ТРАНСФОРМАТОРЫ
Назначение трансформаторов
Трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения.
Трансформаторы предназначены для понижения или повышения напряжения.
Классификация трансформаторов:
- силовые общего назначения (главные понижающие, тяговые, трансформаторы собственных нужд – ТСН, трансформаторы СЦБ или АБ) и силовые специального назначения (печные, сварочные, испытательные)
- измерительные (измерительные тока, измерительные напряжения).
Работа трансформаторов основана на явлении взаимной индукции – при всяком изменении тока в одном контуре в другом наводится ЭДС.
Трансформаторы работают только на переменном токе.
Рисунок 1 – Электромагнитная схема трансформатора
При протекании переменного тока по первичной обмотке создается переменный магнитный поток Ф, который замыкается по сердечнику. Этот магнитный поток пересекает витки вторичной обмотки, наводит во вторичной обмотке переменную ЭДС.
Hа рисунке изменить: число витков первичной обмотки W1 (N1 на W1), число витков вторичной обмотки W2 (N2 на W2),
Конструкция силового трансформатора маслонаполненного
Активная часть трансформатора:
- магнитопровод или сердечник;
- обмотки.
Сердечник выполняет две функции:
- образует магнитную цепь, по которой замыкается магнитный поток.
- служит для механического крепления обмоток.
Сердечник выполнен из отдельных тонких листов электротехнической стали (шихтованной стали). Толщина листов приблизительно 0,5 мм. Стальные листы покрыты с обеих сторон изолирующей пленкой (лаком). Такая конструкция позволяет ослабить вихревые токи, наводимые переменным магнитным потоком, а следовательно, уменьшить величину потерь энергии в трансформаторе.
Основные элементы конструкции сердечника
1 – стержни сердечника
2 – вертикальная шпилька
3 – горизонтальная шпилька
4 – верхняя ярмовая балка (верхнее ярмо
5 – нижняя ярмовая балка (верхнее ярмо)
Рисунок 2 – Конструкция сердечника трехфазного трансформатора
Обмотки трансформатора выполняют из меди или алюминия круглого или прямоугольного сечения. Основой обмотки является бумажно-бакелитовый цилиндр.
Трансформатор имеет первичную обмотку и вторичную обмотку – двухобмоточный трансформатор. Вторичных обмоток может две – трехобмоточный трансформатор.
Условное графическое и буквенное обозначение трансформаторов на схемах
двухобмоточный трехобмоточный
Расположение обмоток на стержнях трехфазного двухобмоточного трансформатора
1 – стержень сердечника 2 – вторичная обмотка
3 – изоляционный экран 4 – первичная обмотка
Рисунок 3 – расположение обмоток на стержне
Рисунок 4- Обмотки трансформатора
Вспомогательная часть трансформатора:
- стальной сварной бак с трансформаторным маслом;
- радиаторы;
- маслосливной кран;
- крышка бака с вводами первичного и вторичного напряжений;
- расширительный бак;
- маслоуказатель.
В стальной сварной бак помещается активная часть трансформатора. Бак наполняется трансформаторным маслом.
Роль масла:
- изолирующая среда;
- охлаждающая среда.
Радиаторы предназначены для эффективного охлаждения масла. Теплые слои масла в основном баке понимаются вверх, заливаются в трубки радиатором, идут вниз и попадают снова в основной бак. Циркуляция масла в баке у большинства трансформаторов естественная.
Маслосливной кран предназначен для слива масла из бака трансформатора при замене масла, капитальном ремонте трансформатора, при взятии масла на анализ.
На крышке бака расположены вводы первичного и вторичного напряжений. Первичное и вторичное напряжения определяются по габаритам изоляторов. У понижающего трансформатора вводы первичного напряжения имеют большие габариты, вторичного – меньшие. У повышающего трансформатора наоборот.
Очень важным элементом маслонаполненных трансформаторов является расширительный бак или расширитель.
Расширитель предназначен:
- для компенсации уровня масла в основном баке при изменениях температуры окружающего воздуха (при высокой температуре воздуха масло расширяется, по трубе поднимается в расширительный бак; при низкой температуре воздуха масло сжимается, его уровень в основном баке понижается. Из расширителя масло добавляется в основной бак. Таким образом, уровень масла при разных температурах окружающего воздуха в основном баке остается неизменным);
- для защиты масла от окисления и увлажнения при контакте с воздухом.
На расширителе расположен маслоуказатель, по которому определяется уровень масла в трансформаторе. 
Рисунок 5 – Маслоуказатель на расширительном баке
Через расширительный бак производится заливка или доливка масла в основной бак трансформатора.
Внешний вид и основные элементы трехфазного двухобмоточного маслонаполненного трансформатора
1 – магнитопровод или сердечник
2 – вторичная обмотка трансформатора
3 – первичная обмотка трансформатора
4 – основной бак трансформатора (стальной сварной)
5 – радиаторы
6 – регулятор числа витков первичной обмотки
7 – ввод вторичного напряжения
8 – ввод первичного напряжения
9 – расширительный бак (расширитель)
Рисунок 6 – Основные элементы маслонаполненного трехфазного
трансформатора