Was ist Transformer?
Ein Transformator ist ein elektrisches Gerät, das mithilfe von Leitern oder Transformatorspulen elektrische Energie von einem Stromkreis in einen anderen überträgt. Die Übertragung und Verteilung von Energie vom Erzeugungspunkt bis zur Verteilung ist von entscheidender Bedeutung. Im Allgemeinen sind die zwei am häufigsten verwendeten Transformatoren Aufwärts- und Abwärtstransformatoren.
Vorteile von Transformer
Ändern Sie die Spannung
Der Hauptvorteil von Transformatoren besteht darin, dass sie die Spannung ändern können. Da unterschiedliche Lasten unterschiedliche Spannungen erfordern, macht die Existenz von Transformatoren die Stromübertragung und -nutzung flexibler.
Verbessern Sie die Effizienz der Kraftübertragung
Durch die Erhöhung der Spannung durch Transformatoren kann die Effizienz der Stromübertragung verbessert werden. Dies liegt daran, dass mit zunehmender Spannung der Strom abnimmt, wodurch sich der Drahtdurchmesser und die Leitungsverluste verringern, die für die Stromleitung erforderlich sind.
Leitungsmaterialien einsparen
Da Transformatoren die Spannung erhöhen können, kann der erforderliche Drahtdurchmesser für die Stromleitung reduziert und somit Leitungsmaterial eingespart werden. Dadurch sinken auch die Kosten für die Energietechnik.
Reduzieren Sie den Leistungsverlust
Da Transformatoren die Stromübertragung effizienter machen, können Leistungsverluste reduziert werden. Bei der Energieübertragung über große Entfernungen können durch den Einsatz von Transformatoren Energieverluste im Stromnetz deutlich reduziert werden.
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Arten von Transformatoren
Spartransformatoren
Die Primär- und Sekundärwicklungen von Standardtransformatoren sind in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet, bei Spartransformatorwicklungen sind die Primär- und Sekundärwicklungen jedoch physikalisch und magnetisch in Reihe geschaltet.
Luftkerntransformator
Die Haupt- und Sekundärwicklungen sind beide auf einem nichtmagnetischen Streifen gewickelt, wobei die Flussverbindung zwischen ihnen durch die Luft erfolgt. Die gegenseitige Induktivität eines Luftkerntransformators ist niedriger als die eines Eisenkerntransformators, was bedeutet, dass die dem erzeugten Fluss zugeführte Reluktanz im Luftmedium höher ist. Bei einem Luftkerntransformator hingegen werden Hysterese- und Wirbelstromverluste vollständig eliminiert.
Eisenkerntransformator
Sowohl die Haupt- als auch die Sekundärwicklung sind auf mehreren Eisenplattenpaketen gewickelt und bieten so einen guten Verbindungsweg zum erzeugten Fluss. Aufgrund der leitenden und magnetischen Eigenschaften von Eisen ist der Widerstand des Verbindungsflusses geringer. Dies sind übliche Transformatoren mit einem guten Wirkungsgrad im Vergleich zu Luftkerntransformatoren.
Verteilungstransformator
Der Hauptzweck eines Verteiltransformators besteht darin, die Spannung für die Verteilung an gewerbliche und private Verbraucher zu senken.
Aufwärtstransformator
Durch den Aufwärtstransformator wird das Spannungsniveau auf der Sekundärseite erhöht. Durch die Erhöhung der Windungszahl der Sekundärwicklung wird die niedrige Primärspannung erhöht. Das Verhältnis von Primärwicklung zu Sekundärwicklung beträgt weniger als 1. Das schematische Diagramm des Aufwärtstransformators ist unten angegeben.
Die Materialien des Transformators
Kernmaterial
Zu den im Transformator verwendeten Kernmaterialien gehören hauptsächlich Eisenblech, Blech mit niedrigem Siliziumgehalt und Blech mit hohem Siliziumgehalt. Das Hinzufügen von Silizium zum Stahlblech kann die Leitfähigkeit des Stahlblechs verringern und den spezifischen Widerstand erhöhen. Es kann den Wirbelstrom reduzieren und den Verlust reduzieren. Normalerweise bezeichnen wir das mit Silizium versetzte Stahlblech als Siliziumstahlblech. Die Qualität des im Transformator verwendeten Siliziumstahlblechs ist sehr hoch
Die Qualität von Siliziumstahlblechen wird normalerweise durch die magnetische Flussdichte B ausgedrückt. Im Allgemeinen beträgt der b-Wert von schwarzem Eisenblech 6000-8000, der von Blechen mit niedrigem Siliziumgehalt 9000-11000 und der von Blechen mit hohem Siliziumgehalt 12000-16000.
Die üblicherweise für Wicklungstransformatoren verwendeten Materialien
Lackdraht, Sanddraht, Seidendraht, der am häufigsten verwendete Lackdraht. Die Anforderungen an den Leiter sind eine gute Leitfähigkeit, eine ausreichende Hitzebeständigkeit der Isolierfarbe und eine gewisse Korrosionsbeständigkeit. Im Allgemeinen ist es am besten, hochfesten Polyester-Lackdraht vom Typ Q2 zu verwenden.
Isoliermaterial
Bei Wicklungstransformatoren sollten Isoliermaterialien zur Isolierung zwischen den Spulenrahmenschichten und dem Wicklungswiderstand verwendet werden. Allgemeine Transformatorrahmenmaterialien können aus Phenolpappe bestehen, Polyesterfolie oder Telefonpapier können zur Isolierung zwischen den Schichten verwendet werden und gelbes Tuch kann zur Isolierung zwischen den Wicklungswiderständen verwendet werden.
Imprägniermaterial
Nach dem Wickeln des Transformators erfolgt als letzter Prozess das Imprägnieren mit Isolierfarbe, wodurch die mechanische Festigkeit des Transformators erhöht, die Isolationsleistung verbessert und die Lebensdauer verlängert werden kann. Als Imprägniermittel kann grundsätzlich Kresollack verwendet werden.
Stromverteilung
Transformatoren werden häufig in Stromverteilungssystemen eingesetzt, um die Spannung für die Übertragung über große Entfernungen zu erhöhen und die Spannung für die Verteilung an Haushalte und Unternehmen herabzusetzen.
Spannungsregelung
Sie dienen zur Regulierung des Spannungsniveaus und stellen sicher, dass die an elektrische Geräte gelieferte Spannung innerhalb akzeptabler Grenzen bleibt.
Elektrische Isolierung
Transformatoren sorgen für eine elektrische Isolierung zwischen den Eingangs- und Ausgangskreisen, verhindern so den direkten Stromfluss und schützen Geräte vor elektrischem Rauschen und Fehlern.
Elektronische Geräte
Sie werden in elektronischen Geräten wie Ladegeräten, Adaptern und Wechselrichtern verwendet, um Spannungspegel für verschiedene Komponenten umzuwandeln.
Industrielle Anwendungen
Transformatoren werden in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in Schweißgeräten, Motorantrieben und Stromversorgungen.
Erneuerbare Energie
Transformatoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Anbindung erneuerbarer Energiequellen wie Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen an das Netz, indem sie den erzeugten Strom in die entsprechenden Spannungsniveaus umwandeln.
Audiogeräte
In Audiosystemen werden Transformatoren zur Impedanzanpassung, Rauschunterdrückung und Erdschleifenisolierung verwendet.
Instrumentierung
Transformatoren werden in Instrumentierungsanwendungen verwendet, um Strom- und Spannungssignale in für die Messung und Steuerung geeignete Werte umzuwandeln.
Eisenbahnsysteme
Sie werden in Eisenbahnsystemen zu Traktionszwecken eingesetzt, um die Leistung von Zügen zu erhöhen und die Leistung von Signalen und Beleuchtung zu drosseln.
HVAC-Systeme
Transformatoren werden in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK) verwendet, um die an verschiedene Komponenten gelieferte Spannung zu steuern.
So reduzieren Sie die Teilentladung von Transformatoren
Staubkontrolle
Unter den Faktoren, die Teilentladungen verursachen, sind Fremdkörper und Staub sehr wichtige Faktoren. Die Testergebnisse zeigen, dass Metallpartikel mit einem Durchmesser von ф1,5 μm unter Einwirkung eines elektrischen Feldes eine Entladung von weit mehr als 500 pC erzeugen können. Unabhängig davon, ob es sich um metallisches oder nichtmetallisches Pulver handelt, wird ein konzentriertes elektrisches Feld erzeugt, das die anfängliche Entladungsspannung des Isolators und die Durchbruchspannung verringert. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Umgebung und das Gehäuse während des Herstellungsprozesses des Transformators sauber zu halten und Staub muss streng kontrolliert werden. Kontrollieren Sie streng, inwieweit das Produkt im Produktionsprozess durch Staub beeinträchtigt wird, und richten Sie eine versiegelte, staubdichte Werkstatt ein.
Zentralisierte Bearbeitung von Isolierteilen
Es ist sehr wichtig, dass es Metallstaub enthält, denn sobald die Isolierfolie am Metallstaub haftet, ist es schwierig, ihn vollständig zu entfernen. Daher ist es notwendig, die Behandlung in der Isolationswerkstatt zu zentralisieren und einen Bereich einzurichten, der von anderen stauberzeugenden Bereichen isoliert werden muss.
Kontrollieren Sie den Bearbeitungsgrat der Siliziumstahlplatte streng
Transformatorkernteile werden durch Längs- und Querschneiden geformt. Diese Schnitte weisen unterschiedlich starke Grate auf. Grate verursachen nicht nur Kurzschlüsse zwischen den Chips, sondern erhöhen auch die Verluste und erhöhen die Dicke des Kerns. Mehr noch: Beim Einsetzen des Eisenkerns in das Joch oder bei Vibrationen während des Betriebs können Grate auf den Rumpf fallen und es kann zu Entladungen kommen. Auch wenn die Grate auf den Boden des Kastens fallen, können sie sich unter dem Einfluss des elektrischen Feldes geordnet anordnen und so zu einer möglichen Entladung in den Boden führen. Daher sollte der Kerngrat möglichst gering sein. Der Grat des Kernteils des 110KV-Produkts sollte nicht größer als 0,03 mm sein.
Leitungen, kaltgepresste Anschlüsse
Der Einsatz bleiverpresster Anschlüsse ist eine wirksame Maßnahme zur Reduzierung der Teilentladung. Beim Phosphor-Kupfer-Schweißen entsteht eine große Menge Spritzerschlacke, die leicht zum Körper und zum Isolator diffundieren kann. Darüber hinaus muss der Quellgrenzbereich durch unter Wasser liegende Asbestdrähte abgetrennt werden, damit Wasser in die Isolierung eindringen kann. Wenn die Feuchtigkeit nach dem Isolieren der Wicklung nicht vollständig entfernt wird, erhöht sich die Teilentladung des Transformators.
Abgerundete Bauteilkante
Der Zweck des Abrundens der Kanten der Teile:
Verbessern Sie die Feldstromverteilung und erhöhen Sie die Entladungsstartspannung. Daher müssen metallische Strukturteile wie Klemmen, Zugplatten, Polster und Halterungskanten, Druckplatten und Auslasskanten, die Wände des Kastensteigrohrs und die magnetische Abschirmabdeckung an der Innenseite der Kastenwand im Eisenkern abgerundet sein.
Verhindert die Bildung von Eisenspänen durch Reibung. Beispielsweise sollte der Kontaktteil des Aufhängelochs des Clips mit dem Schlüsselband oder Haken rund sein.
Produktumgebung und Karosseriebeschichtung im Prozess der Endmontage
Nachdem der Rumpf vakuumgetrocknet wurde, sollte er vor dem Verpacken sortiert werden. Je größer das Produkt, desto komplexer die Struktur und desto länger die Fertigstellungszeit. Wenn der Stiel zusammengedrückt und fest befestigt wird, wird der Stiel der Luft ausgesetzt, wobei es zu Feuchtigkeitsaufnahme und Staubverteilung kommt. Daher sollte die Karosserie in staubgeschützten Bereichen gereinigt werden, beispielsweise wenn sie fertig ist (oder der Luft ausgesetzt ist). Zeit) länger als 8 Stunden, muss erneut getrocknet werden. Nach der Fertigstellung des Rumpfes beginnt die Phase des Vakuumierens und Befüllens des Tanks. Da die Stammisolierung während der Stammtrimmphase Feuchtigkeit aufnimmt, ist es notwendig, den Stamm zu entfeuchten. Dies ist eine wichtige Maßnahme zur Sicherstellung der Spannungsfestigkeit von Hochspannungsprodukten. Die verwendete Methode besteht darin, das Produkt abzusaugen. Bestimmen Sie die Vakuumzeit je nach Körper.
Vakuumschmierung
Der Zweck der Vakuumöleinspritzung besteht darin, Transformatoröl in ein Vakuum einzuspritzen, tote Stellen in der Isolationsstruktur des Produkts durch Vakuumieren des Transformators zu beseitigen, die Luft vollständig zu evakuieren und dann den Transformatorkörper vollständig zu absorbieren. Warten Sie nach der Öleinspritzung mindestens 72 Stunden, bevor Sie den Transformator testen, da der Grad der Durchdringung des Isoliermaterials von der Dicke des Isoliermaterials, der Temperatur des Isolieröls und der Eintauchzeit abhängt. Je höher der Penetrationsgrad, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit einer Ejakulation. Stellen Sie daher sicher, dass Sie genügend Absorptionszeit hinter sich haben.
Abdichtung von Kraftstofftank und Teilen
Die Qualität der Dichtungsstruktur steht in direktem Zusammenhang mit der Leckage des Transformators. Bei einer Leckstelle dringt unweigerlich Feuchtigkeit in das Innere des Transformators ein, wodurch das Transformatoröl und andere Isolierteile Feuchtigkeit aufnehmen, was einer der Teilentladungsfaktoren ist. Daher muss es angemessene Dichtungswerte erfüllen.
Teile eines Transformators
Kern
Der Kern des Transformators dient zur Lagerung der Wicklungen. Es besteht aus Weicheisen, um Wirbelstromverluste und Hystereseverluste zu reduzieren, und bietet einen Pfad mit geringer Reluktanz für den Fluss des Magnetflusses. Der Durchmesser des Transformatorkerns ist direkt proportional zum Kupferverlust und umgekehrt proportional zum Eisenverlust.
Wicklungen
Wicklungen bestehen aus mehreren gebündelten Kupferspulenwindungen, wobei jedes Bündel zu einer vollständigen Wicklung verbunden ist. Wicklungen können entweder auf der Eingangs-Ausgangsversorgung oder auf dem Spannungsbereich basieren. Wicklungen, die auf der Versorgung basieren, werden in Primär- und Sekundärwicklungen eingeteilt, d. h. die Wicklungen, an denen die Eingangs- bzw. Ausgangsspannung anliegt. Andererseits können Wicklungen basierend auf dem Spannungsbereich in Hochspannungs- und Niederspannungswicklungen eingeteilt werden.
Isoliermaterialien
Isoliermaterialien wie Papiere und Pappe werden verwendet, um Primär- und Sekundärwicklungen voneinander sowie den Transformatorkern zu isolieren. Aufgrund der hohen Leitfähigkeit und Duktilität bestehen diese Wicklungen aus Kupfer. Eine hohe Leitfähigkeit minimiert die benötigte Kupfermenge und minimiert Verluste. Darüber hinaus führt die hohe Duktilität dazu, dass sich die Leiter leicht zu einer engen Wicklung um den Kern biegen lassen, wodurch auch die Kupfermenge und das Wicklungsvolumen minimiert werden.
Transformatoröl
Das Transformatoröl isoliert und kühlt die Kern- und Spulenbaugruppe. Der Kern und die Wicklungen des Transformators müssen vollständig in das Öl eingetaucht sein, das normalerweise Kohlenwasserstoff-Mineralöle enthält.
Konservator
Der Konservator ist eine luftdichte metallische zylindrische Trommel, die über dem Transformator angebracht ist und das Transformatoröl konserviert. Es ist oben belüftet und nur zur Hälfte mit Öl gefüllt, um bei Temperaturschwankungen eine Ausdehnung und Kontraktion zu ermöglichen. Der Haupttank des Transformators, mit dem das Ausdehnungsgefäß verbunden ist, wird jedoch über eine Rohrleitung vollständig mit Öl gefüllt.
Verschnaufpause
Der Entlüfter ist ein mit Kieselgel gefüllter zylindrischer Behälter, der dazu dient, die in den Tank eintretende Luft feuchtigkeitsfrei zu halten. Denn wenn das Isolieröl mit Feuchtigkeit reagiert, kann es zu Schäden an der Isolierung und zu inneren Störungen kommen, weshalb es unbedingt erforderlich ist, die Luft frei von Feuchtigkeit zu halten. Beim Durchströmen der Luft durch das Silikagel wird der Feuchtigkeitsgehalt von den Silikatkristallen absorbiert.
Stufenschalter
Um Spannungsschwankungen innerhalb des Transformators auszugleichen, werden Stufenschalter verwendet. Es gibt zwei Arten von Stufenschaltern – unter Last und ohne Last. Bei Laststufenschaltern kann die Anzapfung geändert werden, ohne den Transformator von der Versorgung zu trennen, während im Leerlauf der Transformator von der Versorgung getrennt werden muss.
Kühlrohre
Wie der Name schon sagt, werden Kühlrohre zur Kühlung des Transformatorenöls eingesetzt. Die Ölzirkulation im Transformator kann natürlich oder erzwungen sein. Bei der natürlichen Zirkulation bewegt sich bei steigender Öltemperatur das heiße Öl auf natürliche Weise nach oben und das kalte Öl nach unten, während bei der erzwungenen Zirkulation eine ewige Pumpe zum Einsatz kommt.
Buchholz-Staffel
Das Buchholz-Relais wird über dem Verbindungsrohr angebracht, das vom Haupttank zum Ausdehnungsgefäß verläuft und erkennt Fehler, die im Transformator auftreten. Der Betrieb erfolgt mit den Gasen, die bei der Zersetzung des Transformatoröls bei internen Fehlern freigesetzt werden. Somit dient dieses Gerät dazu, den Transformator zu erkennen und ihn wiederum vor internen Fehlern zu schützen.
Explosionsentlüftung
Das kochend heiße Öl aus dem Transformator wird bei internen Fehlern durch die Explosionsentlüftung ausgestoßen, um eine Explosion des Transformators zu verhindern. Dieser wird im Allgemeinen über dem Niveau des Wintergartentanks platziert.
Methoden zur Transformatorwartung
Reinigen Sie das Transformatorgehäuse und den Kühler regelmäßig, um zu verhindern, dass sich Staub und Verunreinigungen ansammeln und den Wärmeaustauscheffekt beeinträchtigen, und senken Sie gleichzeitig die Temperatur, um den normalen Betrieb des Transformators sicherzustellen. Achten Sie beim Reinigen auf die Sicherheit, um Unfälle durch Stromschläge zu vermeiden.
Überprüfen Sie regelmäßig das Isolationssystem des Transformators, einschließlich Isolieröl, Trennschalter, Isolator und Erdungsschalter, um sicherzustellen, dass es intakt ist und Leckagen und Kurzschlüsse verhindern kann. Wenn es ein Problem gibt, sollte es rechtzeitig behoben werden.
Überprüfen Sie regelmäßig den Ölstand und die Ölqualität des Transformators, um sicherzustellen, dass der Ölstand angemessen und die Ölqualität gut ist. Wenn die Ölqualität schlecht oder verunreinigt ist, ersetzen Sie das Öl rechtzeitig. Überprüfen Sie gleichzeitig regelmäßig die Abdichtung des Öltanks, um Öllecks zu vermeiden.
Überprüfen Sie das Kühlsystem des Transformators, einschließlich Ölpumpe, Wasserpumpe, Lüfter und Kühler, um seinen normalen Betrieb sicherzustellen. Wenn ein Fehler vorliegt, sollte dieser rechtzeitig behoben werden, um eine Überhitzung des Transformators und eine Beeinträchtigung des Betriebs zu vermeiden.
Überprüfen Sie regelmäßig die elektrischen Anschlüsse und Klemmen des Transformators, um einen normalen Kontakt und eine ordnungsgemäße Befestigung sicherzustellen. Wenn Probleme auftreten, sollten diese rechtzeitig behoben werden, um Stromausfälle und Sicherheitsunfälle zu vermeiden.
Das Unternehmen Jiaxiao entwickelt und produziert seit 1992 Punktschweißsteuerungen und Punktschweißmaschinen und ist einer der größten Lieferanten in China. Hier werden Punktschweißgeräte, MFDC-Schweißgeräte, Wechselstromschweißgeräte mit variabler Frequenz, Stumpfschweißgeräte, Nahtschweißgeräte, Pistolenschweißgeräte, 3-Phasen-Schweißgeräte, Mikroschweißgeräte und Spezialanwendungsmaschinen angeboten. Unsere Produkte werden häufig in der Elektroproduktion, der Herstellung von Autoteilen, der Batterieproduktion, beim Metallspleißen und in anderen Bereichen eingesetzt. Mit fortschrittlicher Technologie, exzellenter Managementphilosophie, qualitativ hochwertigen Produkten und ständiger Weiterentwicklung und Wachstum, weithin von der Branche und den Anwendern gelobt. Basierend auf unserem professionellen Ingenieurteam, unserer reichen Erfahrung und den neuesten technischen Erkenntnissen sind wir darauf spezialisiert, Ihre Schweißanforderungen an die richtige Schweißausrüstung anzupassen.
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Häufig gestellte Fragen
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