Trasformatore di potenza. Dispositivo e riparazione del trasformatore di potenza
Un trasformatore di potenza è un dispositivo elettrico che modifica il valore di tensione o corrente di un livello in un altro, pur mantenendo la potenza che lo attraversa. Viene utilizzato su stazioni, sottostazioni e dispositivi di distribuzione. Se alla stazione è uno dei numerosi dispositivi del sistema operativo, allora alla sottostazione è l'elemento principale.
Meccanismo di funzionamento del trasformatore
Il principio di funzionamento di un trasformatore di alimentazione è basato sulla proprietà induzione elettromagnetica causato dalla forza motrice elettrica che fluisce attraverso gli avvolgimenti corrente alternata. Ciò significa che non ci sono trasformatori di corrente continua. I trasformatori possono cambiare corrente e voltaggio, ma non possono cambiare la loro frequenza. Successivamente, consideriamo il trasformatore di alimentazione del dispositivo e i tipi esistenti.
specie
Un trasformatore di potenza è un meccanismo molto complesso costituito da un insieme di elementi la cui composizione dipende direttamente dalla sua potenza e dal suo scopo. Nell'industria dell'energia elettrica, vengono utilizzati diversi tipi di queste macchine elettriche. Tra questi ci sono:
- trasformatori a doppia avvolgimento;
- tre avvolgimenti;
- con avvolgimento secondario spaccato;
- trasformatori di isolamento;
- con avvolgimento secondario aperto;
- autotrasformatori.
A seconda della potenza, vengono utilizzati diversi materiali dielettrici necessari per il raffreddamento e la sicurezza elettrica di un trasformatore di potenza. Per i trasformatori a bassa potenza vengono utilizzati carta speciale, dielettrico, vernice elettrica. Il dispositivo di un trasformatore di potenza di media e alta potenza presuppone la presenza di elementi così importanti come olio per trasformatori e gas. Sono utilizzati per l'isolamento degli avvolgimenti.
La maggior parte dei trasformatori di potenza utilizzati nell'industria energetica sono trasformatori di olio combustibile. Questi dispositivi sono costituiti dai seguenti elementi:
- alloggio;
- ampio serbatoio incernierato;
- ingresso elettrico;
- avvolgimento primario;
- avvolgimento secondario;
- conduttore magnetico;
- pompa dell'olio e radiatore (a seconda della potenza);
- relè di protezione e automazione;
- Livello dell'olio del trasformatore e sensore di stato.
Scopo dei trasformatori di potenza
Per trasferire energia elettrica su lunghe distanze, è necessario aumentare significativamente il livello di tensione. Il principale nemico nel settore energetico è la resistenza elettrica di vari tipi di materiali. Il modello è il seguente: maggiore è la resistenza elettrica, maggiore è il riscaldamento dell'elemento. In fisica, questo fenomeno è chiamato perdita.
Con il trasferimento di energia elettrica su distanze considerevoli, queste perdite raggiungono valori significativi. Per ridurli, è necessario ridurre la quantità di corrente elettrica. Questo può essere fatto aumentando il valore di tensione.
Dal corso scolastico in fisica, conosciamo l'equazione per trovare il potere. Suona come segue: la potenza è il prodotto di corrente e tensione. Pertanto, a un valore costante di potenza, se la tensione aumenta, la corrente diminuisce naturalmente. Naturalmente, è possibile utilizzare conduttori con buona conduttività, ma il costo di tali materiali è piuttosto elevato. Per aumentare o diminuire la tensione utilizzata dispositivi chiamati "trasformatore di potenza".
Selezione dei trasformatori di potenza
Il calcolo del trasformatore di potenza per stazioni e sottostazioni è radicalmente diverso. Ciò è dovuto al fatto che la centrale elettrica genera energia elettrica e la sottostazione la distribuisce ai consumatori.
Il calcolo del trasformatore di potenza per la stazione viene ridotto a un confronto della potenza totale prodotta dal generatore o da un gruppo di generatori. La scelta della potenza del trasformatore per la sottostazione è molto più difficile.
Per ovvi motivi, il consumo giornaliero di energia elettrica varia considerevolmente. Pianificare i carichi in generale ha un personaggio a gradini. Nel periodo tra le 00.00 e le 6.00, il consumo energetico ha un valore minimo, quindi dalle 6.00 alle 10.00 sale ad un valore massimo, le successive sei ore c'è un leggero declino, e dalle 16.00 alle 22.00 riprende il valore massimo, e nel tempo restante scende ai valori minimi. Oltre alle pianificazioni giornaliere, vi è un interseasonal. In estate e in inverno, anche le soglie massime e minime sono diverse.
Dai carichi forniti, viene determinata la potenza media. Al fine di evitare che la potenza installata della parte di potenza venga sovrastimata rispetto al sistema di alimentazione, viene effettuato un calcolo tenendo conto di un possibile sovraccarico a breve termine.
Il trasformatore di potenza ha molte varietà di sistemi di raffreddamento. A seconda di ciò, può essere sovraccaricato a vari valori e durate. In media, questo valore non è superiore al 40% per un breve periodo di tempo, quindi questo tempo può essere aumentato riducendo il livello di congestione. In ogni caso, in futuro, il carico dovrebbe essere ridotto e la data di revisione dovrebbe essere spostata in una data precedente.
La potenza del trasformatore di potenza in cui funziona nella modalità nominale corrisponde al 75-80%. Ciò minimizza le perdite e prolunga la vita della macchina elettrica. Pertanto, la scelta del trasformatore viene ridotta alle seguenti fasi:
- Determinazione del consumo di energia del sistema.
- Una certa riserva di potere è posta per lo sviluppo del sistema.
- Viene eseguito un controllo di emergenza.
manutenzione
Per mantenere i trasformatori in condizioni di lavoro è necessario un insieme di misure progettate per controllare ed eliminare i difetti emergenti. Tutte queste attività sono registrate nel passaporto del trasformatore (rilasciato dal produttore).
Come qualsiasi altro dispositivo, i trasformatori di alimentazione sono influenzati da fattori esterni, nonché dal naturale invecchiamento dei materiali del dispositivo stesso. I difetti rilevati nel tempo consentono una manutenzione periodica, pertanto è necessario un monitoraggio costante delle condizioni del dispositivo.
L'elenco di manutenzione periodica, che viene effettuato almeno una volta all'anno, include:
- ispezione visiva;
- controllo del livello dell'olio;
- controllare lo stato del gel di silice;
- ispezione di giunti di tenuta per macchie.
Tutte queste operazioni vengono eseguite da specialisti senza disconnettere il trasformatore dalla rete.
Riparazione attuale
La riparazione dei trasformatori di potenza è una procedura integrale per il funzionamento di questi dispositivi. I lavori di manutenzione non richiedono lo smantellamento del trasformatore, il trasporto in scatole speciali o in fabbrica. Includono la procedura di smontaggio parziale della cassa, l'ispezione dell'intero dispositivo del trasformatore di alimentazione, la sostituzione di tutti i manicotti e guarnizioni di tenuta, la calibrazione strumentazione e monitoraggio delle apparecchiature di trasformazione.
Dopo che tutti i lavori sono stati completati, viene versato nuovo olio per trasformatori, è in corso una messa in funzione graduale. La frequenza di tali riparazioni dipende dal trasformatore stesso, in media, questo accade ogni 3-4 anni.
revisione
Il più costoso di tutti i tipi di riparazione è considerato capitale. È prodotto da persone appositamente addestrate in stanze dotate di tutto il necessario. Il trasformatore viene smontato dal luogo di funzionamento. Un completo smontaggio di tutti i componenti e meccanismi (regolazione sotto carico). Isolamento delle connessioni interturne, il conduttore magnetico viene sostituito.
Questa riparazione è simile a revisione del motore auto, quando tutti gli elementi responsabili sono sottoposti a una seria raffinatezza e spesso sostituiti. Alla fine di tutti i test di lavoro vengono eseguiti con aumento della tensione. Con risultati positivi, i marchi richiesti vengono inseriti nel passaporto del prodotto e il trasformatore viene messo in funzione.
La data della prima revisione è determinata in base al monitoraggio periodico. Se le letture sono errate, il trasformatore viene inviato per la riparazione. Di norma, ciò avviene in 20-30 anni in caso di corretto funzionamento e tutti i lavori di manutenzione programmata sono completati in tempo.
conclusione
I trasformatori di olio di potenza sono un elemento molto importante della rete elettrica. Il costo della sottostazione al 50-60% è costituito unicamente dal costo di questi dispositivi. Funzionano 24 ore al giorno e sette giorni alla settimana. Pertanto, la manutenzione e il funzionamento devono essere eseguiti in base a tutti i requisiti del produttore e ai documenti normativi pertinenti. Il dispositivo del trasformatore di potenza comprende molte parti, che lo rendono uno dei dispositivi più complessi.