Thiết bị điện có hai, ba cuộn dây trở lên được lắp đặt tĩnh trong lưới điện. Máy biến áp biến đổi điện áp và dòng điện xoay chiều mà không bị lệch tần số. Bộ chuyển đổi được sử dụng trong bộ nguồn thứ cấp được gọi là thiết bị bước xuống. Cơ cấu bậc thang làm tăng điện áp, được sử dụng trong các đường dây điện cao thế có công suất, thông lượng và điện dung cao.
Nội dung
Khu vực ứng dụng
Bộ lắp đặt được thiết kế để tạo ra điện bao gồm các máy biến áp. Các nhà máy điện sử dụng năng lượng của nguyên tử, nhiên liệu hữu cơ, rắn hoặc lỏng, chạy bằng khí đốt hoặc sử dụng sức mạnh của dòng nước, nhưng bộ chuyển đổi đầu ra của trạm biến áp là cần thiết cho hoạt động bình thường của dây chuyền sản xuất và tiêu dùng.
Các tổ máy được lắp đặt trong mạng lưới các cơ sở công nghiệp, xí nghiệp nông thôn, khu liên hợp quốc phòng, các khu phát triển dầu khí. Mục đích trực tiếp của máy biến áp - để hạ và tăng điện áp và dòng điện - được sử dụng cho hoạt động của giao thông, nhà ở, cơ sở hạ tầng bán lẻ, cơ sở phân phối mạng.
Các bộ phận và hệ thống chính
Điện áp cung cấp và tải được áp dụng cho các đầu vào, được đặt trên khối thiết bị đầu cuối bên trong hoặc bên ngoài. Tiếp điểm được cố định bằng bu lông hoặc đầu nối đặc biệt. Trong các đơn vị dầu, các cửa vào được bố trí bên ngoài trên các thành của két hoặc trên nắp của vỏ có thể tháo rời.
Truyền từ các cuộn dây bên trong đi đến bộ giảm chấn mềm hoặc đinh tán ren làm bằng kim loại màu. Máy biến điện áp và vỏ của chúng được cách điện với các đinh tán bằng một lớp sứ hoặc nhựa. Khoảng trống được loại bỏ bằng các miếng đệm làm bằng vật liệu chống dầu và chất lỏng tổng hợp.
Bộ làm mát làm giảm nhiệt độ của dầu từ khu vực phía trên của két và chuyển nó xuống lớp bên dưới. Thiết bị làm mát của máy biến áp dầu điện được biểu thị bằng:
- một mạch bên ngoài loại bỏ nhiệt từ vật mang điện;
- dầu sưởi ấm mạch bên trong.
Máy làm mát có nhiều loại khác nhau:
- bộ tản nhiệt - một tập hợp các kênh phẳng có hàn ở cuối, nằm trong các tấm để liên lạc giữa bộ thu phía dưới và phía trên;
- thùng sóng - được đặt trong các đơn vị công suất thấp và trung bình, chúng vừa là thùng chứa để hạ nhiệt độ vừa là thùng làm việc với bề mặt gấp của thành và hộp ở đáy;
- quạt - chúng được trang bị các mô-đun biến áp lớn để làm mát cưỡng bức dòng chảy;
- bộ trao đổi nhiệt - được sử dụng trong các đơn vị lớn để di chuyển chất lỏng tổng hợp bằng cách sử dụng máy bơm, vìviệc tổ chức lưu thông tự nhiên cần nhiều không gian;
- hệ thống lắp đặt dầu - nước - bộ trao đổi nhiệt dạng ống theo công nghệ cổ điển;
- máy bơm tuần hoàn là thiết kế kín với toàn bộ động cơ chìm trong trường hợp không có các miếng đệm hộp nhồi.
Thiết bị biến đổi điện áp được cung cấp các thiết bị điều khiển để thay đổi số vòng làm việc. Điện áp trên cuộn thứ cấp được sửa đổi bằng cách sử dụng công tắc cho số lượng cuộn dây hoặc đặt bằng cách bắt vít khi chọn vị trí của các jumper. Đây là cách các dây dẫn của một máy biến áp nối đất hoặc không tiếp điện được kết nối. Mô-đun điều chỉnh chuyển đổi điện áp trong phạm vi nhỏ.
Tùy thuộc vào điều kiện, công tắc cho số lượng xoắn ốc được chia thành các loại:
- các thiết bị hoạt động khi tắt tải;
- các phần tử có chức năng khi cuộn thứ cấp bị ngắn mạch điện trở.
Tập tin đính kèm
Rơ le gas nằm trong ống nối giữa bình giãn nở và công tác. Thiết bị ngăn ngừa sự phân hủy của các chất hữu cơ cách điện, dầu trong quá trình quá nhiệt và các hư hỏng nhỏ đối với hệ thống. Thiết bị phản ứng với sự hình thành khí trong trường hợp trục trặc, phát tín hiệu báo động hoặc tắt hoàn toàn hệ thống trong trường hợp đoản mạch hoặc giảm mức chất lỏng nguy hiểm.
Các cặp nhiệt điện được đặt ở trên cùng của bình trong các túi để đo nhiệt độ. Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc tính toán toán học để xác định phần nóng nhất của đơn vị. Cảm biến hiện đại dựa trên công nghệ cáp quang.
Bộ phận tái sinh liên tục được sử dụng để phục hồi và làm sạch dầu. Kết quả của quá trình làm việc, xỉ được hình thành trong khối, không khí xâm nhập vào nó.Thiết bị tái sinh có hai loại:
- mô-đun thermosyphon, sử dụng chuyển động tự nhiên của các lớp được nung nóng lên trên và đi qua bộ lọc, tiếp theo hạ thấp các dòng được làm mát xuống đáy bể;
- Các đơn vị chất lượng hấp phụ bơm cưỡng bức khối lượng qua các bộ lọc bằng một máy bơm, được đặt riêng biệt trên nền, và được sử dụng trong các mạch của bộ chuyển đổi lớn.
Các mô-đun bảo vệ dầu là một bình giãn nở kiểu hở. Không khí phía trên bề mặt khối được đi qua chất làm khô silica gel. Chất hấp phụ ở độ ẩm tối đa chuyển sang màu hồng, đây là tín hiệu để thay thế chất này.
Một con dấu dầu được lắp ở trên cùng của bộ giãn nở. Đây là thiết bị giảm độ ẩm không khí, hoạt động bằng dầu khô máy biến áp. Mô-đun được kết nối với bình giãn nở bằng một đường ống. Ở trên cùng, một thùng chứa được hàn với sự ngăn cách bên trong dưới dạng một số bức tường dưới dạng mê cung. Không khí đi qua dầu, tạo ra hơi ẩm, sau đó được làm sạch bằng silica gel và đi vào thiết bị giãn nở.
Thiết bị kiểm soát
Thiết bị giảm áp ngăn chặn sự gia tăng áp suất khẩn cấp do đoản mạch hoặc sự phân hủy dầu mạnh và được cung cấp trong thiết kế của các thiết bị mạnh phù hợp với GOST 11677-1975. Thiết bị được chế tạo dưới dạng ống phóng điện, nằm nghiêng so với vỏ máy biến áp. Cuối cùng là một màng kín có thể ngay lập tức mở ra và cho khí thải đi qua.
Ngoài ra, các mô-đun khác được lắp đặt trong máy biến áp:
- Cảm biến mức dầu trong thùng chứa, được trang bị một mặt đồng hồ hoặc được làm dưới dạng một ống thủy tinh của thùng chứa thông nhau, được đặt ở cuối bộ giãn nở.
- Máy biến áp lắp sẵn được bố trí bên trong thiết bị hoặc gần ống nối đất ở phía bên của vật cách điện cấp qua hoặc trên thanh góp điện áp thấp. Trong trường hợp này, không cần một số lượng lớn các bộ chuyển đổi riêng lẻ trong một trạm biến áp có cách điện bên trong và bên ngoài.
- Máy dò tạp chất và khí dễ cháy phát hiện hydro trong khối dầu và ép nó ra ngoài qua màng. Thiết bị cho biết mức độ hình thành khí ban đầu trước khi hỗn hợp cô đặc làm rơ le điều khiển hoạt động.
- Đồng hồ đo lưu lượng theo dõi tổn thất dầu trong các trạm biến áp hoạt động theo nguyên tắc giảm nhiệt độ cưỡng bức. Thiết bị đo chênh lệch đầu và xác định áp suất ở cả hai phía của chướng ngại vật trong dòng chảy. Trong các thiết bị làm mát bằng nước, đồng hồ đo lưu lượng đọc độ ẩm tiêu thụ. Các phần tử được trang bị một chuông báo động trong trường hợp xảy ra tai nạn và một mặt số để xác định các chỉ số.
Nguyên lý hoạt động và các phương thức hoạt động
Một máy biến áp đơn giản được trang bị lõi bằng vật liệu cố định, ferit và hai cuộn dây. Mạch từ bao gồm một tập hợp các phần tử băng, tấm hoặc khuôn. Nó làm chuyển động từ thông xuất hiện dưới tác dụng của dòng điện. Nguyên lý hoạt động của máy biến điện áp là biến đổi các chỉ số của dòng điện và điện áp bằng cảm ứng, còn tần số và hình dạng của đồ thị chuyển động của các hạt mang điện không đổi.
Ở máy biến áp nấc, mạch cung cấp cho hiệu điện thế trên cuộn thứ cấp tăng lên so với cuộn sơ cấp. Trong các đơn vị bước xuống, điện áp đầu vào cao hơn đầu ra. Phần lõi có các vòng xoắn nằm trong một thùng chứa có dầu.
Khi bật dòng điện xoay chiều, trên đường xoắn ốc sơ cấp hình thành từ trường xoay chiều. Nó đóng trên lõi và ảnh hưởng đến mạch thứ cấp. Một suất điện động được tạo ra được truyền đến các tải được nối ở đầu ra của máy biến áp. Trạm hoạt động ở ba chế độ:
- Chạy không tải được đặc trưng bởi trạng thái mở của cuộn thứ cấp và không có dòng điện bên trong các cuộn dây. Dòng điện không tải chạy trong cuộn sơ cấp bằng 2-5% giá trị danh định.
- Công việc dưới tải diễn ra với sự kết nối của nguồn điện và người tiêu dùng. Máy biến áp điện năng hiển thị năng lượng ở hai cuộn dây, làm việc theo quy định như vậy là phổ biến cho đơn vị.
- Một đoạn ngắn mạch mà điện trở trên cuộn thứ cấp chỉ còn lại tải. Chế độ này cho phép bạn xác định tổn thất khi làm nóng các cuộn dây lõi.
Chế độ nhàn rỗi
Điện năng ở cuộn sơ cấp có giá trị bằng dòng điện từ hóa xoay chiều, dòng điện thứ cấp có giá trị bằng không. Suất điện động của cuộn dây ban đầu trong trường hợp đầu cực sắt từ thay thế hoàn toàn hiệu điện thế nguồn, không có dòng tải. Hoạt động không tải phát hiện tổn thất bật tức thời và dòng điện xoáy, xác định bù công suất phản kháng để duy trì điện áp đầu ra cần thiết.
Trong một thiết bị không có dây dẫn sắt từ, không có tổn thất do sự thay đổi của từ trường. Dòng điện không tải tỷ lệ với điện trở của cuộn sơ cấp. Khả năng chống lại sự chuyển động của các electron mang điện được biến đổi bằng cách thay đổi tần số của dòng điện và độ lớn của cảm ứng.
Hoạt động ngắn mạch
Đặt vào cuộn sơ cấp một hiệu điện thế xoay chiều nhỏ thì các đầu ra của cuộn thứ cấp bị ngắn mạch.Các chỉ số điện áp đầu vào được chọn sao cho dòng ngắn mạch tương ứng với giá trị tính toán hoặc giá trị danh định của tổ máy. Kích thước của điện áp ngắn mạch xác định tổn thất trong các cuộn dây của máy biến áp và chi phí chống lại vật liệu của dây dẫn. Một phần của dòng điện một chiều vượt qua điện trở và được biến đổi thành nhiệt năng, phần lõi được đốt nóng.
Điện áp ngắn mạch được tính bằng phần trăm của giá trị danh định. Tham số thu được trong quá trình hoạt động ở chế độ này là một đặc tính quan trọng của thiết bị. Nhân nó với dòng ngắn mạch sẽ cho công suất tổn thất.
Chế độ làm việc
Khi một tải được nối trong mạch thứ cấp, các hạt chuyển động, gây ra từ thông trong vật dẫn. Nó hướng ra khỏi dòng do cuộn sơ cấp tạo ra. Ở cuộn sơ cấp có suất điện động cảm ứng và nguồn điện không đồng nhất. Dòng điện trong đường xoắn ốc ban đầu tăng cho đến thời điểm mà từ trường không đạt được giá trị ban đầu của nó.
Từ thông của vectơ cảm ứng đặc trưng cho đường truyền qua bề mặt đã chọn và được xác định bằng tích phân theo thời gian của chỉ số lực tức thời trong cuộn sơ cấp. Số mũ lệch pha với động lực là 90˚. Emf cảm ứng ở mạch thứ cấp trùng pha và cùng pha với cảm ứng ở cuộn sơ cấp.
Các loại và các loại máy biến áp
Đơn vị nguồn được sử dụng trong trường hợp chuyển đổi dòng điện cao áp và công suất lớn, chúng không được sử dụng để đo hiệu suất mạng.Việc lắp đặt là hợp lý trong trường hợp có sự khác biệt giữa điện áp trong mạng của nhà sản xuất năng lượng và mạch đến hộ tiêu thụ. Tùy thuộc vào số lượng pha, các trạm có thể được phân loại là các đơn vị một cuộn dây hoặc các đơn vị nhiều cuộn dây.
Bộ biến đổi điện một pha được lắp đặt tĩnh, nó có đặc điểm là các cuộn dây được nối với nhau bằng cảm ứng lẫn nhau, nằm bất động. Lõi được làm dưới dạng một khung kín, có các thanh bên dưới, phía trên và các thanh bên, nơi có các đường xoắn ốc. Các cuộn dây và một lõi từ hoạt động như các phần tử hoạt động.
Các cuộn dây trên thanh được tổ hợp thành tổ hợp theo số lượng và hình dạng của các vòng dây hoặc được sắp xếp theo thứ tự đồng tâm. Cách bọc hình trụ phổ biến nhất và thường được sử dụng. Các phần tử kết cấu của tổ máy cố định các bộ phận của trạm, cách ly các đoạn giữa các cuộn dây, làm mát các bộ phận và ngăn ngừa sự cố. Cách điện dọc bao gồm các lượt riêng lẻ hoặc tổ hợp của chúng trên lõi. Các chất điện môi chính được sử dụng để ngăn chặn quá trình chuyển đổi giữa đất và cuộn dây.
Trong sơ đồ của mạng điện ba pha, hệ thống lắp đặt hai cuộn dây và ba cuộn dây được lắp đặt để phân bổ đều tải giữa các đầu vào và đầu ra, hoặc các thiết bị thay thế cho một pha. Máy biến áp làm mát bằng dầu chứa mạch từ có các cuộn dây được đặt trong bình chứa môi chất.
Các cuộn dây được bố trí trên một dây dẫn chung, trong khi mạch sơ cấp và thứ cấp được cung cấp tương tác do sự xuất hiện của trường chung, dòng điện hoặc sự phân cực khi các electron mang điện di chuyển trong môi trường từ tính. Tổng cảm ứng này gây khó khăn cho việc xác định hiệu suất của nhà máy, điện áp cao và thấp.Một kế hoạch thay thế máy biến áp được sử dụng, trong đó các cuộn dây tương tác không phải trong từ trường mà trong môi trường điện.
Người ta áp dụng nguyên tắc tương đương giữa hoạt động của dòng tiêu tán với công của các điện trở của dòng điện chạy qua của cuộn dây cảm ứng. Phân biệt vòng xoắn với điện trở chủ động của cảm ứng. Loại thứ hai là các bọc có liên kết từ tính truyền các hạt mà không có thông lượng tán xạ với các đặc tính cản trở tối thiểu.
Các bài tương tự:
