داخل یک ترانسفورماتور قدرت چیست؟ توضیح قطعات و اجزای ترانسفورماتور - دانش

در نگاه اول، یک ترانسفورماتور قدرت ممکن است شبیه یک جعبه فولادی بزرگ باشد که در یک پست یا تاسیسات صنعتی نشسته است. اما در داخل آن محفظه یک سیستم با دقت طراحی شده است که از اجزای الکتریکی، مغناطیسی، مکانیکی و حفاظتی - تشکیل شده است که همه با هم کار می کنند تا انرژی الکتریکی را به طور ایمن و کارآمد منتقل کنند.

بسیاری از مردم فقط بیرون ترانسفورماتور را می بینند، اما کار مهندسی واقعی در داخل اتفاق می افتد. راقطعات ترانسفورماتور، ازهسته مغناطیسی به سیم پیچ ها، مواد عایق و تجهیزات خنک کننده،هر کدام نقش مهمی دارند اگر حتی یک جزء ضعیف طراحی یا نگهداری شود، عملکرد و قابلیت اطمینان ترانسفورماتور می تواند تحت تأثیر قرار گیرد.

این راهنما نگاهی دقیق تر بهاجزای ترانسفورماتور قدرت، توضیح دادنساختار ترانسفورماتور قدرت،اجزای اصلی ترانسفورماتور قدرتو لوازم جانبی مورد استفاده برای حفظ ایمنی ترانسفورماتورها برای چندین دهه.

یک ترانسفورماتور قدرت در اطراف چندین سیستم اصلی ساخته شده است. در حالی که طراحی ترانسفورماتور بسته بهسطح ولتاژ، ظرفیت و کاربردساختار داخلی به طور کلی بر اساس یک اصل است: ایجاد میدان مغناطیسی، انتقال انرژی، کنترل گرما و محافظت از تجهیزات.

بخش های اصلی شامل:

سیستم	اجزای اصلی	تابع
سیستم مغناطیسی	هسته، گیره های هسته ای، لمینیت های فولادی مغناطیسی	مسیری برای شار مغناطیسی فراهم می کند
سیستم برق	HVپیچ در پیچ، سیم پیچ LV، سرب	انرژی الکتریکی را منتقل می کند
سیستم عایق	روغن ترانسفورماتور, عایق کاغذ, پرس تخته	از خرابی الکتریکی جلوگیری می کند
سیستم خنک کننده	رادیاتورها، فن ، تجهیزات گردش روغن	گرمای تولید شده در حین کار را حذف می کند
سیستم حفاظتی	رله ها، سنسورهادستگاه های فشار	عیوب را تشخیص داده و از آن جلوگیری می کند

مجموعه ترانسفورماتور تمام این سیستم ها را در یک واحد کامل گرد هم می آورد. فقط مربوط به اتصال قطعات نیست - فاصله، عایق و استحکام مکانیکی همگی باید به دقت محاسبه شوند.

سیستم مغناطیسی یکی از مهم ترین بخش های داخل هر ترانسفورماتور است. بدون آن، انتقال انرژی الکترومغناطیسی به سادگی امکان پذیر نیست.

اصلیترانسفورماتور قدرت اجزای مغناطیسی استفاده از هسته آهنی و ساختارهای نگهدارنده آن است.

هسته معمولاً از ورق‌های فولادی سیلیکونی گرا-دانه ساخته می‌شود. این ورق ها برای کاهش تلفات انرژی ناشی از جریان های گردابی روی هم چیده می شوند.

یک هسته ترانسفورماتور عمدتاً شامل:

اندام های هسته، جایی که سیم پیچ ها نصب می شوند

یوغ ها که اندام ها را به هم متصل می کنند و مسیر مغناطیسی را کامل می کنند

سازه های بستن، که هسته را محکم در جای خود نگه می دارند

هسته های ترانسفورماتور مدرن اغلب استفاده می کنندمرحله- دورفناوری برای بهبود کارایی و کاهش نویز.

جزء اصلی	مواد	هدف
لمینیت های فولادی سیلیکونی	فولاد برقی با گره-	تلفات اصلی را کاهش می دهد
مفاصل{0}}گام	سازه فولادی چند لایه	عملکرد مغناطیسی را بهبود می بخشد
گیره های هسته	ساختار پشتیبانی فولادی	مونتاژ هسته را ثابت نگه می دارد
پوشش عایق	مواد عایق الکتریکی	جریان های گردشی را کاهش می دهد

هسته ممکن است مانند یک پشته ساده از ورق های فولادی به نظر برسد، اما طراحی آن تاثیر زیادی بر کارایی ترانسفورماتور دارد.

در میان همهاجزای ترانسفورماتور، سیم پیچ هستندبرخی از بحرانی ترین. آنها مسئول دریافت انرژی الکتریکی، ایجاد شار مغناطیسی و تولید ولتاژ خروجی هستند.

یک ترانسفورماتور قدرت معمولی شامل:

سیم پیچ ولتاژ بالا-(HV).

سیم پیچ ولتاژ پایین-(LV).

سیم پیچ سوم اختیاری

مسمعمولاً استفاده می شود زیرا رسانایی و استحکام مکانیکی عالی را ارائه می دهد.آلومینیومهمچنین در برخی از طرح های ترانسفورماتور که در آن ملاحظات وزن و هزینه مهم است استفاده می شود.

نوع سیم پیچ	مکان	عملکرد اصلی
سیم پیچ HV	برای عملیات ولتاژ بالا-طراحی شده است	سطوح ولتاژ بالاتر را کنترل می کند
سیم پیچ LV	معمولا به هسته نزدیکتر است	جریان بالاتری را حمل می کند
سیم پیچ سوم	سیم پیچ اضافی	پشتیبانی سیستم و عملکردهای کمکی را ارائه می دهد

مجموعه سیم پیچ تنها یک سیم پیچ نیستسیم. همچنین شامل می شودلایه های عایق، اسپیسرها، سیلندرها و قطعات نگهدارندهکه به ترانسفورماتور کمک می کند تا در برابر استرس الکتریکی و نیروهای اتصال کوتاه- مقاومت کند.

سیستم عایق کاری است که قطعات مختلف الکتریکی را از هم جدا نگه می داردd از خرابی های داخلی خطرناک جلوگیری می کند.

درترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن-, روغن ترانسفورماتورنقش مضاعف دارد:

ارائه عایق برق

دور بردن گرما از قسمت های فعال

سیستم عایق معمولاً شامل موارد زیر است:

جزء عایق	تابع
روغن ترانسفورماتور	عایق و خنک کننده را فراهم می کند
کاغذ کرافت	هادی های سیم پیچ را پیچیده و عایق می کند
موانع تخته پرس	بخش های ولتاژ{0}بالا را جدا می کند
سیلندرهای عایق	سازه های سیم پیچ را پشتیبانی و جدا می کند

با گذشت زمان، پیری عایق یکی از عوامل اصلی تأثیرگذار بر عمر ترانسفورماتور است. به همین دلیل استتست روغنونظارت بر عایقبخش های مهم نگهداری ترانسفورماتور هستند.

رامخزن ترانسفورماتورمحفظه اصلی است که محافظت می کندمونتاژ داخلی این حاوی روغن است و محافظت مکانیکی برای قطعات فعال فراهم می کند.

اگرچه مخزن بخشی از مدار الکتریکی نیست، اما هنوز هم بخشی ضروری از مدار الکتریکی استسخت افزار ترانسفورماتور.

اجزای مکانیکی مهم عبارتند از:

جزء سخت افزاری	تابع
مخزن اصلی	روغن و اجزای داخلی را نگه می دارد
پوشش مخزن	دسترسی و آب بندی را فراهم می کند
لیف های بلند کردن	در هنگام حمل و نقل و نصب استفاده می شود
پایانه های زمینی	اتصال زمین ایمن را فراهم می کند
سازه های بستن	قطعات داخلی را ایمن نگه می دارد

در داخل یک ترانسفورماتور، مقاومت مکانیکی بسیار مهم است. در طول اتصال کوتاه، نیروهای بسیار زیاد می توانند روی سیم پیچ ها اثر بگذارند، بنابراین مجموعه باید به اندازه کافی قوی باشد تا بتواند این شرایط را تحمل کند.

یک ترانسفورماتور در حین کار به طور طبیعی گرما تولید می کند.تلفات مسوتلفات اصلیافزایش دما، و بدون خنک کننده مناسب، عایق می تواند بسیار سریعتر خراب شود.

سیستم خنک کننده معمولاً شامل:

جزء خنک کننده	تابع
رادیاتورها	منطقه دفع گرما را افزایش دهید
فن های خنک کننده	بهبود حرکت هوا
پمپ های روغن	گردش روغن اجباری
کانال های نفت	جریان روغن را از طریق مناطق گرم هدایت کنید

روش های متداول خنک کننده ترانسفورماتور عبارتند از:

ONAN (روغن طبیعی هوای طبیعی)

ONAF (نفت نیروی هوایی طبیعی)

OFAF (نیروی هوایی نیروی نفت)

طراحی خنک کننده به اندازه ترانسفورماتور، نیاز بار و محیط نصب بستگی دارد.

یک ترانسفورماتور قدرت به چیزی بیش از یک هسته و سیم پیچ نیاز دارد. به انواع مختلفی نیز نیاز داردلوازم جانبی ترانسفورماتوربرای نظارت بر عملکرد و محافظت در برابر شرایط غیرعادی.

برخی از لوازم جانبی رایج عبارتند از:

لوازم جانبی ترانسفورماتور	تابع
رله بوخهولتز	عیوب داخلی و تجمع گاز را تشخیص می دهد
مخزن محافظ	اجازه انبساط و انقباض روغن را می دهد
تنفس ژل سیلیکا	از ورود رطوبت به ترانسفورماتور جلوگیری می کند
نشانگر سطح روغن	وضعیت سطح روغن را نشان می دهد
نشانگر دما	دمای عملیاتی را کنترل می کند
دستگاه کاهش فشار	فشار داخلی بیش از حد را آزاد می کند

این لوازم جانبی ممکن است در مقایسه با خود ترانسفورماتور کوچک به نظر برسند، اما نقش مهمی در جلوگیری از خرابی دارند.

سطوح ولتاژ در سیستم های قدرت همیشه ثابت نیست. یک تعویض شیربه ترانسفورماتور اجازه می دهد تا نسبت چرخش خود را تنظیم کرده و ولتاژ خروجی را ثابت نگه دارد.

دو نوع اصلی وجود دارد:

تعویض کننده شیر خاموش-مدار:
ترانسفورماتور باید قبل از تنظیم جدا شود.

در-تغییر کننده بارگیری (OLTC):
ترانسفورماتور می تواند ولتاژ را در حین کار تنظیم کند.

یک مجموعه OLTC معمولاً شامل موارد زیر است:

مولفه OLTC	تابع
روی انتخابگر ضربه بزنید	شیرهای سیم پیچ مختلف را انتخاب می کند
سوئیچ دیورتر	جریان را بین شیرها انتقال می دهد
مقاومت انتقال	جریان سوئیچینگ را محدود می کند
مکانیزم محرک موتور	حرکت شیر را کنترل می کند
کابینت کنترل	عملیات و نظارت را فراهم می کند

بوش ها نقاط اتصال بین هستندسیم پیچ های داخلی و کابل های برق خارجی آنها به الکتریسیته اجازه ورود و خروج از ترانسفورماتور را می دهند و در عین حال عایق را حفظ می کنند.

اجزای بوشینگ معمولی عبارتند از:

پایانه های رسانا

لایه های عایق

محفظه چینی یا کامپوزیت

سازه های نصب

ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا اغلب از طرح های بوشینگ پیشرفته مانندکاغذ آغشته به روغن-کاغذ آغشته به روغن (OIP) یا رزین-کاغذ آغشته به روغن (RIP)بوش ها

اگرچه ترانسفورماتورهای قدرت صنعتی بسیار بزرگتر هستند، ترانسفورماتورهای تقویت کننده بر اساس همان اصل الکترومغناطیسی کار می کنند.

رااجزای یک ترانسفورماتور قدرت تقویت کنندهمعمولا شامل:

جزء	تابع
هسته آهنی چند لایه	میدان مغناطیسی ایجاد می کند
سیم پیچ اولیه	ورودی AC را دریافت می کند
سیم پیچ ثانویه	ولتاژ خروجی را فراهم می کند
لایه های عایق	جلوگیری از خطاهای الکتریکی
بوبین/قاب	از ساختار سیم پیچ پشتیبانی می کند

رااجزای یک ترانسفورماتور قدرت تقویت کنندهدر مقایسه با ترانسفورماتورهای کاربردی ساده تر هستند، اما ایده اصلی یکسان است: انتقال انرژی مغناطیسی بین سیم پیچ ها.

رامونتاژ ترانسفورماتورفرآیند ترکیبی از همه داخلی و خارجی استقطعات به یک ماشین الکتریکی قابل اعتماد.

مراحل تولید معمولی عبارتند از:

انباشته شدن هسته و بازرسی

تولید سیم پیچ

نصب عایق

مونتاژ هسته و سیم پیچ

نصب تانک

پر کردن روغن وکیوم

نصب لوازم جانبی

تست برق

هر قدم مهمه یک ترانسفورماتور ممکن است 30 سال یا بیشتر کار کند، بنابراین کیفیت ساخت مستقیماً بر عمر مفید آن تأثیر می گذارد.

یک ترانسفورماتور قدرت بسیار بیشتر از یک هسته و چند سیم پیچ است. داخل با دقت طراحی شده استقطعات ترانسفورماتوراز جمله اجزای مغناطیسی، سیم‌پیچ‌ها، سیستم‌های عایق، تجهیزات خنک‌کننده، وسایل حفاظتی و سازه‌های مکانیکی.

درک کردناجزای یک ترانسفورماتور قدرتبه مهندسان، تکنسین ها و خریداران کمک می کند تا طراحی و قابلیت اطمینان ترانسفورماتور را بهتر ارزیابی کنند.

خواه یک ترانسفورماتور بزرگ برقی باشد که به شبکه انتقال خدمت می کند یا یک ترانسفورماتور تقویت کننده کوچک که در تجهیزات الکترونیکی استفاده می شود، اصل کار یکسان است: اجزای مغناطیسی، سیم پیچ های الکتریکی، عایق ها و سخت افزارهای پشتیبان برای انتقال ایمن و کارآمد انرژی با هم کار می کنند.

اکنون تماس بگیرید

س: چه مدت می توانید ترانسفورماتور را تحویل دهید؟

A: این بستگی به مقدار و ظرفیت ترانسفورماتور دارد، معمولاً در عرض یک ماه از تاریخ تایید شده توسط خریدار.

س: چه مدت می توانید ضمانت کیفیت را ارائه دهید؟

پاسخ: 24 ماه از زمان کارکرد ترانسفورماتور تاریخ.

س: چه روش پرداختی را می پذیرید؟

A: T/T (انتقال سیم) ترجیح داده می شود، L/C هر دو پذیرفته می شود.