Μονοφασικοί μετασχηματιστές. Τύπου πυρήνα. (core type) Τύπου κελύφους. (shell type) Κυλινδρικά τυλίγματα. Δισκοειδή τυλίγματα. Δομή μετασχηματιστών.

Transcript

1 Δομή μετασχηματιστών. Μονοφασικοί μετασχηματιστές. Τύπου πυρήνα. (core type) Τύπου κελύφους. (shell type) (η διατομή του μεσαίου σκέλους είναι περίπου διπλάσια της διατομής των δύο άλλων σκελών και ζυγών) 3 Δομή μετασχηματιστών. Μονοφασικοί μετασχηματιστές. Τύπου πυρήνα. (core type) Κυλινδρικά τυλίγματα Δισκοειδή τυλίγματα 4 1

2 Δομή μετασχηματιστών. Μονοφασικοί μετασχηματιστές. Τύπου κελύφους. (shell type) (η διατομή του μεσαίου σκέλους είναι περίπου διπλάσια της διατομής των δύο άλλων σκελών και ζυγών) Κυλινδρικά τυλίγματα Δισκοειδή τυλίγματα 5 Δομή μετασχηματιστών. Μονοφασικοί μετασχηματιστές. (στοιβαχτός πυρήνας) Τύπου πυρήνα. (core type) Τύπου κελύφους. (shell type) 6 2

3 Δομή μετασχηματιστών. Μονοφασικοί μετασχηματιστές. (τυλιχτός πυρήνας) Τύπου πυρήνα. (core type) Τύπου κελύφους. (shell type) 7 Δομή μετασχηματιστών. σχεδιασμός πυρήνα τύπου πυρήνα τύπου κελύφους κατασκευή πυρήνα στοιβαχτός πυρήνας τυλιχτός πυρήνας τυλίγματα κυλινδρικά (συγκεντρωμένα) δισκοειδή 8 3

4 Δομή μετασχηματιστών. Μονοφασικοί μετασχηματιστές Τύπου πυρήνα. (core type) 9 Δομή μετασχηματιστών. Μονοφασικοί μετασχηματιστές Τύπου κελύφους. (shell type) 10 4

5 Δομή μετασχηματιστών. Τριφασικοί μετασχηματιστές Τύπου πυρήνα. (core type) Τύπου κελύφους. (shell type) 11 Δομή μετασχηματιστών. Τριφασικοί μετασχηματιστές τύπου πυρήνα (core type) Τύπου πυρήνα (core type) 3 σκελών (3 legs). Τύπου πυρήνα (core type) 5 σκελών (5 legs). 12 5

6 Δομή μετασχηματιστών. Τριφασικοί μετασχηματιστές τύπου κελύφους (shell type) 13 Πυρήνες : Στοιβαχτός πυρήνας Τυλιχτός πυρήνας Ελάσματα (με επίχρυσμα από μονωτικό βερνίκι) Πυριτιούχο χάλυβα από 97% σίδηρο και 3% πυρίτιο (πάχος ελασμάτων mm) Άμορφο σίδηρο (κράμα σιδήρου με πυρίτιο και βόριο) (πάχος ελασμάτων mm) 14 6

7 Πυρήνες : Στοιβαχτός πυρήνας 15 Πυρήνες : Τυλιχτός πυρήνας 16 7

8 Δομή μετασχηματιστών. Πυρήνας (στοιβαχτός) Τυλίγματα: Κυλινδρικά τυλίγματα Δισκοειδή τυλίγματα 17 Κατασκευαστικά στοιχεία μετασχηματιστών. τυλίγματα ΧΤ (κυλινδρικά) ελικοειδή τυλίγματα (helical windings) συνεχόμενα τυλίγματα τυλίγματα πολλαπλής στρώσης (διπλής) 18 8

9 Κατασκευαστικά στοιχεία μετασχηματιστών. τυλίγματα YΤ & XT (Τυλίγματα σε κυλινδρικό πυρήνα) (Τυλίγματα σε τυλιχτό πυρήνα) 19 Πηνία πηνίο ΧΤ πηνίο ΥΤ 20 9

10

11 23 Μονωτήρες ΥΤ και ΧΤ 24 11

12

13

14 29 Μεταγωγέας επαφών (για να διατηρείται όσο το δυνατό σταθερή η τάση στο δευτερεύον) Μεταγωγέας τάσεων ή μεταλλάκτης τάσεων (για αλλαγή της τάσης λειτουργίας του Μ/Σ ανάλογα με τη τάση του δικτύου π.χ. από 15 kv σε 20 kv)

15 Ψύξη μετασχηματιστών. Μετασχηματιστές ξηρού τύπου. (φυσική ψύξη με αέρα ή εξαναγκασμένη ψύξη με βοήθεια ανεμιστήρα). Μετασχηματιστές λαδιού. Πλεονεκτήματα λαδιού ως μέσο ψύξης : Μεγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα. Αντοχή σε υψηλότερες τάσεις διάσπασης (περίπου εξαπλάσια του αέρα). Εξαρτήματα : Δοχείο διαστολής λαδιού (δέχεται την αυξομείωση του όγκου λαδιού, λόγω της μεταβολής Αφυγραντήρας (πάνω στο δοχείο διαστολής, εφοδιασμένος με χημικό φίλτρο για αφαίρεση της υγρασίας. Προειδοποιητικός ηλεκτρονόμος (π.χ. Buchholz), θερμόμετρο, διάφραγμα ασφαλείας σε περίπτωση υπερβολικής πίεσης του λαδιού, δείκτης στάθμης λαδιού. 31 Προστασία Μ/Σ Ηλεκτρονόμος Buchholz (Τοποθετείται μεταξύ του δοχείου του Μ/Σ και του δοχείου διαστολής. Προστασία από εσωτερικά σφάλματα που προκαλούν ανάπτυξη αερίων στο λάδι, έντονη ροή λαδιού, έλλειψη λαδιού.) 32 15

16 Προστασία Μ/Σ Θερμόμετρο Μ/Σ (Τοποθετείται στο πιο ψηλό στρώμα του λαδιού, ώστε να μετρά τη μέγιστη θερμοκρασία του λαδιού.) 33 Χώρος εγκατάστασης του Μ/Σ 34 16

17 Μετασχηματιστής σε λειτουργία κενού Το πρωτεύον πηνίο τροφοδοτείται με εναλλασσόμενο ρεύμα i 1 Φ m = λ = Ν Φ Φ m max 1 m sinω t (η ροή σκεδάσεως αμελείται) e dφm e1 = Ν1 = ωe N1Φmax cos ωet (ΗΕΔ) dt E 2π f N Φ 2 1( rms) e 1 max E 4.44 f NΦ 1 ( rms ) e 1 max 35 Μετασχηματιστής σε λειτουργία κενού E 4.44 f NΦ 1( rms ) e 1 max (r 1 0) E V 1( rms ) 1( rms ) Το πλάτος της μαγνητική ροής στον πυρήνα του Μ/Σ είναι ανάλογη του λόγου : E1 V1 Φm max f f e e (όπου f e η συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας) 36 17

18 Μετασχηματιστής σε λειτουργία κενού Αν στο πρωτεύον του Μ/Σ εφαρμοστεί τάση, τότε το τύλιγμα διαρρέεται από ρεύμα, ακόμη και αν στο δευτερεύον δε συνδέεται κανένα φορτίο. I m : ρεύμα μαγνήτισης είναι το ρεύμα που δημιουργεί τη μαγνητική ροή στον πυρήνα του Μ/Σ. 37 Ρεύμα διέγερσης μετασχηματιστή v1() t 2V1cosω et dφ m e1 N1 dt V Φm Φ t ωet im() t sinωet L 1 m() 2 sin ωe N1 m1 Τοi m δεν μεταβάλλεται ημιτονοειδώς. Οι αρμονικές οφείλονται στον κορεσμό του πυρήνα. Όσο βαθύτερα βρίσκεται στο κορεσμό ο πυρήνας, τόσο μεγαλύτερες είναι οι αρμονικές. Στον κορεσμό, για μικρή αύξηση της ροής απαιτείται μεγάλο ρεύμα μαγνήτισης. Η κυματομορφή του i m καθυστερεί κατά 90 0 ώς προς τη κυματομορφή της τάσης v

19 Ρεύμα διέγερσης μετασχηματιστή v1() t 2V1cosω et dφ m e1 N1 dt V Φm Φ t ωet im() t sinωet L 1 m() 2 sin ωe N1 m1 Τοi m δεν μεταβάλλεται ημιτονοειδώς. Οι αρμονικές οφείλονται στον κορεσμό του πυρήνα. Όσο βαθύτερα βρίσκεται στο κορεσμό ο πυρήνας, τόσο μεγαλύτερες είναι οι αρμονικές. Στον κορεσμό, για μικρή αύξηση της ροής απαιτείται μεγάλο ρεύμα μαγνήτισης. Η κυματομορφή του i m καθυστερεί κατά 90 0 ώς προς τη κυματομορφή της τάσης v Ρεύμα διέγερσης μετασχηματιστή Συμπεράσματα : Το i m δεν μεταβάλλεται ημιτονοειδώς. Οι αρμονικές οφείλονται στον κορεσμό του πυρήνα. Το ρεύμα απωλειών i Fe του πυρήνα είναι παραμορφωμένο λόγω της μηγραμμικότητας των απωλειών σιδήρου. i μ i i i μ m Fe 40 19