансформатор – это специальное устройство, которое предназначено для трансформации переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения благодаря электромагнитной индукции. При этом постоянными величинами остаются частота тока и его мощность. Это прибор, в котором все части находятся в неподвижном состоянии и организованы в сложную электромагнитную систему.	Любой силовой трансформатор тока или напряжения состоит из первичной обмотки, вторичной обмотки (их может быть несколько) и ферромагнитного сердечника, который выполняет функции магнитного провода. Обмотки силового трансформатора тока представляют собой проволочную систему. При этом первичная обмотка обычно состоит из небольшого числа витков (электрических проводников), которые имеют сечение больших размеров и подключаются к переменному току последовательно.	Витков вторичной обмотки силового трансформатора напряжения намного больше и они имеют небольшое сечение. Обмотки трансформатора напряжения вместе с сердечником образуют электрическую цепь и создают магнитное поле, которое обеспечивают электродвижущую силу внутри трансформатора тока.
Обычно обмотки трансформатора напряжения находятся вокруг сердечника. Такие трансформаторы напряжения называются стержневыми. Они в большинстве случаев изготавливаются в вертикальном положении. Другой тип трансформаторов – броневые трансформаторы тока, обмотки которого заключены внутри сердечника. Особенностью данной конструкции является то, что она позволяет создавать трансформаторы тока не только вертикального, но и горизонтального положения.	Ещё один важный элемент трансформатора тока или напряжения – это система охлаждения. Во время работы силового трансформаторы тока могут вырабатывать достаточно большое количество тепла, поэтому для их правильной и бесперебойной работы прибор нужно постоянно охлаждать.	Охладить трансформатор напряжения можно либо при помощи специального масла, либо при помощи воздуха. Трансформаторы тока первого типа называют масляными.
Их достаточно часто используют в промышленности и на производстве, но в домашних условиях их применение может быть небезопасным, т.к. масло горючее и может стать причиной пожара при повреждении бака. Поэтому в быту чаще всего используются так называемые сухие трансформаторы, в которых охлаждение трансформатора тока происходит при помощи воздуха.	Сфера применения трансформаторов тока и напряжения весьма обширна. Трансформатор – очень важный элемент электрических и энергетических систем, который в буквальном смысле слова спасает бытовое и промышленное оборудование от перепадов напряжения, позволяет экономить значительные суммы на транспортировке электрической энергии. Это очень полезное устройство, которое достаточно часто используется, как в быту (в составе бытовой техники, компьютеров и т.д.), так и на производстве.	Электрическую энергию выгодно передавать при малой силе тока и высоком напряжении, поэтому по линиям электропередач (ЛЭП) передают именно такие токи. Но электрические сети жилых домов, торговых и офисных центров рассчитаны на напряжение в 220-230 В. Для преобразования высоковольтной электроэнергии с ЛЭП используется система трансформаторов напряжения.
Сначала на главных понижающих трансформаторных подстанциях напряжение понижается до 6-35 кВ, затем электрический ток такого напряжения передаётся на местные и цеховые трансформаторные подстанции, где при помощи трансформаторов тока напряжение понижается до 230-690 В, и затем распределяется между потребителями электрической энергии.	Так как сфера применения силовых трансформаторов тока и напряжения достаточно широка, существует множество разновидностей трансформаторов, которые предназначены для использования в самых разных условиях. Выше уже упоминалось о масляных и сухих трансформаторах, которые отличаются устройством системы охлаждения.	Обе разновидности трансформаторов напряжения относятся к наиболее распространенной группе трансформаторов – силовым трансформаторам напряжения, которые могут быть однофазными и трёхфазными. Такие трансформаторы чаще всего используют в бытовых и промышленных электрических сетях, в радио- и телеустройствах, в составе бытовой электронной техники и других приборах.
В зависимости от количества обмоток трансформаторы напряжения делятся на двухобмоточные (автотрансформаторы) и трёхобмоточные. Последние чаще всего используются на промышленном производстве в целях экономии средств на установку дополнительных силовых трансформаторов напряжения.	Кроме того, различают специальные виды силовых трансформаторов тока, которые предназначены для использования в строго определённой сфере. Импульсные трансформаторы тока преобразуют импульсные сигналы различной длительности. Разделительные трансформаторы напряжения используются в устройствах, где нужно обезопасить человека от ударов электрическим током высокого напряжения при соприкосновении с корпусом прибора и его нетоковедущими элементам при нарушении изоляции. Разработаны также специальные сварочные и печные трансформаторы тока, выпрямительные и пик-трансформаторы.