Класифікація силових трансформаторів

Силові трансформатори поділяються:

1) За кліматичним виконанням та категорією розташування — на трансформатори, що призначені для роботи в нормальних умовах, і на трансформатори, які призначені для роботи в спеціальних умовах.

Для роботи трансформаторів у нормальних умовах необхідні:

- висота установлення над рівнем моря — не більше 1000 м, крім трансформаторів класу напруги 750 кВ, для яких висота установлення над рівнем моря — не більше 500 м;

- категорія виконання У згідно з ГОСТ 15150—69 та ГОСТ 15543-89Е.

- середньодобова температура повітря — не більше 30°С і середньорічна температура повітря — не більше 20°С.

Для роботи трансформаторів у спеціальних умовах необхідні:

- висота установлення над рівнем моря для трансформаторів класів напруги до 500 кВ — більше 1000 м, але не більше, ніж 3500 м;

- категорія виконання — ХЛ або УХЛ згідно з ГОСТ 15150—69, ГОСТ 15543-89Е.

2) За видом ізолюючого та охолоджуючого середовища — на масляні та сухі трансформатори. Трансформатори з напругою 35кВ і вище випускаються лише з масляним охолодженням і зазвичай встановлюються на відкритому повітрі;

3) За типами, що характеризують призначення та особливості конструкції — однофазні або трифазні, з можливістю регулювання під навантаженням (РПН), перемикачі без збудження (далі — ПБЗ) тощо.

Залежно від охолодження трансформатори поділяють на сухі та масляні з природним та примусовим охолодженням.

Залежно від кількості фаз розрізняють однофазні, трифазні та багатофазні трансформатори. Найбільшого розповсюдження набули однофазні та трифазні трансформатори. Трифазні трансформатори на номінальні напруги 110, 150кВ виготовляються на потужність до 400МВА включно, а на напруги 220-500кВ до 1000МВА. Однофазні трансформатори використовуються лише у тих випадках, коли неможливе виготовлення трифазного трансформатора необхідної потужності або неможливе його транспортування. Трансформатори з іншим числом фаз використовують у спеціальних пристроях.

Джерела електричної енергії (електричні станції) переважно будують поблизу природних джерел палива, а споживачі розміщені за сотні кілометрів від них. На електростанціях енергію виробляють за допомогою турбо- або гідрогенераторів напругою до 38, 5кВ. Для зменшення втрат потужності в провідниках і зменшення перерізу проводів лінії електропередачі напругу лінії підвищують до 750кВ і більше. Тому на підстанціях електростанцій встановлюють трансформатори, що підвищують напругу до необхідної величини (110, 220, 330, 400, 750кВ). Оскільки більшість електроприймачів споживають електроенергію напругою 127, 220, 380 і 660 В (в окремих випадках 6 і 10кВ), то виникає необхідність у встановленні понижувальних трансформаторів. Оскільки, при передачі електричної енергії на великі відстані величина напруги повинна багаторазово змінюватися, то сумарна встановлена потужність трансформаторів у потужних електричних системах у 5-7 разів перевищує встановлену потужність електричних генераторів.

Трансформатори виготовляють за технічними умовами або відповідно до вимог стандартів і призначені виробником для виконання певних функцій у перетворенні електричної енергії. Параметри, що відносяться до того режиму роботи, для якого трансформатор призначений виробником, називають номінальними. За цих параметрів трансформатор може як завгодно довго працювати, не перегріваючись вище допустимих норм.

У паспорті трансформатора (заводська табличка, що кріпиться до трансформатора) вказують такі номінальні величини:

1. Номінальна первинна лінійна напруга .

2. Номінальна вторинна лінійна напруга на розімкненій вторинній обмотці при живленні первинної обмотки напругою , номінальної частоти.

3. Номінальний лінійний струм первинної обмотки.

4. Номінальну потужність , під якою розуміють повну потужність трансформатора на затискачах вторинної обмотки. Для двообмоткових трансформаторів номінальна потужність первинної обмотки береться такою, що дорівнює номінальній потужності вторинної обмотки і дорівнює номінальній потужності трансформатора , = = .

5. Номінальний лінійний струм вторинної обмотки .

Номінальні струми визначають за номінальною потужністю і номінальною напругою обмотки.

Для однофазного трансформатора:

= / ; = / .

Для трифазного трансформатора:

= /( ); = /( ) – лінійні струми;

= /( ); = /( ) – фазні струми.

6. Схема і група з’єднань обмоток.

7. Напруга короткого замикання.

Номінальна частота напруг і струмів для трансформаторів загального використання стандартизована та дорівнює 50 Гц (в США – 60 Гц).

Номінальні дані не вказують на те, що трансформатор необхідно експлуатувати тільки при них. Робота трансформатора можлива в діапазоні зміни вторинного струму від 0 до , можливі короткочасні перевантаження, а також невеликі зміни напруги та частоти, спеціально обумовлені стандартами.

Умовні графічні позначення силових трансформаторів на електричних схемах наведені у таблиці 10.1

Таблиця 10.1 – Умовні графічні позначення силових трансформаторів на електричних схемах

Трансформатор однофазний з магнітопроводом
Трансформатор однофазний з магнітопроводом триобмотковий
Трансформатор трифазний з магнітопроводом, з’єднання обмоток зірка-зірка з виведеною нейтральною точкою
Трансформатор трифазний триобмотковий з магнітопроводом; з’єднання обмоток зірка з регулюванням під навантаженням – трикутник – зірка з виведеною нейтральною точкою