Силовые трансформаторы — это электрические трансформаторы, рассчитанные на высокую мощность в диапазоне от 10 000 кВА до 1000 МВА. Трансформаторы этого типа имеют очень высокую мощность и обычно подключаются к высоковольтным устройствам в электрических сетях, т.е. в энергосистеме, и используются для регулирования напряжения. Силовые трансформаторы часто используются как трехфазные трансформаторы в электросетях или как однофазные трансформаторы для железнодорожного электроснабжения. К силовым трансформаторам применяются различные стандарты и общие правила. В Германии/Европе силовые трансформаторы обычно проектируются в соответствии с EN или IEC 60076. Существуют и другие стандарты и правила, например, для преобразовательных трансформаторов.
Трансформатор состоит из магнитной цепи, которая называется сердечником. Сердечник силового трансформатора состоит из ламинированной электротехнической стали. Сердечник имеет как минимум две токоведущие обмотки, так называемую первичную обмотку и вторичную обмотку. Если к первичной обмотке прикладывается переменное электрическое напряжение, по ней начинает течь переменный ток. Этот переменный ток создает в обмотке магнитное поле, которое меняет свою силу и частоту в зависимости от источника переменного тока. Магнитный поток трансформатора изменяется с частотой переменного напряжения.
Технология изготовления сердечника и качество используемого трансформаторного сердечника влияют на магнитную цепь. В идеале магнитная цепь трансформатора (магнитное поле) должна генерировать низкие потери на вихревые токи и иметь низкие потери на перемагничивание (потери на гистерезис). Другой аспект — это сопротивление в обмотке трансформатора. Потери в обмотке могут быть снижены только при использовании многослойной и упорядоченной намотки первичной и вторичной обмоток и наилучшего металла обмотки. Напряжение регулируется количеством витков на катушке. Сила тока определяет диаметр металла обмотки.
Номинальная мощность трансформатора выражается в ВА, кВА или МВА (ВА означает вольт-ампер и является единицей измерения кажущейся электрической мощности, кВА — киловольт-ампер, а МВА — мегавольт-ампер).
За исключением серебра, медь имеет наилучшее значение проводимости γ = 56, в то время как у алюминия только γ = 36. Алюминий следует за ней с разрывом примерно в 35%. Таким образом, медь является лучшим металлом, а алюминий — «только» вторым среди технически и экономически пригодных материалов-проводников для электрической энергии. Все остальные металлы не могут считаться проводниками, а сплавы обычно имеют значительно меньшую проводимость, чем чистые металлы. Серебро и золото полностью исключены из-за их высокой цены.
Силовые трансформаторы производятся либо как маслонаполненные, либо как сухие трансформаторы (трансформаторы из литой смолы). Маслонаполненный трансформатор состоит как минимум из одной активной части. Активная часть — это комбинация обмотки (она располагается концентрически в виде цилиндрической или дисковой обмотки из меди или алюминия), сердечника (слоистые электрические листы с низкими потерями на вихревые токи) и прессованных деталей. В зависимости от конструкции, другими активными частями могут быть, например, дроссели для ограничения тока короткого замыкания или токоограничивающие дроссели для используемых устройств РПН. Сухой трансформатор (трансформатор с литой смолой) используется в тех случаях, когда масляные трансформаторы могут быть использованы только в небезопасных условиях из-за пожарной нагрузки и опасности попадания воды. Сухие трансформаторы имеют аналогичные компоненты и состоят из тех же технологий, что и масляные трансформаторы. Сердечник сухого трансформатора состоит из ламинированного сердечника, изготовленного из электротехнических листов, как и у масляного трансформатора. Обмотки трансформатора выполнены в виде проволочных или ленточных обмоток. Обмотки часто отливаются из литой смолы, откуда и происходит название «трансформатор из литой смолы».
Силовые трансформаторы используются в самых разных областях. Область применения зависит от конструкции трансформатора. Поэтому силовые трансформаторы могут использоваться для различных решений и применений. Силовые трансформаторы используются в области производства и передачи электроэнергии в качестве повышающих трансформаторов генераторов и трансформаторов доступа к сети между электростанцией и сетью, в качестве трансформаторов подключения к системе на высоковольтных подстанциях и в качестве трансформаторов питания системы для промышленных применений. Поскольку сухие силовые трансформаторы обычно не способны так хорошо рассеивать тепловые потери, их мощность ограничена 40 МВА. По этой причине такие трансформаторы в основном используются в сетях среднего напряжения. В основном они используются в качестве распределительных трансформаторов для питания низковольтных сетей в больших системах или комплексах зданий.
Mehr Produkte entdecken
