Transformatoru tinumi un transformatoru izolācija

Transformatoru tinumi ir transformatora ķēdes sastāvdaļas un elektromagnētiskās enerģijas pārveidošanas galvenās daļas. Tie ir izgatavoti no izolētiem vadiem (parasti vara vai alumīnija), kas savīti atbilstoši noteiktam modelim un pārraida enerģiju, izmantojot elektromagnētiskās indukcijas principu.

1. Galvenās funkcijas

• Magnētiskā lauka izveide: ja primārajam tinumam tiek piegādāta maiņstrāva, tiek izveidots mainīgs magnētiskais lauks.
• Elektromotora spēka inducēšana: Šis mainīgais magnētiskais lauks iet caur sekundāro tinumu, inducējot elektromotora spēku (spriegumu) sekundārajā tinumā.
• Sprieguma maiņa: pielāgojot primārā un sekundārā tinuma apgriezienu attiecību, spriegumu var palielināt vai pazemināt.

2. Tinumu veidi (klasificēti pēc sprieguma līmeņa un relatīvā stāvokļa)

• Augstsprieguma{0}}tinums: tinums, kas iztur augstāku spriegumu. Parasti tam ir mazāks stieples šķērsgriezums- (jo strāva ir salīdzinoši maza), taču tai nepieciešama augsta izolācija.
• Zema sprieguma-tinums: tinums, kas iztur zemāku spriegumu. Parasti tam ir lielāks stieples šķērsgriezums- (jo strāva ir salīdzinoši liela), un tai ir salīdzinoši zemākas izolācijas prasības.

Strukturāli, pamatojoties uz to izvietojumu uz kodola, tos galvenokārt iedala divos veidos:

(1) Koncentriskais tinums:

• Struktūra: augstsprieguma{0}} un zemsprieguma tinumi ir uztīti dažāda diametra cilindriskās formās un koncentriski novietoti uz serdes daļas.
• Kopējais izkārtojums: lai atvieglotu izolāciju, zemsprieguma -tinumu parasti novieto iekšpusē (tuvāk serdenim) un augstsprieguma{1}}tinumu ārpusē. Tas ir tāpēc, ka izolāciju starp zemsprieguma-tinumu un serdi (iezemēto) ir vieglāk apstrādāt.
• Pielietojums: Lielākā daļa jaudas transformatoru (īpaši ar lielāku jaudu) izmanto šo struktūru. Ražošanas process ir salīdzinoši vienkāršs, un struktūra ir izturīga.

(2) Savienots tinums:

• Struktūra: gan augstsprieguma -sprieguma, gan zemsprieguma-tinumi tiek veidoti diska formās un pārmaiņus sakrauti serdes daļas augstumā.
• Priekšrocības: samazināta noplūdes plūsma starp tinumiem, augsta mehāniskā izturība un spēcīga īssavienojuma pretestība{0}}.
• Pielietojums: galvenokārt izmanto īpašiem transformatoriem, piemēram, elektriskās krāsns transformatoriem un metināšanas transformatoriem, kuriem ir jāiztur lieli elektromagnētiskie spēki.

3. Galvenās prasības tinumiem
Elektriskā veiktspēja: jāiztur ilgstošs{0}}darba spriegums un pārejošs pārspriegums (piemēram, zibens spēriens).
Mehāniskā veiktspēja: Struktūrai jābūt pietiekami izturīgai, lai bez deformācijas izturētu milzīgos elektromagnētiskos spēkus, kas rodas īssavienojumu laikā.
Siltuma veiktspēja: tai jābūt labai siltuma izkliedei, lai nodrošinātu, ka temperatūras paaugstināšanās ilgstošas ​​-slodzes laikā nepārsniedz ierobežojumu.
Procesa veiktspēja: uztīšanas procesam jābūt vienkāršam, ekonomiskam un uzticamam.

Tā ir materiālu sistēma, kas izolē dažādas tinuma daļas vienu no otras un atdala tinumu no iezemētām daļām (piemēram, serdes un eļļas tvertnes). Tā ir transformatora daļa, kas nav -ķēžu ķēde, bet nosaka transformatora drošību un kalpošanas laiku.
1. Galvenās funkcijas

• Potenciāla izolācija: droši atdala vadošās daļas ar dažādu potenciālu (piemēram, augsta un zemsprieguma tinumus un tinumu no serdes), lai novērstu īssavienojumus.
• Siltuma izkliedes kanāls: izolācijas materiāli (piemēram, transformatora eļļa) bieži kalpo kā dzesēšanas līdzeklis, pārnesot siltumu, ko rada tinums un serde.
• Mehāniskais atbalsts: Izolācijas materiāli (piemēram, izolācijas plāksne) arī palīdz nostiprināt un atbalstīt tinumus.

2. Izolācijas klasifikācija (pēc atrašanās vietas un funkcijas)
Transformatoru izolācijas sistēmu parasti iedala divās galvenajās kategorijās:

• Iekšējā izolācija: atrodas transformatora eļļas tvertnes iekšpusē, nav tiešā saskarē ar ārējo gaisu.
• Galvenā izolācija: attiecas uz izolāciju starp tinumiem un iezemētajām daļām (piemēram, serdi un eļļas tvertni), kā arī starp dažādu sprieguma līmeņu tinumiem (piemēram, starp augsta -sprieguma un zemsprieguma{1}}tinumiem). Tas ir transformatora izolācijas sistēmas kodols un nosaka transformatora sprieguma līmeni.
• Gareniskā izolācija: attiecas uz izolāciju vienā un tajā pašā tinumā, piemēram, izolāciju starp pagriezieniem (pagrieziena-līdz-pagrieziena izolācija), starp tinumu slāņiem (izolācijas slānis-līdz-slānim) un starp tinumu sekcijām (no -līdz{5}}sekciju izolācijai).
• Ārējā izolācija: attiecas uz izolācijas daļām, kas pakļautas gaisa iedarbībai ārpus transformatora, galvenokārt izolāciju bukses augšpusē (ārpus eļļas tvertnes). Tās izolācijas izturība galvenokārt ir atkarīga no gaisa apstākļiem un šļūdes attāluma.

3. Galvenie izolācijas materiāli
Transformatoru (īpaši eļļas{0}}iegremdēto transformatoru) izolācija ir salikta sistēma. Parastie materiāli ietver:
(1) Šķidrie izolācijas materiāli:

• Minerālu transformatoru eļļa: visbiežāk izmantotā. Funkcijas ietver: izolāciju (daudz lielāka dielektriskā izturība nekā gaisam), siltuma izkliedi (izņem siltumu konvekcijas ceļā), aizsardzību (izolē skābekli, aizkavē materiāla novecošanos).
• Sintētiskā vai dabīgā estera izolācijas eļļa: piemēram, silikona eļļa vai augu izolācijas eļļa, ko parasti izmanto vietās ar augstām ugunsizturības prasībām.

(2) Cietie izolācijas materiāli:

• Izolācijas papīrs, izolācijas plāksne: izmanto pagrieziena izolācijai, slāņu izolācijai, atdalītājiem starp tinumiem un izolācijas cilindriem. Eļļas-papīra kompozītmateriālu izolācijas sistēma ir klasiskākais un uzticamākais transformatoru izolācijas veids.
• Epoksīda sveķi: plaši izmanto sausā{0}}tipa transformatoros, veidojot cietu kopējo izolāciju, izmantojot liešanu.
• NOMEX® papīrs: augstas veiktspējas -aromātiskā poliamīda papīrs ar augstu termisko pretestību, ko parasti izmanto sausā-tipa vai īpašos transformatoros.

Transformatoru tinumi ir “ķēžu kanāli”, lai panāktu elektromagnētiskās enerģijas pārveidi, savukārt transformatora izolācija ir “aizsardzības sistēma”, kas droši atdala komponentus ar dažādu potenciālu; izolācija darbojas kā tinumu “bruņas”, nodrošinot drošību to normālai darbībai un novēršot īssavienojumu{0}}negadījumus. Abi papildina viens otru un kopā nosaka transformatora veiktspēju, sprieguma līmeni un darbības uzticamību.