変圧器: 変圧器の目的、分類、公称データ

変圧器 — 電気エネルギーの電磁静的変換器。変圧器は、ある電圧の交流を同じ周波数の別の電圧の交流に変換し、電気エネルギーをある回路から別の回路に電磁的に伝達するために使用される電磁装置です。

「変圧器は、ある一次交流システムを、同じ周波数を持つ別の二次交流システムに変換するように設計された静的電磁装置であり、通常、他の特性、特に異なる電圧と異なる電流を持っています。」 (ピオトロフスキー LM 電気機械)。

変圧器の主な目的は交流電圧を変えることです。変圧器は、相数と周波数を変換するためにも使用されます。

変流器は、あらゆる大きさの電流を、通常の機器での測定に許容される電流に変換したり、さまざまなリレーや電磁石のコイルに電力を供給したりするために設計されたデバイスと呼ばれます。変流器の二次巻線の巻数 w2 > w1。

変流器の特徴は、二次巻線が常に小さな抵抗で閉じられているため、短絡に近いモードで動作することです。

変圧器は、高電圧交流を低電圧交流に変換し、メーターやリレーの並列コイルに電力を供給するように設計されたデバイスと呼ばれます。変圧器の動作原理と設計は、電源変圧器の動作原理と似ています。測定用変圧器はすべて降圧型であるため、二次巻線の巻数は w2 < w1 となります。

変圧器の動作原理:

電圧測定変圧器の動作の特徴は、その二次巻線が常に高抵抗に近い状態にあり、接続されたデバイスの消費電流が無視できるため、変圧器はアイドルモードに近いモードで動作することです。

最も一般的なのは電源変圧器で、100 万キロボルトアンペアを超える容量と最大 1150 ～ 1500 kV の電圧に対応するために電気産業によって製造されています。

電源トランスの設計:

電気エネルギーを送配電するには、発電所に設置されるタービン発電機や水素発電機の電圧を 16 ～ 24 kV から送電線で使用される 110、150、220、330、500、750、1150 kV まで高める必要があります。その後、これを再び 35 に減らします。十; 6; 3; 0.66;産業、農業、日常生活でのエネルギー使用には 0.38 kV および 0.22 kV。

電力システムでは複数の変電が行われるため、変圧器の電力は発電所に設置されている発電機の電力より 7 ～ 10 倍大きくなります。

電源トランスは主に50Hzの周波数向けに製造されています。

低電力変圧器は、さまざまな電気設備、情報伝送および処理システム、ナビゲーションおよびその他のデバイスで広く使用されています。変圧器が動作できる周波数範囲は、数ヘルツから 105 Hz です。

相数に応じて、変圧器は単相、二相、三相、多相に分類されます。電源トランスは主に三相設計で製造されています。単相ネットワークで使用するために生産されています 単相変圧器.

巻線の数と接続方式による変圧器の分類

変圧器には、相互に誘導接続された 2 つ以上の巻線があります。ネットワークから電力を消費する巻線は一次と呼ばれます。消費者に電気エネルギーを供給する巻線は二次と呼ばれます。

多相変圧器には、マルチビームスター型または多角形に接続された巻線があります。三相変圧器にはスターデルタ 3 ビーム接続があります。

電源トランスの巻線の接続図:

昇圧および降圧トランス

一次巻線と二次巻線の電圧の比率に応じて、変圧器は昇圧トランスと降圧トランスに分けられます。 V 昇圧トランスの一次巻線は低電圧で、二次巻線は高電圧です。 V 降圧トランスが逆の場合、二次側は低電圧、一次側は高電圧になります。

それらは、二重巻線の 1 つの一次巻線と 1 つの二次巻線を備えた変圧器と呼ばれます。各相に 3 つの巻線、たとえば低電圧側に 2 つ、高電圧側に 1 つ、またはその逆の 3 つの巻線を持つ非常に普及した変圧器です。多相変圧器には、高電圧と低電圧用に複数の巻線がある場合があります。

設計による変圧器の分類

設計により、電源トランスは主にオイルとドライの 2 つのタイプに分類されます。

V オイルトランスの巻線を備えた磁気回路は、優れた絶縁体および冷却剤であるトランスオイルで満たされたリザーバー内にあります。

乾式変圧器は空冷です。これらは、油入変圧器の動作が望ましくない住宅および産業施設で使用されます。変圧器油は可燃性であり、タンクが密閉されていないと他の機器に損傷を与える可能性があります。このタイプの変圧器の詳細については、こちらをご覧ください。 乾式変圧器

規範文書によれば、変圧器の設計特性は、そのタイプと冷却システムの指定に反映されます。

変圧器のタイプ:

• 単巻変圧器（単相O用、三相T用）-A
• 低電圧コイル — P
• エキスパンダーなしの窒素ブランケットによる液体誘電シールド — Z
• キャストレジン施工 — L
• 三巻線トランス — T
• ロードスイッチトランス-N
• 自然空冷乾式変圧器 (通常は型式指定の 2 番目の文字)、または発電所の補助ニーズ用のバージョン (通常は型式指定の最後の文字) — C
• ケーブルシール — K
• フランジ入口 (変電所全体用) — F

動力油変圧器 TM-160(250)kVA

乾式変圧器冷却システム:

• 自然な空気を取り入れたオープンデザイン — S
• 保護された設計による自然な空気 — SZ
• 自然空気密閉設計 — SG
• 強制空気循環による空気 — SD

石油変圧器用の冷却システム:

• 空気と油の自然循環 — M
• 強制空気循環と自然油循環 — D
• 自然空気循環と無指向オイル流による強制オイル循環 — MC
• 自然な空気循環と、指向性オイル流による強制オイル循環 — NMC
• 無方向オイル流による空気とオイルの強制循環 - DC
• 方向性のあるオイルの流れによる空気とオイルの強制循環 — NDC
• 油の無方向の流れによる水と油の強制循環 — C
• 油の流れを制御した水と油の強制循環 — NC

不燃性液体誘電体を使用した変圧器用冷却システム:

• 強制空気循環による液体誘電体冷却 — ND
• 不燃性液体誘電体強制空気誘導液体誘電体フロー冷却 - NND

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車載用変圧器

変圧器と並んで広く使用されています。 単巻変圧器、一次巻線と二次巻線の間に電気接続があります。この場合、単巻変圧器の 1 つの巻線から別の巻線への電力は、磁場と電気通信の両方によって伝送されます。単巻変圧器は高電力および高電圧向けに構築されており、電力システムで使用されるほか、低電力設備の電圧調整にも使用されます。

変圧器の定格データ

25 年間の工場保証付きで設計されている変圧器の定格データは、変圧器の銘板に記載されています。

• 公称皮相電力 Snom、KV-A、

• 定格線間電圧 Ulnom、V または kV、

• AzIn Aラインの公称電流、

• 公称周波数は Hz、

• フェーズ数、

• コイルを接続するための回路とグループ、

• 短絡電圧 Uc、%、

• 動作モード、

• 冷却方法。

プレートには、総重量、オイル重量、変圧器の可動（アクティブ）部分の重量など、設置に必要なデータも含まれています。変圧器のタイプは、変圧器のブランドおよびメーカーの GOST に従って指定されます。

単相変圧器の公称電力 Snom =U1nom I1nom、三相

ここで、U1lnom、U1phnom、I1lnom、および I1fnom — それぞれ公称値 電圧と電流の線と位相の値.

変圧器の定格電圧は、変圧器の一次巻線と二次巻線の線間無負荷電圧です。変圧器の一次巻線および二次巻線の定格電流ごとに、電流は定格一次および二次電圧における定格電力に従って計算されます。

一般的な構造と計算方法により、変圧器はリアクトル、飽和チョーク、超電導誘導蓄電装置に分類できます。