Transformator elektryczny: jak działa i do czego służy?

Transformator elektryczny jest jednym z głównych elementów sieci, gwarantującym jej zasilanie i wydajność

Sieć energetyczna to złożony splot elementów, które oddziałują na siebie, aby zapewnić stabilny i bezpieczny przepływ energii z jednego punktu do drugiego, zapewniając nam, użytkownikom, stałe dostawy. Tę dostępność bierzemy za pewnik, ale wciąż jest to technologiczny kamień milowy, będący wynikiem niezliczonych lat badań i rozwoju zastosowanych do wszystkich tych elementów. W związku z tym dzisiaj chcemy skupić się na działaniu i funkcji jednego z tych kluczowych elementów: transformatora elektrycznego, czyli trafo.

Zanim przejdziemy do szczegółów dotyczących faktycznego działania i użytkowania tego elementu sieci elektrycznej, konieczne może być wyjaśnienie, dlaczego energia elektryczna musi być przetwarzana. Powodem jest to, że energia generowana przez elektrownie jest wytwarzana przy niskim lub średnim napięciu, w zależności od źródła, co powoduje konieczność podniesienia jej do wysokiego napięcia, aby zapewnić jej efektywny transport przez sieć elektryczną, minimalizując straty w transporcie energii. To właśnie w tym momencie do akcji wkracza nasz dzisiejszy bohater, który zapobiega tej utracie energii.

Oznacza to, że transformator jest głównym „winowajcą”, dzięki któremu można skutecznie przesyłać energię elektryczną na duże odległości w praktyczny i ekonomiczny sposób,

Aby to osiągnąć, transformator zmienia różne wielkości prądu przemiennego, takie jak napięcie lub natężenie, utrzymując częstotliwość i praktycznie całą moc przez cały czas; dzięki temu sprawność osiąga się w zakresie od 96% do 97%. Dzięki zasadom indukcji elektromagnetycznej energia przepływa z jednego obwodu elektrycznego do drugiego bez zmiany częstotliwości, co poprawia bezpieczeństwo i wydajność systemów energetycznych w całym procesie transportu.

Możemy zatem zidentyfikować różne zastosowania transformatora:

• Zmienianie poziomu napięcia w obwodzie w górę lub w dół.
• Dostosowywanie napięcia generowania do przesyłu i dystrybucji.
• Wyizolowanie dwóch różnych obwody elektryczne, a także zapobiegają przepływowi prądu stałego między nimi.

Z jakich elementów składa się transformator elektryczny?

Aby móc wykonywać wszystkie te funkcje, transformatory składają się z różnych elementów z własnymi zadaniami. Przyjrzyjmy się najważniejszym.

• Rdzeń: to seria arkusze magnetyczne, które służą również jako podpora do montażu innych elementów, w celu przewodzenia strumienia magnetycznego.
• Uzwojenie: drut lub taśma (miedziana lub aluminiowa) nawinięta w formie cewek (dwie, jedna wysokiego i jedna niskiego napięcia), która służy jako przewodnik prądu elektrycznego z jednego punktu do drugiego wokół rdzenia.
• Izolatory: materiały zapewniające uziemienie między różnymi elementami transformatora i ich napięciami. Zazwyczaj stosuje się system warstw papieru zanurzonych w oleju mineralnym lub roślinnym.
• Obudowa: Jest to konstrukcja z blachy, która stanowi zewnętrzną część transformatora i służy jako pojemnik i ochrona wszystkich elementów.
• Jednostka sterująco-czujnikowa: Jest to element dostępny w transformatorach o większym zaawansowaniu technologicznym, takich jak transforma.smart, który umożliwia zbieranie danych o działaniu sieci i samego transformatora, a także cyfrowe sterowanie samym urządzeniem.

Jak działa transformator?

Pomimo wyzwań technologicznych, jakie niesie ze sobą projektowanie transformatorów, ich obsługa jest stosunkowo prosta w porównaniu z innymi elementami rozdzielnic elektrycznych; a jego sukces leży w jego prostocie.

Transformator elektryczny łączy dwa różne obwody elektryczne za pomocą wspólnego obwodu (obwodu magnetycznego), stosując zasady indukcji elektromagnetycznej.

Oznacza to, że transformator użyje dwóch uzwojeń (uzwojeń) do wygenerowania podwójnego obwodu połączonego za pomocą wspólnego ogniwa magnetycznego (rdzenia).

Prąd przepływający przez uzwojenie wysokiego napięcia generuje strumień magnetyczny, który przebiega przez rdzeń i indukuje inny prąd i napięcie w uzwojeniu niskiego napięcia, utrzymując częstotliwość. Stosunek napięć dwóch uzwojeń (wysokiego i niskiego napięcia) jest proporcjonalny do liczby zwojów każdego z nich.

Jakie są rodzaje transformatorów?

W zależności od funkcji, rodzaju instalacji elektrycznej, miejsca instalacji i typologii konstrukcji możemy wyróżnić kilka rodzajów transformatorów. Zobaczmy zatem, jakie są główne typy według kategorii.

Transformatory elektryczne według rodzaju układu elektrycznego

• Jednofazowy: układ dystrybucji energii elektrycznej przebiega za pomocą jednego przewodu (kabla) lub fazy.
• Trójfazowy: najpopularniejszy układ dystrybucji, składający się z trzech przewodów lub faz. W ten sposób krążący prąd trójfazowy składa się z trzech prądów jednofazowych przemiennych o równej częstotliwości i amplitudzie. W porównaniu z jednofazowym systemem dystrybucji, koszty są niższe przy tej samej ilości energii elektrycznej przetwarzanej i wytwarzanej.

Kiedy transformator wykonuje funkcję podwyższania napięcia, powszechnie znany jako transformator podwyższający napięcie; a gdy wykonuje zadania redukujące, jest znany jako transformator elektryczny obniżający napięcie.

Transformatory elektryczne według typu konstrukcji

• Zanurzone w oleju: jest to najbardziej rozpowszechniony i okazał się najbardziej przyjazny dla środowiska, a także ma dłuższą żywotność niż pozostałe.
• Suche: technologiczna alternatywa dla transformatorów olejowych, która pomimo braku użycia Ten materiał generuje ślad środowiskowy.

Transformatory elektryczne według miejsca instalacji

• Na zewnątrz: Bardzo często można je zobaczyć na słupach napięciowych na drogach, ulicach, terenach przemysłowych itp. Mają solidną konstrukcję, aby wytrzymać różne niekorzystne warunki pogodowe w zależności od miejsca instalacji.
• W pomieszczeniach: Są to te, które można znaleźć w ich własnej przestrzeni, takiej jak beton lub metal centrum transformatora, w którym mają swój własny przedział komunikujący się z resztą elementów tworzących te centra.

Czy interesują Cię nasze rozwiązania? Skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji: