Продукты

Что такое распределительный трансформатор?

Распределительный трансформатор или трансформатор собственных нужд — это трансформатор, осуществляющий окончательное преобразование напряжения в системе распределения электрической энергии, понижая напряжение, используемое на распределительных линиях, до уровня, потребляемого потребителем. Изобретение практичного и эффективного трансформатора сделало возможным распределение электроэнергии переменного тока; система, основанная на использовании распределительных трансформаторов, была продемонстрирована уже в 1882 году.

Преимущества распределительного трансформатора

• Снижение и регулирование напряжения  
  Жилые общежития и дома требуют подачи электропитания низкого напряжения. Хотя входное напряжение, поступающее на трансформаторы, обычно высокое. Однако распределительные трансформаторы обеспечивают выдачу низкого напряжения при передаче электроэнергии в жилые районы. Они способны регулировать напряжение, понижая его до необходимого уровня. Распределительные трансформаторы могут снижать высокое напряжение в несколько тысяч кВ до низкого напряжения в несколько сотен кВ.
   
• Электрическая изоляция  
  Помимо понижения напряжения, распределительный трансформатор также обеспечивает изоляцию между распределительными линиями и потребителями. Он служит своего рода барьером, защищая электроприборы и оборудование от повреждений, вызванных неправильным электроснабжением. Такие случаи часто возникают при внезапных скачках напряжения или коротких замыканиях на концах распределительных линий.  
   
• Безопасность электрических приборов  
  Высокое напряжение в электросети и его колебания являются основными причинами возникновения электрических ударов и других электрических опасностей. Это может приводить к коротким замыканиям, повреждению бытовой техники, ущербу имуществу и человеческим жизням, а также к пожарам. Распределительные трансформаторы обеспечивают подачу стабильного и безопасного напряжения, необходимого для нормальной работы электроприборов. Они снижают риск возникновения электрических опасностей и гарантируют безопасность как бытовой техники, так и человеческой жизни.
   
• Снижает потери мощности или энергии  
  При передаче электроэнергии на большие расстояния по линиям электропередачи используется высокое напряжение. Это позволяет снизить потери энергии при транспортировке. Однако высокое напряжение непригодно для бытовых электроприборов и промышленного оборудования. В таких случаях на помощь приходят трансформаторы понижения напряжения, которые уменьшают потери и снижают уровень напряжения. Это не только предотвращает потери электроэнергии, но и обеспечивает надёжное питание электроприборов.
   

Типы распределительных трансформаторов

• Однофазный  
  Однофазный трансформатор работает от однофазного источника питания и имеет по одной обмотке на первичной и вторичной сторонах. Такие трансформаторы преимущественно применяются в однофазных электрических сетях.
   
• Трёхфазный  
  Трёхфазный трансформатор работает от трёхфазного источника питания, при этом как первичная, так и вторичная обмотки состоят из трёх комплектов обмоток. Этот способ более затратен и применяется в высоковольтных электрических сетях.
   
• Установка на подставке  
  Термин «трансформатор на опоре» превратился в общепринятое обозначение низкокиловольтного трансформатора, устанавливаемого на земле, с системой защиты и, при необходимости, функциями коммутации. Такие трансформаторы подключаются к подземным распределительным линиям электроснабжения.
   
• Установлено на столбе  
  Силовые трансформаторы, устанавливаемые на опорах, монтируются на линейной опоре на уровне воздушных кабелей. Такие трансформаторы широко применяются в сельской местности и имеют мощность от 16 до 100 кВА. Они компактны и легко монтируются на однополюсных конструкциях.
   

Применение распределительного трансформатора

• Применение на электростанциях  
  Поскольку напряжение на электростанциях необходимо поддерживать для различных видов применения, используются распределительные трансформаторы. Они находят применение в промышленной генерации электроэнергии, системах механического привода, нефтегазовой отрасли, а также в коммунальной энергетике. Кроме того, эффективные и специально адаптированные распределительные трансформаторы позволяют реализовать множество решений в сфере децентрализованной генерации энергии.
   
• Коммерческие комплексы  
  Коммерческие комплексы, включая торговые центры, кинотеатры, клубы, рестораны, отели, многозальные кинотеатры и т. п., требуют трансформаторов распределительного назначения различных мощностей, чтобы обеспечить надлежащее питание лифтов, видео- и аудиоаппаратуры, электрического и электронного оборудования, а также других бытовых приборов.
   

• Солнечные и ветровые установки  
  В современных условиях возобновляемые источники энергии приобретают особое значение. Производство электроэнергии на солнечных и ветровых электростанциях требует крупногабаритных трансформаторов для понижения напряжения, что обеспечивает её распределение. Особенно широко сегодня распространены солнечные и ветровые установки, для которых необходимы трансформаторы различной мощности. Солнечные сушильные устройства, термостаты, системы освещения, солнечные кондиционеры и другие подобные решения на основе солнечной энергии требуют значительного уровня напряжения; это легко достигается с помощью простых и компактных распределительных трансформаторов.
   
• Жилые дома и виллы  
  Бытовые приборы, работающие от электросети, функционируют надлежащим образом при эффективной передаче напряжения с помощью распределительных трансформаторов. Такие трансформаторы необходимы в закрытых жилых комплексах, многоквартирных домах, виллах и других подобных жилых поселениях. В зависимости от типов бытовой техники и величины нагрузки мощность распределительных трансформаторов рассчитывается и размещается в оптимальных местах, что обеспечивает более качественную передачу электроэнергии.
   

Компоненты распределительного трансформатора

• Обмотки  
  Обмотки в распределительном трансформаторе обычно изготавливаются из меди или алюминия. Медь чаще предпочитают за её более высокую эффективность и большую электропроводность, хотя она дороже алюминия. Эти проводящие обмотки играют ключевую роль в работе трансформатора: они плотно наматываются на сердечник, обеспечивая процесс индукции, необходимый для преобразования напряжения.
  Первичные обмотки подключаются к линиям высокого напряжения и, как правило, изготавливаются из более толстого провода или ленты, чтобы выдерживать большие токи и электрические напряжения. Вторичные обмотки, которые соединяются с выходом, обеспечивающим подачу электроэнергии на рабочем напряжении, могут выполняться из более тонкого провода, поскольку по ним протекает ток при пониженных напряжениях. Соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток определяет коэффициент трансформации напряжения трансформатора, что имеет решающее значение для правильной регулировки напряжения в соответствии с требованиями системы распределения электроэнергии.
  
   
• Ядро  
  Сердечник обычно изготавливается из слоёв ламинированной кремнистой стали, что позволяет уменьшить вихревые токи — нежелательные локализованные токи, способные вызывать дополнительный нагрев. Такая ламинация, а также специальная ориентация зерен стали минимизируют потери на гистерезис (энергию, теряемую вследствие магнитных свойств материала). Форма сердечника (прямоугольная, броневого типа) также влияет на эффективность и характеристики трансформатора.
   
• Изоляция  
  Изоляция трансформаторов должна выдерживать тепловые, электрические и механические нагрузки. Такие материалы, как пропитанная маслом бумага и смолы, широко применяются благодаря своим высоким диэлектрическим свойствам и долговечности. Надлежащая изоляция крайне важна для предотвращения коротких замыканий между обмотками или между обмотками и сердечником.
   
• Регулятор напряжения  
  Регулятор отбора ответвлений позволяет изменять коэффициент трансформации между первичной и вторичной обмотками, тем самым регулируя выходное напряжение и компенсируя изменения нагрузки или входного напряжения. Это крайне важно для поддержания стабильных уровней напряжения в условиях колебаний потребления или подачи энергии. Механический износ и электрическая эрозия могут снижать эффективность работы регулятора отбора ответвлений, поэтому необходимы регулярные проверки и техническое обслуживание.
   
• Танк  
  Внешний резервуар обеспечивает физическую защиту и герметизацию внутренних компонентов трансформатора. Он спроектирован либо как полностью герметичный, либо с возможностью контролируемого воздухообмена для регулирования внутреннего давления. Кроме того, резервуар заземлён для предотвращения электрических угроз и обычно окрашен таким образом, чтобы выдерживать воздействие окружающей среды — например, коррозию и разрушение под действием ультрафиолетового излучения.
   
• Втулки  
  Вводы должны выдерживать высокие напряжения и воздействие агрессивных внешних условий. Они изготавливаются из фарфора или композитных материалов и тщательно спроектированы для обеспечения равномерного распределения электрического поля. Поломка ввода может привести к катастрофическим последствиям, поэтому их изготавливают в соответствии со строгими стандартами и регулярно подвергают испытаниям.
   
• Воздухопровод  
  Роль силикагелевого осушителя в поддержании влажностного баланса масла имеет решающее значение для сохранения его изоляционных свойств. По мере нагрева и охлаждения трансформатора осушитель обеспечивает сухость внутренней среды. Силикагель, содержащийся в осушителе, меняет цвет с синего на розовый по мере поглощения влаги, что сигнализирует о необходимости его замены.
   
• Консерватор  
  Консерваторный бак изменяет свой объём в зависимости от температуры масла, компенсируя его расширение или сжатие и предотвращая накопление избыточного давления. Это позволяет поддерживать стабильный уровень масла в основном резервуаре, что крайне важно для обеспечения оптимальной изоляции и охлаждения. В некоторых современных трансформаторах применяются консерваторы со вспомогательным баллоном, полностью изолирующие масло от внешнего воздуха.
   
• Охлаждающие ребра или радиаторы  
  Эти металлические ребра или радиаторы увеличивают площадь поверхности трансформатора, повышая эффективность отвода тепла. Они особенно важны в крупных трансформаторах, где выделение тепла значительное. В некоторых конструкциях для дополнительного повышения эффективности охлаждения устанавливают вентиляторы или насосы, обеспечивающие принудительную циркуляцию воздуха или масла соответственно.
   

Как осуществлять техническое обслуживание распределительного трансформатора

• Проверьте температуру трансформатора: Проверьте, соответствует ли верхняя температура масла в трансформаторе норме или находится ли она вблизи или превышает максимально допустимое значение, указанное термометром. При существенном расхождении между показаниями стеклянного термометра и давления‑термометра необходимо выяснить, не является ли это следствием неточности прибора или отклонения температуры масла от нормы.
• Проверка уровня масла: Проверьте, соответствует ли температура в шкафу хранения трансформаторного масла норме, а также нет ли ложного уровня масла и утечек масла; проверьте, нормальный ли уровень масла в высоковольтной вводной изоляции и соответствует ли цвет масла норме, а также отсутствует ли утечка масла из ввода. При ненормальном показании уровня масла необходимо установить причину. Кроме того, следует обратить внимание на путь указателя уровня масла и обеспечить отсутствие засорений на входе.
• Проверьте звук: Проверьте, нет ли отклонений в сравнении электромагнитного шума трансформатора с его прежним звучанием. Персонал обычно хорошо знаком с нормальным шумом трансформатора и без труда заметит любые необычные звуки.
• Проверьте изоляцию верхней крышки трансформатора: Проверьте, чиста ли поверхность опорного изолятора оболочки и выводных электропроводников; отсутствуют ли на ней трещины, электрические разряды или другие дефекты.
• Проверьте болтовое соединение, по которому проходит проводник, на наличие явления перегрева: Проверьте изменение цвета термочувствительной восковой полоски и обесцвечивание краски, либо произведите измерение непосредственно инфракрасным термометром — это можно делать гибко и удобно. При наличии кабельной клеммной коробки следует также проверить наличие утечки масла в головке кабеля.

Как выбрать распределительный трансформатор

• Проверьте характеристики нагрузки  
  Чтобы определить номинальную мощность трансформатора, при покупке распределительных трансформаторов всегда необходимо учитывать характеристики нагрузки. К характеристикам нагрузки распределительного трансформатора относятся тип нагрузки и колебания напряжения. Что касается типа нагрузки, она может быть прерывистой или постоянной.
   
• Проверьте коэффициент напряжения  
  Напряжённостное соотношение распределительного трансформатора зависит от характера нагрузки и области применения. Напряжённостное соотношение рассчитывается как отношение первичного напряжения к вторичному либо высокого напряжения к низкому. Размер распределительного трансформатора также определяется его напряжённостным соотношением: чем выше это соотношение, тем крупнее будет трансформатор, поскольку при этом увеличивается число витков в первичной обмотке.
   
• Рассмотрим фазовую конфигурацию  
  Некоторые применения требуют однофазной схемы подключения, тогда как другие — трёхфазной, особенно в промышленных установках. Схема фазирования позволяет определить количество фаз первичной обмотки и фаз вторичной обмотки. Распределительные трансформаторы с однофазной схемой подключения преимущественно используются исключительно в жилом секторе. Рекомендуется выбирать схему фазирования распределительного трансформатора в соответствии с конкретными эксплуатационными требованиями.
   
• Проверьте эффективность  
  При выборе распределительных трансформаторов необходимо обращать внимание на их эффективность. Эффективный трансформатор способствует снижению потерь мощности за счёт правильного преобразования напряжения. Это позволяет не только экономить электроэнергию, но и сокращать эксплуатационные расходы. Трансформатор будет работать максимально эффективно лишь при условии использования деталей и компонентов высочайшего качества. Поэтому рекомендуется приобретать оборудование у ведущих производителей распределительных трансформаторов.
   

Как работает распределительный трансформатор

• Внутри распределительного трансформатора имеются две обмотки: первичная обмотка и вторичная обмотка. Первичная обмотка подключается к поступающему из электросети высоковольтному току, тогда как вторичная обмотка соединяется с низковольтным током, который распределяется по жилым домам и предприятиям.
• Когда электрический ток протекает через первичную обмотку, он создаёт магнитное поле, которое индуцирует ток во вторичной обмотке. Этот процесс, известный как электромагнитная индукция, позволяет трансформатору понижать напряжение электрического тока без потери его мощности.
• Помимо обмоток, распределительный трансформатор также содержит сердечник из магнитной стали. Этот сердечник способствует сосредоточению магнитного поля и повышению КПД трансформатора.

Сертификации

Наша фабрика

Компания Yawei располагает производственной базой площадью 240 000 м² и штатом свыше 1 200 сотрудников, включая более 180 инженеров и технических специалистов. Наши производственные и испытательные мощности обеспечивают реализацию индивидуальных проектов трансформаторов в соответствии с утверждёнными техническими требованиями.