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El transformador de potencia es el equipo más importante en el sistema de potencia. Utiliza el principio de inducción electromagnética para convertir energía de corriente alterna de un nivel de voltaje en energía de corriente alterna de otro nivel de voltaje. El papel de la electricidad es ampliamente utilizado en varios sectores de la economía nacional.
1. Estructura del transformador
El transformador se compone principalmente de un núcleo de hierro, un devanado, un cable conductor, un dispositivo de regulación de voltaje, un dispositivo de enfriamiento, un casquillo y un medio aislante (aceite, SF6, resina epoxi) y otras partes.
2. El papel de los componentes principales del transformador.
(1) Núcleo de hierro. Los transformadores se fabrican según el principio de inducción electromagnética, y el circuito magnético es el medio de conversión de energía eléctrica. El núcleo de hierro es la parte del circuito magnético del transformador. Su función principal es conducir el magnetismo. Está hecho de láminas de acero eléctrico (láminas de acero al silicio) con alta permeabilidad magnética. Convierte la energía eléctrica del circuito primario en energía magnética, y luego de su propia energía magnética en energía eléctrica del circuito secundario.
Bajo la acción del campo eléctrico alterno de la bobina, el núcleo de hierro y sus partes estructurales metálicas generan descargas de suspensión. Debido a las diferentes posiciones, los potenciales flotantes inducidos también son diferentes. Este tipo de descarga de suspensión es intermitente, y el resultado de la descarga intermitente daña el aislamiento sólido y descompone el aceite del transformador, lo que provoca la falla del transformador. Para evitar daños al transformador, el núcleo de hierro y sus estructuras metálicas deben estar conectados a tierra para que estén a potencial cero.
Si el núcleo de hierro está conectado a tierra en dos o más puntos, se inducirá una corriente circulante en el bucle de tierra cuando cambie el flujo magnético en el núcleo de hierro. Estas corrientes circulantes aumentarán la pérdida sin carga del transformador y aumentarán la temperatura del núcleo de hierro, por lo que el núcleo de hierro debe estar conectado a tierra y solo se puede conectar a tierra un punto.
(2) Bobinado. El devanado es la parte del circuito del transformador. Está hecho de alambre envuelto con aislamiento en la superficie. Está enfundado en la columna de núcleo de hierro del transformador. El material del alambre se puede dividir en alambre de cobre y alambre de aluminio.
Los devanados del transformador deben tener suficiente rigidez dieléctrica, resistencia mecánica y resistencia al calor. El aislamiento principal del devanado incluye principalmente papel aislante, tubo de papel aislante, aislamiento final, placa de presión, soporte, almohadilla, anillo angular, pantalla electrostática, etc.
El papel aislante comúnmente utilizado en los transformadores sumergidos en aceite es el papel para cables. El papel para cables tiene suficiente estabilidad térmica en aceite y generalmente se usa como aislamiento de vueltas de cables, aislamiento de capas o aislamiento de revestimiento de cables.
(3) Conduce. El cable es para ingresar la energía externa en el transformador y luego enviar la energía transmitida al transformador.
Generalmente se divide en tres tipos: el cable que conecta el extremo del cable del devanado y el buje, el cable de conexión entre los devanados de cada fase y el cable del grifo que conecta el grifo del devanado al cambiador de tomas.
(4) Aceite de transformador. El aceite de transformador tiene una fuerza dieléctrica mucho más alta que el aire. El material aislante está sumergido en aceite, lo que no solo mejora la rigidez dieléctrica sino que también lo protege de la humedad.
El aceite de transformador tiene un gran calor específico y a menudo se usa como refrigerante. El calor generado durante la operación del transformador hace que el aceite cerca del núcleo y del devanado se expanda y suba debido al calor. A través de la convección superior e inferior del aceite, el calor se disipa a través del radiador para garantizar el funcionamiento normal del transformador.
En el cambiador de tomas en carga del transformador, se produce un arco cuando se conmutan los contactos. Debido a que el aceite del transformador tiene una buena conductividad térmica y una gran cantidad de gas se descompone bajo la alta temperatura del arco, se genera una gran presión, lo que mejora el rendimiento de extinción del arco del medio y hace que el arco se apague rápidamente.
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