Was ist ein Leistungstransformator?

Was ist ein Leistungstransformator?

Ein Leistungstransformator ist ein stationäres elektrisches Gerät, das das Prinzip der elektromagnetischen Induktion nutzt, um Wechselstrom (AC) mit einem Spannungs- und Stromniveau in Wechselstrom mit derselben Frequenz, aber mit einem anderen Spannungs- und Stromniveau (oder unterschiedlichen Niveaus) umzuwandeln. Mit anderen Worten handelt es sich um ein Gerät, das dazu dient, eine Wechselspannung (oder einen Wechselstrom) mit einem bestimmten Wert in eine andere Spannung (oder einen anderen Strom) mit einem anderen Wert (oder mehreren Werten) bei derselben Frequenz umzuwandeln. Leistungstransformatoren gehören zu den wichtigsten Ausrüstungsgegenständen in Kraftwerken und Umspannwerken.

Was ist das grundlegende Funktionsprinzip?

Basierend auf dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion lautet die Kernformel: Spannungsverhältnis ≈ Windungsverhältnis (U1/U2 ≈ N1/N2):

Magnetische Kopplung: Wenn Wechselstrom durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er einen magnetischen Wechselfluss im Kern.

Induzierte elektromotorische Kraft: Der magnetische Fluss fließt durch die Sekundärwicklung und induziert eine elektromotorische Kraft.

Energieübertragung: Elektrische Energie wird „drahtlos“ über das Magnetfeld von der Primärseite zur Sekundärseite übertragen, wodurch eine elektrische Trennung und Spannungsumwandlung erreicht wird.

Welche Funktion hat ein Leistungstransformator?

Leistungstransformatoren wandeln Spannung um, isolieren Stromquellen und übertragen elektrische Energie. Sie sind Schlüsselgeräte in Energiesystemen, um eine Spannungspegelumwandlung zu erreichen und eine sichere Stromversorgung zu gewährleisten.

1. Kernfunktion: Spannungstransformation (Aufwärts + Abwärts)

Step-up: Kraftwerke erzeugen relativ niedrige Spannung. Die Verwendung eines Transformators zur Spannungserhöhung ermöglicht die Stromübertragung über große Entfernungen, wodurch Leitungsverluste erheblich reduziert und die Übertragungseffizienz verbessert werden.

Reduzieren: Wenn der Strom an den Benutzer geliefert wird, wird er stufenweise heruntergestuft, um in einen sicheren und nutzbaren Niederspannungsstrom (z. B. 0,4 kV/220 V) umzuwandeln.

2. Elektrische Isolierung

Zwischen den Hoch- und Niederspannungswicklungen besteht lediglich eine magnetische Kopplung, keine direkte elektrische Verbindung. Dadurch wird erreicht:

Sicherheitsisolierung zwischen Personal und Ausrüstung, Unterdrückung von Störungen und Reduzierung der Auswirkungen von Erdschlüssen.

3. Aktuelle Transformation

Wenn die Spannung steigt, nimmt der Strom ab; Wenn die Spannung abnimmt, steigt der Strom, um den Stromanforderungen verschiedener Lasten gerecht zu werden.

4.Impedanztransformation

Ändern der äquivalenten Impedanz des Systems zur Koordinierung mit dem Relaisschutz und zur Verbesserung der Systemstabilität.

Wofür werden Leistungstransformatoren verwendet?

Sie werden häufig in der Beleuchtung, in der elektrischen Ausrüstung von Werkzeugmaschinen, in mechanischen und elektronischen Geräten, in medizinischen Geräten, Gleichrichtereinheiten, im Militär, in der Luft- und Raumfahrt und in anderen Bereichen eingesetzt. Die Produktleistung erfüllt verschiedene spezielle Anforderungen der Benutzer.

Was sind die Hauptkomponenten eines Leistungstransformators?

A. Trockenmittel (Kieselgelkartusche).): Mit Kieselgel gefüllt verbindet es das Isolieröl im Ölreservoir (Öltank) mit der Atmosphäre. Das Trockenmittel absorbiert Feuchtigkeit und Verunreinigungen aus der Luft, um die gute Isolationsleistung der Innenwicklungen aufrechtzuerhalten; Eine Verfärbung oder Verschlechterung des Kieselgels kann leicht zu Verstopfungen führen.

B. Ölstandsanzeige: Zeigt den Ölstand des Transformators an. Typischerweise liegt der Wert bei etwa +20°C. Bei zu hohem Füllstand muss das Öl abgelassen werden; Ist der Wert zu niedrig, muss Öl nachgefüllt werden. Im Winter, bei niedrigen Temperaturen und leichter Beladung verändert sich der Ölstand kaum oder sinkt leicht. Im Sommer, wenn die Belastung hoch ist, steigt die Öltemperatur und auch der Ölstand steigt leicht an; Beide Szenarien sind normal.

C. Ölreservoir: Reguliert das Ölvolumen im Tank, um eine übermäßige Oxidation des Transformatoröls zu verhindern; Es verfügt über eine Einfüllöffnung an der Oberseite.

D. Explosionsentlastungsventil: Verhindert die Explosionsgefahr, die durch einen plötzlichen Druckanstieg im Tank aufgrund von Unfällen verursacht wird.

E. Signalthermometer: Überwacht die Betriebstemperatur des Transformators und gibt eine Warnung aus. Es zeigt die Temperatur der oberen Ölschicht an; Die Temperatur der Transformatorwicklungen ist typischerweise 10 °C höher als die der oberen Ölschicht. Nationale Normen schreiben vor: Die maximale Betriebstemperatur der Transformatorwicklungen beträgt 105 °C; (d. h. bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C) darf die obere Öltemperatur 95 °C nicht überschreiten. Generell wird empfohlen, die Überwachungstemperatur (obere Öltemperatur) auf 85 °C oder weniger einzustellen.

F. Stufenschalter: Ändert das Spannungsverhältnis durch Änderung der Windungszahl in der Hochspannungswicklung über den Stufenschalter.

G. Gassignalrelais: (Gasrelais) Bietet Schutz vor leichten und schweren Gassignalen. Der obere Kontakt löst ein leichtes Gassignal aus, das im Allgemeinen zur Alarmsignalisierung verwendet wird, um einen abnormalen Transformatorbetrieb anzuzeigen; Der untere Kontakt löst ein Schwergassignal aus, das bei Aktivierung ein Alarmsignal sendet und gleichzeitig den Leistungsschalter auslöst, wodurch der Transformator auslöst und ein Alarm ausgelöst wird. Normalerweise ist ein Gasrelais mit Öl gefüllt, was anzeigt, dass kein Gas vorhanden ist. Wenn Gas in den Tank gelangt, strömt es in das Gasrelais; Ab einem bestimmten Füllstand verdrängt das Gas das Öl, wodurch sich die Kontakte öffnen. Öffnen Sie die äußere Abdeckung des Gasrelais. Oben befinden sich zwei Einstellstangen. Schrauben Sie eine der Kappen ab, um das Gas aus dem Relais abzulassen. Die andere Einstellstange ist der Testknopf für den Schutzbetrieb. Bei Arbeiten an stromführenden Leitungen müssen isolierte Handschuhe getragen werden und der Schwerpunkt muss auf Sicherheit gelegt werden.

Erdung von Leistungstransformatoren

1. Das Transformatorgehäuse muss zuverlässig geerdet sein. Der Arbeits-Neutralleiter und der Neutral-Erdungsleiter müssen getrennt verlegt werden; Der funktionierende Neutralleiter darf nicht unter der Erde verlegt werden.

2. Der neutrale Erdungskreis des Transformators sollte mit abnehmbaren Verbindungsbolzen in der Nähe des Transformators konfiguriert werden.

3. Bei Transformatoren, die mit Überspannungsableitern vom Ventiltyp ausgestattet sind, muss die Erdung die „Drei-in-Eins“-Anforderung erfüllen; Das heißt, der Sternpunkt des Transformators, das Transformatorgehäuse und die Erdung des Überspannungsableiters müssen an einen einzigen gemeinsamen Erdungspunkt angeschlossen werden.

4. Der Erdungswiderstand muss ≤4 Ohm betragen.

Wartung und Instandhaltung von Leistungstransformatoren

I. Routinemäßige Wartung und Inspektion

Reinigung und Wartung

Entfernen Sie regelmäßig Staub und Ölrückstände von der Oberfläche des Transformators, um diese trocken und sauber zu halten und so eine Beeinträchtigung der Wärmeableitungsleistung zu verhindern. Achten Sie besonders auf die Reinigung der Heizkörper und Lüftungsöffnungen, um Verstopfungen vorzubeugen.

Durchführungen und Isolatoren sollten sauber gehalten werden, um Überschläge durch angesammelten Schmutz zu vermeiden.

Ölstands- und Qualitätsüberwachung

Überprüfen Sie, ob der Ölstand im Ölbehälter normal ist und das Öl klar und frei von Verunreinigungen ist. Wenn der Ölstand zu niedrig ist, füllen Sie Öl nach; Wenn der Wert zu hoch ist, überschüssiges Öl ablassen.

Isolieröl sollte alle 3 Jahre einer Spannungsfestigkeits- und Verunreinigungsprüfung unterzogen werden (bei Volllastbetrieb sind kürzere Intervalle erforderlich). Um eine Durchschlagspannung von ≥40 kV sicherzustellen, muss beschädigtes Öl gefiltert oder ersetzt werden.

Temperaturüberwachung

Die obere Öltemperatur sollte 85°C nicht überschreiten. Die Hotspot-Temperaturen in den Wicklungen müssen unter 98 °C (trocken) bzw. 80 °C (in Öl getaucht) gehalten werden. Ungewöhnliche Temperaturanstiege können auf eine Überlastung oder einen Ausfall des Kühlsystems hinweisen.

II. Regelmäßige professionelle Inspektionen

Prüfung der Isolationsleistung

Prüfen Sie den Isolationswiderstand und den dielektrischen Verlust alle 2 Jahre; Der Hochspannungsisolationswiderstand darf nicht weniger als 70 % des Werkswerts betragen.

Der Unterschied im Gleichstromwiderstand zwischen den drei Phasen der Wicklungen sollte ≤2 % betragen und die Abweichung im Vergleich zu historischen Daten sollte 2 % nicht überschreiten.

Wartung des Kühlsystems

Überprüfen Sie den Betriebszustand von Lüftern und Ölpumpen, reinigen Sie Kühler von Staub und stellen Sie einen ungehinderten Ölfluss sicher. Zwangsluftkühlsysteme erfordern eine regelmäßige Prüfung der Start-Stopp-Funktionen.

Erdungs- und Blitzschutzinspektion

Messen Sie den Erdungswiderstand jährlich, um sicherzustellen, dass er ≤4 Ω beträgt; Die Erdung von Überspannungsableitern muss an den Sternpunkt und das Gehäuse des Transformators angeschlossen werden (Drei-in-Eins-Erdung).

III. Wartung von Schlüsselkomponenten

Tippen Sie auf Wechsler

Überprüfen Sie regelmäßig die Dichtheit der Kontakte und achten Sie auf Verbrennungen. Der Schaltmechanismus muss leichtgängig funktionieren, ohne zu klemmen. Laststufentransformatoren müssen vorschriftsmäßig betrieben werden.

Gasrelais

Wenn ein Leichtgasalarm ausgelöst wird, prüfen Sie den Ölstand und die Gaseigenschaften; Wenn ein Schwergasalarm ausgelöst wird, untersuchen Sie sofort interne Fehler.

Entlüfter und Kieselgel

Ersetzen Sie das Silikagel im Entlüfter, wenn es rosa wird, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit in den Ölbehälter eindringt.

IV. Umgang mit besonderen Betriebsbedingungen

Überlastbetrieb: Wenn der Langzeitlastfaktor 80 % überschreitet oder die Umgebungstemperatur 40 °C überschreitet, verkürzen Sie den Inspektionszyklus auf 6 Monate und erhöhen Sie die Häufigkeit der Öl-Gaschromatographie-Analyse.

Gealterte Transformatoren: Geräte, die länger als 15 Jahre in Betrieb sind, sollten auch bei geringer Belastung alle sechs Monate einer umfassenden Inspektion unterzogen werden.

V. Sicherheitsvorkehrungen

Während der Wartung muss die Stromversorgung unterbrochen und das Gerät geerdet werden. Verwenden Sie professionelles Werkzeug und lassen Sie die Arbeiten von qualifiziertem Personal durchführen.

Im Falle eines Transformatorbrandes unterbrechen Sie sofort die Stromversorgung und löschen Sie das Feuer mit einem Kohlendioxid- oder Trockenpulver-Feuerlöscher; Die Verwendung von Wasser ist strengstens verboten.

Wenn Sie einen Transformator kaufen müssen, kontaktieren Sie uns bitte. Wir helfen Ihnen gerne weiter.