I teknikens värld finns det otaliga elektriska apparater designade av människan som tillåter omvandling av energi på ett säkert och snabbt sätt, så den här artikeln kommer att indikera användbarheten av en trefas transformator och dess mest relevanta egenskaper.

TREFAS TRANSFORMATOR 4

historia

Människan, i sitt ständiga sökande efter teknikens historia och utveckling, undersökt området elektrisk energi sedan urminnes tider, och erhållit värdefulla resultat som än i dag gör skillnad, vilket gör livet enklare och bekvämare för befolkningen.

Stora uppfinnare som Michael Faraday, som anses vara en av de mest lysande forskarna i historien, trots sin ringa formella utbildning, upptäckte 1831 och genom sina experiment principen om elektromagnetisk induktion.

Faradays upptäckt banade vägen för expansionen av mänsklig kreativitet i framtiden och på så sätt skulle idéer uppstå för skapandet av elektriska apparater, mycket viktiga för allmänt bruk, liksom den elektriska transformatorn, som aldrig slutar att förvåna mänskligheten med sin stor nytta.

Därför, om denna store vetenskapsman hade sett dagens tekniska underverk, skulle han vara mycket stolt över att andra uppfinnare har följt i hans fotspår och förbättrat sina uråldriga prototyper genom att skapa fantastiska moderna elektriska apparater.

Omvandlingen av elektrisk energi för hushålls- och industribruk är en av de mest värdefulla upptäckterna som mänskligheten har fått, eftersom det nyligen har bevisats att när ett problem och/eller fel i elförsörjningen genereras, känner sig människor försvarslösa och osäkra, tills tjänsten är återställd, så det är ett psykologiskt fenomen som är värt att studera.

Stora vattenkraftsföretag genererar en stor andel av den energi som används i hela världen, men denna energi måste omvandlas för att minska dess initiala intensitet och på så sätt kan den nå hem och arbetsplatser på ett lämpligt och säkert sätt. i dess ursprungliga tillstånd är det inte möjligt att använda det.

 

Vad är en transformator?

I denna mening, för att tydligt förstå vad en transformator är, kommer den att förklaras på enklast möjliga sätt, för att få en vision av vad nämnda elektriska anordning är och hur den fungerar, vilket innebär att resten av komponenterna kan flätas samman elementen som utgör den.

En transformator förstås som en elektrisk anordning som reglerar spänningen på den växelström som passerar genom dess komponenter, så att nämnda spänning överförs till en utrustning säkert och med lägre eller högre spänning, beroende på vad som används.

Vi kan lyfta fram ett annat koncept av vad en transformator är, vilket uttrycker att det är en elektrisk maskin som består av en kopparlindning och/eller spole, identifierad som en primärlindning och en sekundärlindning, lindad på en kärna av stål, genom vilken det cirkulerar en växelström.

Det är viktigt att markera att primärlindningen tar emot belastningen med hög spänning och när den överförs till sekundärlindningarna omvandlas den till en mycket lägre spänning som är lämplig för att överföras till de platser där den ska användas. Hela denna process sker inuti transformatorn.

Vad är en trefastransformator?

Un trefas transformator Den används för att distribuera den elektriska strömmen från den punkt där den kommer från, vilket kan vara ett system av elektrisk kraft fram till dess slutliga distribution, med tre (03) faser av växelström, för vilka det används mycket av stora produktionsföretag. el över hela världen.

detta trefas transformator Den har en kärna av tre (03) pelare, gjorda av mycket tunt stål, där sex (06) spolar och/eller kopparlindningar är lindade, så tre (03) av dessa spolar kommer att användas för primärledningar. och de återstående tre (03) till de sekundära och lägre spänningsledningarna.

Att bilda en trefas transformator Tre (03) enfastransformatorer skulle kunna sammanfogas, sammanflätade med varandra, för att generera olika spänningsledningar, som kan användas samtidigt, i enlighet med Elektriska anslutningar stjärn- och deltaformade.

Lindningen av denna typ av trefas transformator Den är byggd genom att sätta in lågspänningslindningen inuti högspänningslindningen, det vill säga båda lindningarna överlappar varandra, och bibehåller antalet varv som skiljer var och en och de spänningsnivåer de producerar.

De lägre spänningslindningarna ansluts i form av en triangel och de högre spänningslindningarna ansluts i form av en stjärna, för att få en större skillnad i spänning och där uppstår en fjärde fas som kallas neutral.

TREFAS TRANSFORMATOR 8

Funktion hos en trefastransformator

Huvudfunktionen hos en trefastransformator är att öka eller minska spänningsnivåerna i en växelströmskrets, följaktligen får transformatorerna växelström vid hög spänning och kan omvandla den till en mycket lägre spänning, för att transportera nämnda ström till mycket långa avstånd och minskar energiförlusterna.

I denna mening är ett annat sätt att förstå funktionen hos en trefastransformator att nämnda enhet kan ta emot en stor spänningsbelastning och omvandla den energin och/eller elektriska strömmen till olika mycket lägre spänningar, så att de kan användas av slutkonsumenter.

Trefastransformatorns struktur

I princip för konstruktion av en trefas transformator det måste finnas två (02) enfastransformatorer, som noggrant måste anslutas till två (02) mellanspänningsledningar, med respekt för de olika utgångarna från spolarna som finns i var och en av dem.

Därefter måste utgångarna identifierade med bokstaven H1 för varje transformator anslutas till var och en av högspänningsledningarna, som kommer att identifieras som linje R respektive linje S, därför kommer transformator T1 att anslutas till linjen R och transformator T2 kommer att kopplas till linje S.

I detta avseende måste kretsen vara sluten och detta kommer att uppnås genom att förena tankarna på båda transformatorerna genom en brygga, som kommer att vara specifikt ansluten till de punkter där den andra terminalen på de första spolarna och tanken på var och en är förenade. . Denna konfiguration är känd som en stjärna.

Nu måste en andra brygga anslutas från utgång x1 på transformator T1 till utgång x3 på transformator T2 och de återstående utgångarna (x1 T1 och x3 T2) måste förankras till de återstående spänningsledningarna identifierade som n,r, syt, dock utgång x2 T1 kommer att ha sin anslutning till jord och kommer att förankras till tanken på transformator T1, på detta sätt genereras Delta-konfigurationen i transformator T2, eftersom i transformator T1 har vi stjärnkonfigurationen förankrad till jord.

Det är därför man med denna konfiguration kommer att erhålla två (2) faser på 240 volt, två (02) faser på 120 volt och en fas på 208 volt, vilket innebär att en enfas och trefas transformator kan användas vid samma tid. tid.

Det bör noteras att enfasbelastningar inte kan placeras i 208-voltsfasen, men anslutningar kan göras på ett annat mindre komplext sätt, så länge som stjärn- och deltadiagrammen respekteras, vilket placerar enfasbelastningar i den första transformator (T1) och de trefasiga i den andra transformatorn (T2), för att undvika onödiga olägenheter som genererar explosionsrisker, på grund av elektrisk energiöverbelastning.

På grund av ovanstående är en hög komplexitet uppenbar i layouten av dessa transformatorer, så det föreslås att denna typ av anslutning analyseras av experter inom elområdet.

Typer av trefastransformatorer

Trefastransformatorn kan konverteras med tre enfastransformatorer, var och en av dem har olika egenskaper och funktionalitet, som beror på mängden elektrisk belastning för vilken den används, men de viktigaste klassificeras som:

Enfas transformator

Enfastransformatorn består av en kopparspole och en sekundärspole, som kommer att vikas till en ferromagnetisk kärna, som kommer att behålla det elektromagnetiska flödet inuti den och kommer att cirkulera i lika stor andel genom båda spolarna.

Likaså kommer varje spole att generera sin egen elektromotoriska energi, eftersom detta beror på antalet varv den har för att uppnå en högre eller lägre spänning, motiverat av det faktum att sekundärspolarna alltid kommer att generera mindre spänning för att kunna överföras till sin slutdestination.

Denna typ av Enfasmotor Det är en av de enklaste och används också ofta i lågspänningssystem.

Trefas hjärtformad transformator

Det är en transformator som förtrycker den magnetiska dispersionen, dess användning är vanligare än i enfastransformatorer. Det är bättre än transformator av kärntyp.

I denna transformator är den bepansrade kärnan placerad på den centrala kolonnen.

Trefaskärntyp transformator med tre kolumner

Kärnan är uppbyggd av ett ferromagnetiskt material, vanligtvis kvadratiskt och/eller rektangulärt till formen, där spolarna eller primär- och sekundärlindningarna är lindade och vars huvudsakliga funktion är att upprätthålla det elektromagnetiska flödet inuti.

Stålplåtarna som utgör kärnan förhindrar läckage av virvelströmmar, eftersom dessa överför värme på grund av jouleeffekten i kopparn, som används i lindningarna och/eller spolarna.

TREFAS TRANSFORMATOR

Delar som utgör en trefastransformator

När det gäller de tekniska termerna och funktionerna för varje komponent som ingriper i processen att omvandla elektrisk energi, kan de klassificeras som något komplexa, men det är viktigt att dechiffrera innebörden av vart och ett av de inblandade elementen för att bestämma den mest relevanta egenskaper och känna till delarna av en trefastransformator:

  • Lindning och/eller spole

Lindningen eller spolen är koppartråden som är lindad i kärnan och som fungerar som en ledare av strömmen för att ta emot den och minska dess effekt i en spänning som är mycket lägre än hur den kom in i transformatorn, på så sätt kan den kanaliseras till de olika spänningsledningarna som är kopplade till transformatorbanken.

I denna mening kommer antalet varv som kopparlindningen eller spolen har att direkt påverka den spänningsnivå som du vill uppnå, det vill säga ju högre varv desto högre spänning kommer den att ha och vice versa.

  • Oljemätare

Oljenivåindikatorn är den som avslöjar för dig att du kan verifiera nivån på oljan som transformatorn innehåller.

  • expansionskärl

Det är en anordning som fungerar som en expansionskammare för att verifiera variationen av oljan, motiverad av volymen av temperaturökning.

  • Inloppsgenomföringar

Det är den som förbinder transformatorns huvudlindning med den elektriska ingångspunkten till ändringsstationen eller transformatorstationen.

  • Utloppshylsor

Det är den som förbinder transformatorns sekundärlindning med eluttaget till ändringsstationen eller transformatorstationen.

  • Kuba

Det är ett lager som innehåller oljan och där lindningarna och transformatorns motståndskraftiga kärna är macererade.

  • påfyllningskran

Det är som en behållare som får lägga transformatorolja vätska.

  • kylradiatorer

Den är ansvarig för att slita ner värmen som har sitt ursprung i transformatorhöljet, detta är ett av sätten att förhindra att oljan överhettas.

  • termostat

Det är den som har hand om att beräkna temperaturen inne i transformatorn och uttrycker larm ifall något inte står rätt till.

  • Spänningsregulator

Det är den som ansvarar för att reglera transformatorns spänning, anpassa den till förbrukningsbehoven.

Energiförluster i kärnan av trefastransformatorn

Energiförluster är svåra att undvika, på grund av flera faktorer som:

  • Bristen på en isolator som uppfyller 100% effektivitet.
  • Det finns också energiförluster på grund av uppvärmning av kopparlindningarna genom Jolue-effekten, som kommer att utökas senare.
  • Motiverade av roterande strömmar uppstår förluster i järnet som finns i kärnan, vilket genererar energiförluster genom hysteres, parasitströmmar och dispergerat flöde.

Kan en enfas och en trefas transformator vara i samtidig drift?

Frågan som många människor ställer sig är följande, kan en enfas- och en trefastransformator vara i drift samtidigt? Svaret på denna fråga är att det verkligen är lönsamt, och proceduren att följa är att installera en andra singel -fastransformator för att bilda en bank och på så sätt kan de arbeta parallellt.

Vad är en trefasbank?

Trefasbanken består av en serie transformatorer som är sammanlänkade, till spänningsledningarna för att generera minska den initiala belastningen som transformatorn tar emot i olika typer av mer användbar spänning, såsom: 120 volt ledningar, 240 volt ledningar och 208 volt, bland annat, för att användas för drift av elektriska apparater såsom industrimaskiner och alla typer av apparater.

TREFAS TRANSFORMATOR 17

Enfas transformatorstruktur

I den interna delen av transformatorn finns följande element: en (01) primärspole, som är ansluten till en (01) utgång och kommer att identifieras som H1 och i andra änden är den fäst vid metallstrukturen på transformator, kallad Cuba eller cylindrisk pipa.

För det andra kommer vi att hitta två (02) sekundära spolar, av vilka var och en av de centrala ändarna kommer att dela samma utgång, vilket kommer att kallas x 2, motiverat av det faktum att de två (02) återstående ändarna av varje spole är anslutna till andra oberoende utlopp på den cylindriska tanken, identifierade som x1 och x3, för att följa placeringsordningen. 

Också den delade utsignalen från ändarna på båda spolarna är placerad i mitten, så den kommer att få namnet x2.

För att nu förstå funktionen hos dessa tre (03) spolar kan det exemplifieras enligt följande: Transformatorn får en belastningsförsörjning på cirka 7.960 120 volt, men varje sekundärspole sänker den till 240 volt oberoende av varandra, utan dock genom att ansluta båda spänningsutgångar erhålls en spänning på XNUMX volt som ett resultat, så att den kan överföras med högspänningskablar till bekvämligheten av hem och/eller företag.

Tanken eller behållaren för de olika typerna av transformatorer

Tanken till de olika transformatorerna är fäst vid marken för att förhindra bildandet av en ljusbåge eller strömläckage, för vilket elektriskt isolerande material används. Dessutom placeras köldmedieoljan i behållaren för att undvika överhettning av transformatorerna och eventuella fel.

Dessa transformatorer är nedsänkta i kylmedelsolja, motiverade av det faktum att lindningarna genererar mycket värme, en produkt av koppar som var och en av lindningarna är gjorda med. Kylflänsarna som är fästa på transformatorn bidrar också till att kyla oljan, eftersom den vid upphettning expanderar och tanken och/eller behållaren kan explodera.

Det är därför, i strukturen av trefas transformator En oljeexpansionstank kan finnas så att överskottet kan överföras till denna behållare och kylas innan det återgår till den cylindriska tanken.

Personalen som arbetar med installationen av transformatorer måste vidta alla nödvändiga skyddsåtgärder vid kontakt med dessa köldmedievätskor, eftersom de är mycket skadliga för hälsan, vilket är fallet med en kemikalie som kallas PBC och/eller Askarel, som den används i kombination med kylmedelsolja.

I denna mening, om det inte är nödvändigt att modifiera strukturen hos transformatorernas inre komponenter, rekommenderas det att inte öppna den för att undvika att komma i kontakt med köldmedieoljan och kemikalier som är mycket giftiga för människor.

Transformatorkraft

En krafttransformator är sammanslutningen av flera trefastransformatorer, som används i kraftfulla transformatorstationer, för att göra sammankopplingar mellan stationer av denna kategori.

Likaså kan energin från dessa krafttransformatorer transporteras direkt till industrifabriker, som kräver hög spänning för driften av sina tunga maskiner.

Typer av krafttransformatorer

Denna klass av krafttransformatorer har olika funktioner och är klassificerade i två (02) typer, som beskrivs nedan:

  • Torra transformatorer: Den är utformad för att placeras inuti en struktur som inte är särskilt rymlig och där säkerhetsföreskrifter förhindrar installation av en oljetransformator.

En av dess främsta egenskaper är att de kyls med isoleringsmaterial som epoxiharts, placerade i kopparlindningarna, som genererar värme genom Joule-effekten och dessutom hålls under ett kontrollerat klimat med hjälp av luftkonditioneringsapparater, som håller en kyla miljön och på så sätt styrs transformatorns värmeavgivning.

En annan relevant egenskap är att denna typ av transformatorer kräver lite förebyggande underhåll.

  • Oljetransformatorer: Liksom vanliga transformatorer är deras kärna nedsänkt i kylmedelsolja och de har alla element som utgör denna transformatorstruktur, för att garantera dess kylning.

Typer av köldmedier som används av de olika typerna av transformatorer

Bland de typer av kylmedel som används för de olika typerna av transformatorer hittar vi dielektrisk olja, som gör det möjligt att sänka transformatorernas temperatur och därmed undvika energiläckor och spill.

Det är viktigt att notera att värmen gör att oljan överskrider nivåerna, så transformatorernas metallstruktur har en slags tank som låter överskottsolja cirkulera och på så sätt undvika fel.

En av förbättringarna vad gäller användningen av kylmedelsolja är att PCB- eller Askarel-tillsatsen inte längre används, vilket var extremt giftigt för människor, så obligatorisk användning av handskar föreslogs om det var strikt nödvändigt att öppna tanken för att modifiera ev. av lindningarna och/eller spolarna.

Den dielektriska oljan måste kontrolleras med jämna mellanrum för att säkerställa att den har alla aktiva isolerande egenskaper och uppfyller sin funktion att kyla transformatorerna, eftersom det annars kan orsaka olyckor och allvarliga skador på den.

I vissa fall kan studien av resterna av denna olja göra det möjligt att analysera och utvärdera de faktorer som genererade fel i transformatorerna, såväl som färgen som den har vid tidpunkten för kontrollen, eftersom denna information skulle vara mycket användbar för att fastställa om isoleringen är felaktig så att tekniska förändringar kan göras i framtida transformatorer.

Oljans dielektriska styrka indikerar dess föroreningsgrad, med närvaron av externa element som har infiltrerat tanken eller transformatorhöljet, såsom: jordpartiklar, regnvatten, lera, bland annat, så det är viktigt att mäta det och ju högre den dielektriska hållfasthetskurvan kommer att indikera att den är acceptabel.

Flampunkten för den dielektriska oljan kan vara produkten av dess nedbrytning, som är under en konstant hög temperatur, som, när den kommer i kontakt med elektriska gnistor, kan orsaka en explosiv reaktion.

Det finns andra typer av isoleringsskal gjorda med cellulosa och de är baserade på tätt papper eller kartong, som fungerar som en isolator för transformatorenheterna när den är strömsatt, dock är det inte särskilt säkert.

Å andra sidan är epoxihartset som placeras i vart och ett av spolens varv effektivare för att förhindra värmeförlust, utöver detta behöver det inte ständiga revisioner.

På samma sätt kommer Joule-effekten alltid att generera överskottsvärme i enheter som arbetar med elektriska strömmar och tills nu finns det ingen isolator som verkar 100 %, så denna situation måste tas med i beräkningen.

Vad är elektromagnetisk induktion?

Det är känt som Elektromagnetisk induktion den process som ger upphov till elektromotorisk kraft och/eller elektrisk spänning, i miljön av ett element som är under påverkan av ett föränderligt magnetfält.

Alla transformatorer fungerar tack vare ett variabelt elektromagnetiskt flöde som inducerar en elektromotorisk kraft som kan variera från en lindning till en annan.

Ett sätt att upprätthålla ett variabelt flöde av elektromagnetisk energi är att passera den genom en spole, eftersom en ledare genom vilken en ström passerar producerar ett magnetfält runt den.

Energin som är alternerande och relaterad till den gör att magnetfältet förändras konstant.

Detta magnetfält kan kopplas till en sekundärlindning, så länge de är fixerade till en kärna, som kommer att vara gjord av ferromagnetiskt material, som kommer att hålla allt elektromagnetiskt flöde instängt.

Samma flöde passerar genom båda lindningarna, men den elektromotoriska kraften är olika och varierar beroende på typ av spänning, så spänningen kan minskas eller ökas genom att vrida sekundärlindningen mindre eller mer än den primära, eftersom varje varv påverkar spänningen. resulterande elektromotorisk kraft.

Säkerhetsåtgärder för arbete med de olika typerna av transformatorer

Säkerhetsåtgärder för den personal som arbetar med installation av transformatorer och reparation av kraftledningar är mycket viktiga för att undvika ofrivilliga olyckor som kan vara dödliga.

Det är viktigt att läsa tillverkarens instruktioner, som finns på en skylt som sitter på framsidan av varje transformator, samt säkerhetsetiketterna som är markerade med gult, för att undvika olyckor.

Bland de verktyg som behövs för detta arbete kan följande lyftas fram:

  • Dielektriska handskar: Denna typ av handskar, även känd som dielektriska handskar, är speciella för att skydda arbetare i det elektriska området, eftersom de har isolering som förhindrar allvarliga skador som kan genereras av en elektrisk urladdning som uppstår vid hantering av elektriska apparater och högspänningsnät .

Det finns en mängd olika material för framställning av denna typ av handskar, såsom: läder, canvas, gummi eller latex, allt kommer att bero på vilken typ av spänning som ska hanteras och de klassificeras enligt följande:

  • Typnummer oo: max 500 volt
  • Typnummer 0: max 1.000 XNUMX volt
  • Typnummer 1: max 7.500 XNUMX volt
  • Typnummer 2: max 17.000 XNUMX volt
  • Typnummer 3: max 26.500 XNUMX volt
  • Typnummer 4: max 36.000 XNUMX volt

Det är viktigt att betona att innan och efter ett arbete som involverar hantering av höga elektriska spänningar måste användaren kontrollera alla sina verktyg, särskilt handskar, som måste vara i gott skick och inte uppvisa några revor eller brister som kan orsaka någon oavsiktlig olycka.

  • Säkerhetsglasögon: Dessa skyddsglasögon klassificeras efter sin form och motståndskraft och identifieras enligt följande:
  • Klass A: Dessa glasögon är designade för att motstå kontakt med icke-vassa föremål som faller på användarens ansikte.
  • Klass B: Detta material är resistent mot kontakt med vassa föremål som av misstag kan falla på användarens ansikte.
  • Klass C: Dess design är resistent mot partiklar som kan färdas i hög hastighet och påverka användarens ansikte, såväl som vassa föremål, bland annat.
  • Klass D: Dessa glasögon anses vara en hybrid av klasserna a, b och c, eftersom de är mycket starka och resistenta mot alla de element som beskrivits tidigare.
  • Dielektriska skyddsskor: För personal som arbetar med el är den typ av skyddsskor som föreslås dielektriska, motiverad av att den saknar tår och öglor av stål.

Dielektriska skor har funktionen att skydda mot alla elektriska urladdningar som kan äventyra användarens liv, samt att förhindra främmande kroppar från att skära sönder fötterna.

Det finns en mängd olika presentationer av denna typ av skor, såsom: skor, skyddskängor och skyddsstövlar, allt kommer att bero på användarens behov.

  • Säkerhetshjälm: Icke-metalliska hårda hattar måste bäras och är klassade beroende på volt och är klassade enligt följande:
  • Klass A: max 2.000 XNUMX volt
  • Klass B: max 20.000 XNUMX volt
  • Klass C: dess användning rekommenderas inte i aktiviteter relaterade till det elektriska fältet

Några försiktighetsåtgärder för att arbeta med alla typer av transformatorer

Om det är nödvändigt att öppna en transformator, rekommenderas det att läsa tillverkarens etikett för att kontrollera om denna köldmedieolja innehåller kemikalien PBC och/eller Askarel, eftersom det är en mycket giftig produkt för hälsan.

Dessutom är det nödvändigt att öppna ventilen som är placerad på ena sidan av transformatortanken för att släppa ut trycket i behållaren som produceras av värmen som genereras av lindningarna och/eller kopparslingorna, på detta sätt innehåller gaserna i samma.

Vad är Faradays lag?

Den engelske vetenskapsmannen Michael Faraday, född 1791 och död 1867, var en expert inom fysikområdet som levde på XNUMX-talet och syftet med hans studier fokuserade på analys av magnetfält och deras förhållande till den elektriska energin.

Genom sina erfarenheter under år 1831 etablerade han den berömda Faradays lag och/eller lagen om elektromagnetisk induktion, som indikerar att spänningen som stimuleras i en krets som är sluten är klart proportionell mot den hastighet med vilken den som ändrar den magnetiska flöde, att kunna korsa vilken yta som helst och vars gränser är själva kroppen av kretsen där det inträffar.

Ett annat koncept av Faradays lag är att det tillåter kvantifiering av förhållandet mellan en magnetisk kropp som förändras över tiden och det elektriska fältet som genereras som ett resultat av dessa förändringar, därför kunde den visa sambandet mellan elektriska fält och magnetfält. .

Kuriosa

Visste du att det i vissa delar av världen finns en märklig uppfattning att jobb som elektriker bara är relaterade till män, eftersom det är ett tecken på maskulinitet, men det finns idag professionella och välutbildade kvinnor i området, vilket genererar konkurrens i jobberbjudanden över hela världen.