Профессиональный подбор оборудования по вашим параметрам - получите идеально подходящее решение.
Обращайтесь за консультацией:
- по телефону 8 (800) 707 42 73
- на почту zakaz@tszl.ru
- Критерии деления трансформаторов
- Виды трансформаторов по назначению
- Одна фаза или три
- Сердечник: стержень, броня, тор
- Масло, воздух или смола
- Сколько обмоток у трансформатора
- Как держат уровень в норме
- Где устанавливают трансформаторы
- Как читать табличку
- Сводная таблица трансформаторов
- Подбор по шагам
- Заключение
В справочниках встречается десяток признаков, но на практике хватает шести. Они отвечают на простые вопросы: зачем нужен трансформатор, сколько у него фаз, как устроен сердечник, чем он охлаждается, сколько обмоток намотано и можно ли менять коэффициент. Ниже эти признаки сведены в одну таблицу с примерами. Все они сводятся к одному: как привести напряжение сети к нужному значению. Вернитесь к таблице, когда будете читать разделы дальше.
| Что смотрим | Варианты | Пример |
|---|---|---|
| Назначение | распределение энергии, измерение, развязка, особые задачи | подстанционный и сварочный |
| Фазность | одна, три, больше | бытовой и промышленный |
| Сердечник | стержневой, броневой, тороидальный | кольцо в блоке питания |
| Теплоотвод | масло, воздух, смола, негорючая жидкость | бак с радиаторами |
| Обмотки | две, три, расщеплённая | подстанция на два уровня |
| Регулировка напряжения | без нагрузки, под нагрузкой | ПБВ и РПН |
Виды трансформаторов по назначению
Главный вопрос звучит так: что трансформатор делает с электрической энергией? Он передаёт её потребителю, меняет напряжение, измеряет или отделяет одну цепь от другой. От ответа зависит всё остальное, включая мощность, точность и защиту. Именно с этого шага начинается любой подбор, и только потом идут габариты и цена.
Распределительные и сетевые
Это рабочие лошадки среди всех силовых трансформаторов. Основной вид исполнения здесь простой: они стоят на подстанциях, берут энергию из линии и отдают её цехам, домам и фермам. Типичная пара напряжений — 10 и 0,4 кВ. Коротко говоря, такой трансформатор понижает напряжение до величины, с которой справятся обычные розетки и станки.
Силовые для особых задач
Обычная конструкция здесь не подходит, потому что нагрузка нестандартная, а режим работы тяжёлый и меняется скачками. Перечислим основные группы:
- печные — выдают огромный ток при малом напряжении для плавки металла;
- сварочные — снижают сетевое напряжение до 65–70 В на холостом ходу, чтобы зажечь дугу;
- выпрямительные — стоят перед выпрямителем на тяговых и электролизных установках;
- трансформаторы связи — объединяют сети разных классов.
Измерительные трансформаторы
Напрямую подключить вольтметр к шине с напряжением 10 кВ нельзя. Поэтому между шиной и прибором ставят измерительный трансформатор. Он уменьшает измеряемую величину в известное число раз и отделяет оператора от опасной цепи. Различают два типа:
- трансформатор тока — первичная обмотка состоит из одного витка или просто шины, а на выходе стандартные 1 или 5 А;
- трансформатор напряжения — подключается параллельно сети, на выходе обычно 100 В, режим близок к холостому ходу.
Автотрансформаторы
Это устройство с единой обмоткой, а нужное напряжение снимают с отпайки. Часть энергии переходит по меди напрямую, часть передаётся через магнитное поле. Поэтому меди уходит меньше, а потери ниже. Такая схема удобна для связи близких по напряжению сетей и для плавного пуска мощных электродвигателей, ведь пусковой ток при этом снижается. Но гальванической развязки здесь нет, и об этом нужно помнить.
Разделительные и согласующие
Разделительный трансформатор имеет равное число витков и почти не меняет напряжение. Его задача иная: изолировать потребителя от сети и подавить помехи. Его ставят в сырых помещениях, мастерских и перед чувствительной аппаратурой. Согласующий подбирает сопротивление нагрузки под источник, например колонки под усилитель. Её же применяют в схемах импульсного источника питания.
Для коротких сигналов и проверок
Импульсный трансформатор передаёт фронты сигналов без искажений, а значит, нужен в автоматике и в схемах преобразователей. Пик-трансформатор формирует острые всплески для управления тиристорами. Испытательный трансформатор даёт очень высокое напряжение при малой мощности и проверяет, выдержит ли изоляция кабелей и аппаратов.
Одна фаза или три
Однофазный трансформатор питает розетки, освещение и небольшие установки. Агрегат на три фазы сидит на подстанциях и вращает двигатели. Он дешевле и компактнее, чем три отдельных блока той же суммарной мощности.
Но три блока иногда выигрывают. Для очень мощных машин проще перевезти по частям три отдельных бака, а на месте собрать группу. Встречаются и многофазные схемы с шестью или двенадцатью фазами, которые нужны выпрямителям. Как видите, фазность выбирают под сеть, а не наоборот.
Сердечник: стержень, броня, тор
Магнитопровод имеет слоистое строение: его собирают из тонких стальных листов, чтобы снизить потери. Форма листов и способ укладки определяют вес, шум и стоимость трансформаторов. Конструкция сердечника задаёт и характер работы. Сравните четыре решения.
| Форма | Как расположены обмотки | Плюсы | Минусы |
|---|---|---|---|
| Стержневая | на стержнях, сердечник открыт | хороший теплоотвод, меньше веса | выше поток рассеяния |
| Броневая | на центральном стержне, сердечник прикрывает | механическая защита | тяжелее, хуже теплоотвод |
| Тороидальная | по всему кольцу | малое рассеяние, тишина, высокий КПД | сложная намотка |
| Бронестержневая | комбинация двух схем | компромисс по размеру | встречается редко |
В мощных силовых трансформаторах почти всегда стоит стержневой сердечник. Например, у модели на 3 стержнях обмотки располагают по две на стержень: низкую ближе к железу, а высокую поверх неё. Так проще обеспечить электрическую прочность изоляции. Для сетей это самый распространённый тип сердечника.
Масло, воздух или смола
Через обмотки течёт ток, они нагреваются, и именно теплоотвод ограничивает мощность. Среда вокруг них решает сразу две задачи: изолирует и охлаждает. Система охлаждения определяет, где можно ставить аппарат. Рассмотрим, какие решения применяют и как они влияют на охлаждение.
Масляные трансформаторы
Активная часть погружена в бак с минеральным маслом. Устройство бака простое. Масло циркулирует через радиаторы, а лишнее тепло уходит в воздух. Такие трансформаторы переносят перегрузки, имеют невысокую цену, поэтому их ставят на улице. Масляный бак имеет и обратную сторону. Из недостатков назовём пожарную опасность и необходимость следить за состоянием масла.
Сухие трансформаторы
Масла нет, остыть помогает окружающий воздух. Сухой трансформатор имеет твёрдую изоляцию из смолы, стеклоткани и других материалов. Поэтому сухой аппарат допускается в зданиях, на этажах и в подвалах. Основная область — здания, а мощность изделий с воздушным охлаждением доходит до 2500 кВА. Общий минус — платить придётся габаритами, шумом и ценой.
Литая изоляция и жидкие диэлектрики
В первом случае обмотки целиком залиты эпоксидной смолой в вакууме, и влага им не страшна. Во втором вместо масла применяют негорючую синтетическую жидкость для пожароопасных мест. Конструкция такого трансформатора похожа на масляную, но риск возгорания заметно ниже.
Тип теплоотвода записывают одной-двумя буквами:
| Знак | Что он значит |
|---|---|
| М | масло и воздух движутся сами |
| Д | воздух гонит вентилятор, масло течёт само |
| ДЦ | вентилятор гонит воздух, насос гонит масло |
| Ц | вода и масло идут принудительно |
| С | сухой, воздушный теплоотвод |
| Н | негорючая жидкость остывает естественно |
Сколько обмоток у трансформатора
У самого простого изделия их две: одна принимает энергию, другая отдаёт. Если нужно запитать две сети с разным напряжением, берут вариант с тремя обмотками. Он заменяет пару отдельных трансформаторов. Специальные установки получают ещё больше выводов.
На электростанциях и крупных подстанциях встречается расщеплённая обмотка: низкая сторона делится на две равные половины, каждая со своей нагрузкой. Так проще ограничить ток короткого замыкания и разнести потребителей по секциям.
Как держат уровень в норме
Напряжение в сети днём и ночью разное. Чтобы потребитель получал стабильное напряжение, у обмотки делают ответвления и меняют число витков. Здесь два типа регулировки, и они заметно различаются по цене и по удобству.
| Способ | Суть | Когда выбирают |
|---|---|---|
| ПБВ | переключение при отключённом аппарате | распределительные сети, сезонные поправки |
| РПН | переключение под нагрузкой без отключения | мощные подстанции и ответственные потребители |
РПН стоит дороже, зато исключает остановку. ПБВ дешевле, но требует планового отключения. Решение зависит от питающего напряжения и от того, сколько стоит простой у вашего потребителя.
Где устанавливают трансформаторы
Наружные трансформаторы закрывают герметичным корпусом: дождь, мороз и пыль им не помеха. Внутренние выбирают по пожарной безопасности, размерам и допустимому току нагрузки. Конструкция корпуса зависит от места. Отдельный случай — встроенные изделия внутри станка, зарядного устройства или комплектной подстанции.
Разница чувствуется и в шуме. Гул возникает из-за магнитострикции стали и дрожи обмоток, его частота 100 Гц. В масляных трансформаторах бак глушит звук, у сухих он слышнее. Если шум вырос, проверьте затяжку креплений и загрузку.
Как читать табличку
В названии трансформатора зашифрованы главные данные. Возьмём ТМ-630/10/0,4 и ТСЗ-250/10/0,4. Первый масляный, второй сухой в защищённом исполнении. Буквы идут по порядку:
- Т — трёхфазный;
- М или С — масляный или сухой;
- З — защищённое исполнение корпуса;
- число после дефиса — мощность в кВА;
- далее — высокое и низкое напряжение в кВ.
Герметичный бак у серий ТМГ отмечают буквой Г. Масло в таких трансформаторах не контактирует с воздухом, поэтому его не нужно часто проверять. Паспорт добавляет рабочие величины, потери и напряжение короткого замыкания.
Сводная таблица трансформаторов
| Модель | Главная функция | Где её встретите |
|---|---|---|
| Масляный силовой | понижение напряжения для потребителей | открытые подстанции, сети 6–110 кВ |
| Сухой с литой изоляцией | то же, но безопаснее для зданий | торговые центры, больницы |
| Приборный | уменьшение тока и напряжения | учёт, релейная защита |
| Автотрансформатор | связь близких сетей, пуск двигателей | линии электропередачи |
| Разделительный | электробезопасность | мастерские, лаборатории |
| Сварочный | подача тока на дугу | сварочные посты |
Подбор по шагам
Чтобы не ошибиться при выборе трансформатора, двигайтесь по порядку. В общем виде сначала опишите нагрузку и сеть, затем сопоставляйте варианты. Какие виды подойдут именно вам? Хотите быстро отсеять лишнее? Следуйте такому плану:
- Определите задачу: питание потребителя, измерение или развязка.
- Рассчитайте суммарную мощность трансформатора и добавьте запас на рост нагрузки.
- Уточните входное и выходное напряжение и номинальный ток.
- Выберите число фаз и число обмоток.
- Решите, где стоять изделию, и подберите способ охлаждения.
- Определите, нужен ли трансформатору РПН или хватит ПБВ.
Окончательные данные сверяйте с паспортом конкретной серии и документами завода-изготовителя.
Заключение
Каждый признак описывает свою сторону трансформатора, и вместе они дают полный портрет. Классификация проста: разберитесь с шестью критериями из первой таблицы, и любая табличка с буквами и значениями напряжения превратится в понятное описание. Это экономит время при подборе и спасает от переплаты.
