Trafod mängivad elektrotehnikas olulist rolli, täites teisendus-, isoleerimis-, mõõtmis- ja kaitsefunktsioone. Seda tüüpi seadmete üks levinumaid ülesandeid on üksikute vooluparameetrite reguleerimine. Eelkõige muudavad pingetrafod (VT) esmase elektrivõrgu jõudluse tarbijate seisukohast optimaalseteks väärtusteks.
Varustuse üldine disain
Trafo tehnilise baasi moodustab elektromagnetiline täidis, mis tagab seadme funktsionaalsed protsessid. Seadmete mõõtmed võivad varieeruda sõltuv alt vooluahela võimsuskoormuse nõuetest. Tüüpilises konstruktsioonis on trafol voolu sisend- ja väljundseadmed ning peamised tööelemendid täidavad pinge muundamise ülesandeid. Tehnoloogiliste protsesside töökindluse ja ohutuse tagamise eest vastutab isolaatorite, kaitsmete ja releekaitseseadme komplekt. Kaasaegse madalpingetrafo konstruktsioonisSamuti on ette nähtud andurid üksikute tööparameetrite salvestamiseks, mille indikaatorid saadetakse juhtpaneelile ja millest saavad reguleerivatele asutustele antud käsklused. Elektriliste komponentide töö iseenesest nõuab toiteallikat, seetõttu on mõne modifikatsiooni puhul muundureid täiendatud autonoomsete toiteallikatega – generaatorite, akude või patareidega.
Transformeri südamikud
VT peamised tööelemendid on niinimetatud südamikud (magnetsüdamikud) ja mähised. Esimesed on kahte tüüpi - varras ja soomus. Enamiku kuni 50 Hz madalsageduslike trafode puhul kasutatakse varraste südamikke. Magnetahela valmistamisel kasutatakse spetsiaalseid metalle, mille omadused määravad konstruktsiooni tööomadused, näiteks tühivoolu voolu jõudluse ja suuruse. Pingetrafo südamiku moodustavad õhukesed sulamilehed, mis on isoleeritud laki- ja oksiidikihtide vahel. Magnetahela pöörisvoolude mõju aste sõltub selle isolatsiooni kvaliteedist. Samuti on olemas spetsiaalsed ladumissüdamikud, mis moodustavad suvalise lõikega, kuid ruudukujulise kujuga struktuure. See konfiguratsioon võimaldab luua universaalseid magnetahelaid, kuid neil on ka nõrkusi. Seega on vajadus metallplastide tugeva pingutamise järele, kuna väikseimad vahed vähendavad pooli tööpiirkonna täitetegurit.
Pingetrafo mähised
Tavaliselt kasutatakse kahte mähist – primaar- ja sekundaarmähist. Need on isoleeritud nii üksteisest kui ka tuumast. Esimene mähise tase eristub suure hulga õhukese traadiga tehtud pöörete poolest. See võimaldab teenindada kõrgepingevõrke (kuni 6000–10 000 V), mis on vajalikud põhiliste muundamise vajadusteks. Sekundaarmähis on ette nähtud mõõtevahendite, releeseadmete ja muude elektriabiseadmete paralleelseks toiteks. Pingetrafode mähise ühendamisel on oluline arvestada väljundklemmide märgistega. Näiteks on poolidega ühendatud võimsuse suunareleed, multimeetrid, ampermeetrid, vattmeetrid ja mitmesugused arvestid primaarmähise alguse (tähistus A), otsajoone (X), sekundaarmähise alguse (a) ja selle kaudu. lõpp (x). Võib kasutada ka täiendavat mähist, mille tähistuses on spetsiaalsed eesliideed.
Paigaldustarvikud ja maandusvahendid
Lisaelementide ja funktsionaalsete seadmete loend võib olenev alt trafo tüübist ja omadustest erineda. Näiteks õlikonstruktsioonid, mille primaarpinge indikaator on kuni 10 kV või rohkem, on varustatud liitmikega tehniliste määrdeainete täitmiseks, tühjendamiseks ja proovide võtmiseks. Õli jaoks on paak varustatud ka düüside ja regulaatoritega, mis kontrollivad vedeliku sujuvat tarnimist sihtpiirkondadesse. Tüüpilised liitmikukomplektid sisaldavad enamasti poltidega kronsteine, tihvte, releekomponente, elektrilisi papist tihendeid, äärikuelemente jne. Mis puudutab maandust, siistrafod, mille primaarmähisel on pinge kuni 660 V, on varustatud M6 suuruse poltide, tihvtide ja kruvide keermestatud kinnitustega. Kui pingeindikaator on kõrgem kui 660 V, peavad maandusliitmiku riistvaraühendused olema vähem alt M8 formaadis.
TH tööpõhimõte
Elektromagnetilise induktsiooni põhifunktsioone ja protsesse täidab kompleks, mis sisaldab metallist südamikku koos trafoplaatide, primaar- ja sekundaarmähiste komplektiga. Seadme kvaliteet sõltub amplituudi ja voolu nurga põhiarvutuse täpsusest. Mitme mähise vastastikune induktsioon vastutab elektromagnetväljas toimuva transformatsiooni eest. Vahelduvvool 220 V pingetrafos muutub pidev alt, läbides üht mähist. Faraday seaduse kohaselt indutseeritakse elektromotoorjõud üks kord sekundis. Suletud mähissüsteemis voolab vaikimisi vool läbi ahela ja metallsüdamiku lähedal. Mida väiksem on trafo sekundaarmähise koormus, seda lähemal on tegelik teisendustegur nimiväärtusele. Sekundaarmähise ühendamine mõõteseadmetega sõltub eelkõige konversiooni astmest, kuna väikseimad koormuse kõikumised mõjutavad mõõteriistade vooluringi sisestatud mõõtmiste täpsust.
Trafode tüübid
Tänapäeval on kõige levinumad järgmised TN-i tüübid:
- Kaskaadtrafo – seade, mille primaarmähis on jagatud mitmeks järjestikuseks sektsiooniks ning nendevahelise võimsuse ülekandmise eest vastutavad tasandus- ja ühendusmähised.
- Maandatud VT - ühefaasilised konstruktsioonid, mille primaarmähise üks ots on tihed alt maandatud. Need võivad olla ka kolmefaasilised pingetrafod, mille primaarmähise null on maandatud.
- Unearthed VT – täieliku mähise isolatsiooniga seade koos külgnevate liitmikega.
- Kahe mähisega VT – ühe sekundaarmähisega trafod.
- Kolmemähised VT-d on trafod, millel on lisaks primaarmähisele ka põhi- ja lisasekundaarmähis.
- Mahtuvuslik VT – konstruktsioonid, mida iseloomustab mahtuvuslike eraldajate olemasolu.
Elektrooniliste VT-de funktsioonid
Peamiste metroloogiliste näitajate järgi erinevad seda tüüpi trafod elektriseadmetest vähe. See on tingitud asjaolust, et mõlemal juhul kasutatakse traditsioonilist konversioonikanalit. Elektrooniliste trafode põhiomadused on kõrgepinge isolatsiooni puudumine, mis lõppkokkuvõttes aitab kaasa seadmete töö suuremale tehnilisele ja majanduslikule mõjule. Kõrgepingevõrkudes, mille pingetrafo primaarpinge on kuni 660 V, on muundur ühendatud tsentraalsesse võrku galvaaniliselt. Teave mõõdetud voolu kohta edastatakse suure potentsiaaliga, nagu optilise väljundiga analoog-digitaalmuunduri puhul. Kuidelektroonikamudelite mõõtmed ja kaal on nii väikesed, et nende abil on võimalik paigaldada trafoplokke kõrgepingeliinide infrastruktuuri ka ilma täiendavaid isolaatoreid ja paigaldustarvikuid ühendamata.
Trafo spetsifikatsioonid
Peamine tehniline ja tööväärtus on pingepotentsiaal. Primaarmähisel võib see ulatuda 100 kV-ni, kuid enamasti kehtib see suurte tööstusjaamade kohta, mis sisaldavad mitut muundamismoodulit. Primaarmähisel ei toetata reeglina rohkem kui 10 kV. Maandatud nulliga ühefaasiliste võrkude pingetrafo töötab üldse 100 V. Sekundaarmähise osas on selle nimipinge näitajad keskmiselt 24-45 V. Jällegi hooldatakse nendel ahelatel madala energiatarbega mõõteseadmeid, mis ei vaja suurt võimsust. Siiski on sekundaarmähistel kolmefaasilistes võrkudes mõnikord kõrge potentsiaal, mis ületab 100 V. Samuti on trafo omaduste hindamisel oluline arvestada täpsusklassiga - need on väärtused 0, 1 kuni 3, mis määravad kõrvalekalde astme elektriliste sihtnäitajate muundamisel.
Ferroresonantsefekt
Elektromagnetseadmed on sageli allutatud mitmesugustele negatiivsetele mõjudele ja isolatsiooni rikkumistega seotud kahjustustele. Üks levinumaid mähiste hävitamise protsesse on ferroresonantsi häired. See põhjustab mehaanilisi kahjustusi ja ülekuumenemist.mähised. Selle nähtuse peamist põhjust nimetatakse induktiivsuse mittelineaarsuseks, mis ilmneb olukordades, kus magnetahela ebastabiilne reageerimine ümbritsevale magnetväljale. Pingetrafo kaitsmiseks ferroresonantsmõjude eest on võimalikud välised meetmed, sealhulgas lisamahtuvuse ja takistite lisamine lülitatavasse seadmesse. Elektroonilistes süsteemides saab induktiivse mittelineaarsuse võimalust minimeerida ka seadmete väljalülitusjärjestuste programmeerimisega.
Seadmete kasutamine
Pinge muundavate trafoseadmete tööd reguleerivad elektrotehnika kasutamise eeskirjad. Võttes arvesse optimaalseid tööväärtusi, viivad spetsialistid alajaamad sihtobjekti toiteinfrastruktuuri. Süsteemide põhifunktsioonid võimaldavad teenindada võimsate elektrijaamadega hooneid ja ettevõtteid ning trafo sekundaarpinge kuni 100 V juhib koormust vähem nõudlikele tarbijatele nagu arvestid ja metroloogiaseadmed. Sõltuv alt tehnilistest ja konstruktsioonilistest parameetritest saab HP-d kasutada tööstuses, ehitustööstuses ja kodumajapidamistes. Igal juhul tagavad trafod elektrivõimsuse juhtimise, reguleerides sisendvõimsuse nimiväärtusi, et need vastaksid konkreetse saidi niminõuetele.
Järeldus
Elektromagnettrafod pakuvad üsna vana, kuid nõudlust tänapäevanivõimsuse reguleerimise põhimõte elektriahelates. Selle seadme vananemine on seotud nii seadme disaini kui ka selle funktsionaalsusega. Sellegipoolest ei takista see voolu- ja pingetrafode kasutamist suurtes ettevõtetes kriitiliste energiahaldusülesannete jaoks. Lisaks ei saa väita, et seda tüüpi muundureid üldse ei täiustata. Kuigi tööpõhimõtted ja isegi tehniline teostus tervikuna jäävad samaks, on insenerid viimasel ajal aktiivselt tegelenud kaitse- ja juhtimissüsteemide kallal. Selle tulemusena mõjutab see trafode ohutust, töökindlust ja täpsust.
