Открыть сервисСервис

Виды трансформаторов по назначению и устройству

Трансформатор — статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменное напряжение, ток и сопротивление нагрузки без изменения частоты. Основан на явлении электромагнитной индукции: первичная обмотка, подключённая к сети, создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе, который наводит ЭДС во вторичной обмотке. Отношение чисел витков обмоток определяет коэффициент трансформации. По назначению, конструкции, числу фаз, способу охлаждения и другим признакам трансформаторы делятся на множество типов.

Классификация по назначению

Основной признак разделения — роль в электрической цепи.

Силовые трансформаторы

Предназначены для преобразования и передачи электроэнергии в электрических сетях. Разделяются по классу напряжения:

  • Напрягающие — повышают напряжение (например, на электростанциях с 10–20 кВ до 110–750 кВ для магистральной передачи).
  • Понижающие — снижают напряжение (например, с 110 кВ до 10 кВ на распределительных подстанциях и с 0,4 кВ до 220 В — в бытовых понижающих устройствах).

По числу обмоток выделяют двухобмоточные, трёхобмоточные (с третьей обмоткой пониженного напряжения для собственных нужд подстанции) и автотрансформаторы, у которых обмотки электрически связаны.

Распределительные трансформаторы

Устанавливаются в сетях 6–35 кВ для понижения напряжения до 0,4 кВ с целью электроснабжения потребителей. Могут быть масляными, сухими или с литой изоляцией.

Измерительные трансформаторы

Служат для понижения высоких напряжений и токов до значений, пригодных для работы приборов учёта и релейной защиты. Делятся на:

  • Трансформаторы напряжения (ТН) — понижают высокое напряжение до 100 В.
  • Трансформаторы тока (ТТ) — понижают ток до стандартных значений 5 А или 1 А.

Специальные трансформаторы

  • Сварочные — понижают напряжение сети до 12–80 В и обеспечивают высокий ток для электродуговой сварки; бывают однофазными и трёхфазными, с регулированием тока.
  • Лабораторные — имеют плавное регулирование выходного напряжения (обычно до 250–650 В) для испытаний электрооборудования.
  • Вспомогательные — питают цепи управления, освещения и автоматики подстанций.
  • Испытательные высоковольтные — генерируют повышенные напряжения для диэлектрических испытаний.

Классификация по конструкции магнитопровода и обмоток

Стержневые и броневые

По конструкции магнитопровода различают стержневые (обмотки расположены на вертикальных стержнях) и броневые (обмотки на центральном стержне, замыкающие части сверху и снизу) трансформаторы. Стержневые применяются в силовых трансформаторах высокого напряжения, броневые — в маломощных и измерительных.

Автотрансформаторы

Обмотки имеют электрическую связь, что снижает массу и стоимость аппарата при коэффициенте трансформации, близком к единице. Широко используются в линиях электропередачи (например, АВЗ на 500 кВ), в электротранспорте и бытовых понижающих устройствах (адаптеры 220/12 В).

Трансформаторы с разомкнутым магнитопроводом

Имеют стержень без замыкающих частей; применяются в электронике, дросселях, источниках питания.

Классификация по среде изоляции и охлаждению

Масляные

Обмотки и магнитопровод находятся в баке с трансформаторным маслом, которое служит изоляцией и теплоносителем. Наиболее распространённый тип силовых трансформаторов. По способу охлаждения масляные трансформаторы делятся на:

  • с естественной циркуляцией масла и воздуха (Д — без принудительной циркуляции);
  • с принудительной циркуляцией масла (Ц);
  • с принудительной циркуляцией масла и воздуха (ДЦ);
  • с принудительной циркуляцией масла, воды и воздуха (ДЦН).

Сухие

Изоляция обмоток выполнена из литых или намотанных компаундов, эпоксидной смолы, фарфора. Применяются внутри помещений, на объектах с повышенными требованиями пожарной безопасности.

Заливные (с литой изоляцией)

Обмотки заливаются эпоксидным компаундом под вакуумом. Используются в распределительных устройствах, комплектных подстанциях.

С газовой изоляцией и с жидкостной изоляцией

Применяют элегаз (SF₆) или синтетические жидкие диэлектрики вместо масла — на объектах, где исключена возможность возгорания.

Классификация по другим признакам

ПризнакВиды
Число фазОднофазные, трёхфазные (наиболее распространены в сетях), многофазные
Число обмотокДвухобмоточные, трёхобмоточные, многообмоточные
РегулированиеС отводами от обмотки (под нагрузкой — РПН, без отключения — ПБН), симисторные (бесконтактные)
МонтажПередвижные (на шасси, в контейнерах), стационарные, мачтовые, подвесные
МощностьМаломощные (до 1 кВт), средней мощности, силовые (до 1000 МВА и выше)
Магнитная системаТрансформаторы на ферритах, порошковые, тороидальные

Трансформаторы тока и напряжения: особенности

Измерительные трансформаторы имеют вторичную обмотку, нагруженную на приборы с малым сопротивлением (для ТТ) или большое (для ТН). Вторичные обмотки ТН и ТТ обязательно заземляются для безопасности. Токовые трансформаторы не допускают размыкания вторичной цепи под нагрузкой, напряжения — короткого замыкания.

Применение

Трансформаторы применяются практически во всех областях электротехники: в системах генерации, передачи и распределения электроэнергии, в электротранспорте (тяговые подстанции), в электронике и радиотехнике (понижающие, согласующие, импульсные трансформаторы), в сварочном оборудовании, в измерительной технике, в бытовых приборах (адаптеры питания).

Источники:

  • ГОСТ 11677-85 «Трансформаторы силовые. Технические условия»
  • Копылов И. П. «Электрические аппараты»
  • Бызов А. А., Фомин Б. Н. «Электрические аппараты»
  • Справочник по электротехнике под ред. В. Г. Герасимова
  • Электротехнический справочник, том 2
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru