Трансформатор

Трансформатор (лат. transformo – түрлендіремін) – кернеулі айнымалы токты жиілігін өзгертпей басқа кернеулі айнымалы токқа түрлендіретін статикалық электрмагниттік құрылғы. Трансформатордың жұмыс істеу принципі электро-магниттік индукция құбылысына және параметрлік эффектіге негізделген. Негізгі элементтері магнитөткізгіш және онда орналасқан бірінші реттік орамалар (БРО) мен бір немесе бірнеше екінші реттік орамалардан (ЕРО) тұрады. Трансформатордың барлық орамалары бір-бірімен индуктивті түрде, ортақ магнит өрісімен байланысқан. Бірқатар Трансформаторларда екінші реттік орама қызметін бірінші реттік ораманың бір бөлігі атқарады, мұндай Трансформаторларды автотрансформаторлар деп атайды. Бірінші реттік орамаларның шықпаларын (Трансформатордың кірісі) айнымалы кернеу көзіне, ал Екінші реттік орамаларның шықпаларын жүктемеге қосады. Бірінші реттік орамалардағы айнымалы ток магнитөткізгіште айнымалы магнит ағынын, ал Екінші реттік орамалардағы өзара индукция электр қозғаушы күш (ЭҚК) тудырады. Бірінші және екінші реттік орамалардағы кернеулердің қатынасы олардағы орамдар санының қатынасына тең болады. Түрлендіретін ток түріне қарай 1 фазалы және 3 фазалы Трансформаторлар болады. Атқаратын қызметіне қарай олар күштік немесе қоректендіру Трансформаторлары (электр энергиясын таратуға арналған), жоғары кернеулі сынақ Трансформаторлары, ток немесе кернеу импульстерін түрлендіру үшін қолданылатын импульстік Трансформаторлар, үлкен токтар мен кернеулерді өлшеуге арналған өлшеуіштік Трансформаторлары, жоғары жиілікті кернеулерді түрлендіруге арналған радиожиілікті Трансформаторлар және радиоэлектрондық құрылғылардың қоректендіруші блоктарында қолданылатын радиотрансформаторларға, т.б. бөлінеді.Импульстік Трансформаторлар мен қоректендіру Трансформаторлары бірнеше Гц-тен 2 МГц-ке дейінгі жиілікте, радиожиілікті Трансформаторлар 500 МГц-ке дейінгі жиілікте жұмыс істейді. Трансформаторлардың магнитөткізгіштігі магниттік өтімділігі жоғары материалдардан (мысалы, электртех. болат таспаларынан, магнитодиэлектриктер мен фериттерден) жасалады. Электрмен жабдықтау жүйелерінде, негізінен майлы Трансформаторлар қолданылады. Күштік Трансформаторлар Қазақстанда Кентау трансформатор зауытында шығарылған. Қазіргі кезде электр-механикалық жабдықтар осы зауыттың негізінде құрылған Трансформатор ААҚ-да шығарылады. 

Трансформатор — айнымалы токтың кернеуін жоғарылатуға немесе төмендетуге арналған электр приборы. Үй жағдайында, трансформаторды пайдаланып, электр приборын кернеуі 127 В желілен кернеуі 220 В желіге және керісінше қосуға болады. Егер трансформатор жоғары кернеулі желіге ауыстырылып қосылса, онда оны кернеуі 220 В желіге қосуға болмайды. Өйткені одан алынатын жоғары кернеу (380 В-тан астам) транформаторлық және ол арқылы қосылған электр приборларының бұзылуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Трансформатор таңдаған кезде оның қуаты электр приборларын бір мезгілде қоректендіруге арналған құрал-жабдықтардың жалпы қуатынан кем болмауын есте сақтаған жөн.

Әр түрлі құралдар мен қондырғылар  тұтынатын кернеу өте кең диапазонда өзгереді. Тіпті бір электр қондырғысы әр түрлі кернеу пайдалануы мүмкін. Қуаттың тұрақты дерлік мәнінде  айнымалы ток кернеуінің ток күшімен  қатар өзгеруін айнымалы токтың трансформациясы  дейді. Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал трансформатор  деп аталады. Ол электромагниттік индукция құбылысының негізінде жұмыс  істейді. Бұл құралды орыс ғалымы П . Н . Яблочков (1878 ж.) ойлап тапқан, кейін оны (1882 ж.) И . Ф . Усагин жетілдірді.

Қазіргі трансформаторлар, Фуко тогын 24-сурет азайту үшін оқшауланған  пластиналардан құралған тұйық өзекшеден  түрады. Өзекше пластиналары трансформаторлық болаттан жасалады, ол өте аз шығынмен оңай қайта магниттеледі. Өзекшеге екі катушка кигізіледі (2.24-сурет). Бір катушка айнымалы ток тізбегіне  қосылады, оны біріний реттік орама (катушка) дейді. Екінші катушкаға тұтынушы, яғни электр қондырғыларын қосады. Оны екінші реттік орама (катушка) деп  атайды. Катушкалардың активті кедергілері аз. Генератор бірінші реттік катушкаға   айнымалы кернеу береді. Оның бойынан жүретін айнымалы ток трансформатордың өзекшесінде айнымалы магнит ағынын тудырады. Олай болса, бірінші реттік катушканың әр орамында өздік индукция ЭҚК-і, ал екінші реттік катушканың әр орамында дол сондай индукциялық ЭҚК-і пайда болады. 
Егер бірінші реттік катушканың орам саны , ал екінші реттік катушкада болса, , мұндағы  — бір орамдағы индукциялық ЭҚК. Осы екі өрнектен шығады. Активті кедергі аз болғандықтан, бірінші реттік катушка үшін аламыз.

Жүктемесіз трансформатор. Екінші реттік катушкаға жүктеме қосылмасын (2.25, а-сурет), яғни трансформатор зая жүрісте болсын. Онда екінші реттік орамада ток жүрмейді, сондықтан жуықтап алғанда оның қысқыштарындағы кернеу . Жүктеме жоқ кезде екінші реттік тізбекте энергия шығыны жоқ. Ал бірінші реттік тізбекте жалғаушы сымдар мен өзекшенің джоульдік жылу бөліну есебінен қызуына және өзекшенің қайта магниттелуіне кететін өте аз энергия шығыны бар, мұны ескермесе де болады. Сонымен, трансформатордың зая жүрісі үшін (2.21)-ді ескере отырып, аламыз, мұндағы  — трансформация коэффициенті, яғни екінші және бірінші реттік катушкалардың орам сандарының қатынасына тең шама. Трансформатордың зая жүрісінде . Егер  болса,

трансформатор төмендеткіш, ал болса, , бұл трансформатор жоғарылатқыш деп аталады. Жоғарылатқыш трансформатордың бірінші реттік катушкасының орам саны екінші реттік катушканың орам санынан аз, ал төмендеткіш трансформаторда керісінше.

Жүктемелі трансформатор. Екінші реттік тізбекке қандай да бір жүктеме қосайық (2.25, ә-сурет). Онда бұл тізбекте жиілігі бірінші реттік тізбектегі ток жиілігіне тең айнымалы ток туады. Сондықтан екінші катушкада өздік индукция ЭҚК-і пайда болады, оның үштарындағы кернеу аздап төмендейді. Ленц ережесі бойынша өздік индукция ЭҚК-і магнит ағынын азайтады. Бұл магнит ағыны екі катушканы бірдей тесіп өтетін болғандықтан, оның азаюы бірінші реттік катушкадағы өздік индукция ЭҚК-і -дің кемуіне әкеп соғады. Ал, онда бірінші тізбекте  кернеудің мәні тұрақты болса да ток күші артады. 
Өз ретінде бірінші реттік тізбектегі ток күшінің өсуі магнит ағынының артуын тудырады, онда екінші реттік тізбектегі индукциялың ЭҚК-і мен ток күші артады. Бұдан әрі осы сипатталған процестер берілген жүктеме үшін белгілі бір магнит ағыны, екінші реттік тізбектегі индукциялық ЭҚК-і жәнө бірінші реттік тізбектегі   ток күші түракталғанша жүре береді.

Енді трансформатор генератордан өзінің зая жүрісіне қарағанда екінші реттік тізбек тұтынатын қуатқа тең  қуатты көбірек алады. Егер аздаған  энергия шығынын ескермесек, энергияның сакталу заңы бойынша, генератордың энергиясы бірінші реттік тізбектен  екінші реттік тізбекке магнит өрісі  арқылы беріледі. Сондықтан шығынды  ескермей, былай жазуға болады:  , бұдан

Кернеуді неше ece арттырса, ток күші сонша есе кемиді. Қазіргі  трансформаторлардың пайдалы әрекет коэффициенті   өте жоғары, ол 99%-ға дейін жетеді, яғни шығын бар болғаны 1—2%.

Трансформаторлардың жарамсыздыгы, оның белгілері мен себептері.

Трансформаторлардың ағымдық жөндеуікелесі мерзімдерде  жүргізіледі: орталық бөлетін станциялардың  трансформаторларын -жергілікті нүсқаулықтар бойынша, бірақ, жылына кемінде бір  рет; қалғандарын — қажет болуына  қарай, 3 жылда 1 рет.

Подстаниялардың трансформаторларының күрделі жөндеуі пайдалануға  берілген соң 6 жылдан соң, жүргізеді, ал қалған жөндеулер трансформаторлардың  өлшемдерінің нэтижелері мен жағдайына  байланысты қажет болғанда жүргізіді.

Ағымдық жөндеудің  көлеміне келесі жүмыстар кіреді: сырттай  тексеру жэне зақымдарды жою, оқшаулар мен бактерді тазалау, кеңейткіштен лайды алып тастау, майды қүю және майды көрсеткішті тексеру, термосифоды  сүзгішті тексеру жэне қажет кезде  сорбентты ауыстыру, сақтандырғыштың  жағдайын, циркуляциялық түтіктердің, дәнекерлегіш жіп, фланцті тығыздаудың  жағдайын тексеру, профилактикалық  сынақтар жэне өлшеулер жүргізу.

Күрделі жөндеудің  көлеміне ағымдық жөндеу мен қарастырылған 
барлық жүмыстар кіреді, сонымен қатар, орамды, магнит өткізгішті жөндеу, 
орамдардыңконтактты қосылыстарының кернеуге қосатын жағдайын 
тексеру, олардың контакттері мен қайта қосатын механизмдерін жөндеу, 
трансформатордың багының, кеңейткіш пен түтікті өткізгіштердің де багын 
тексеру…..

Трансформатор жүмыстан апаттық жағдай болғанда келесі шарттарда  істен шығырылады:

‘…,— ішкі_жағы қатты шытынағанда, ол электрлік  разрядтан немесе біркелкі емес шудан  болуы мүмкін;

-   қалыпты жүктеу мен салқындатуда қалыпсыз жэне қатты түрақты 
қызғанда;

— кеңейткіштен май  шашырағанда немесе түтін шығатын  түтіктік диафрагмасы бүзылғанда, май аққанда жэне оның деңгейі рүқсат шектен төмендегенде;   ….

….,„—.    майдың химиялық талдауынан қанағаттанарлықсыз нэтижелер алғанда.         …….. …….

Орамдардың оқшауларының ескіруі жэне майдың ылғалдануы, трансформатордың орамдарында корпусқа және фаза аралық ток қашуға алып келеді, бүл трансформатордың қалыпсыз шуда жүмыс жасауы мен білінеді.

Трансформатордың  біріншілік орамындағы үшбүрыш-жүлдыз, үшбүрыш-үшбүрыш жэне жүлдыз-жүлдыз схемасы бойынша қосылған үзілу  екіншілік кернеудің өзгергіш алып келеді.

Жүргізілетін жөндеу жүмыстарының көлемін анықтау үшін трансформаторлардың ақауларын  айқындайды, ол оның бөліктерінің зақымдалуының  сипаты мен дәрежесін білу бойынша  жүмыстардың кешені болып табылады. Ақауларды анықтаудың нэтижесі негізінде  трансформаторды қажетті жөндеу көлемі мен зақымдалу өлшемі мен  себептері анықталады. Осымен бір  уақытта жөндеу жүргізу үшін қажетті  материалдар, қүрал-саймандар анықталады.

Кесте. Трансформатордың цалыпсыз гуілдеген кезінде оның 
_______ жарамсыздыгын білдіретін сипаттамасы._______

Істен шығудың мүмкін болатын  себептері.	Істен шығуды анықтау жэне жою.
Қақпақтарды қатыратын жэне басқа детальдардың болттарын босату (кеңейткіш жэне т.б.) Трансформатор жоғарғы кернеулі күйде жүмыс істейді. Магнитөткізгіштегі жіктердің престелуінің айнуы. Магнитөткізгіш шихтасының престелуін босату. Магнитөткізгіштің шеткі  листтерін дірілдету. Трансформаторды артық жүктеу. Фазалардың, орамдардың орамамаларының арасындағы ток қашу.	Барлық болттарды тексеріп, тарту. Кернеу ауыстырғышты белгілі  бір жерге қою үшін орнату. Тік шпилкалардың босауы. Магнитті өткізгіштерді  қайта көрсету,магнитөткізгіштіңжоғарғы жэне төменгі жіктеріндегі төсеніштерін ауыстыру. Престеу болттарын жэне шпилкаларын тексеріп, босағандарын тарту. Магнитөткізгіштің листтерін ауыстыру, жүктеулерді тексеру.

 

 

Істен шығу белгілері.	Істен шығудың мүмкін болған себептері.	Істен шығуды анықтау және жою.
Трансформато рдың қызуы. Орамдардың корпусқа тиюі, ВН и НН орамдарының арасындағы немесе фазалардың арасындағы. Трансформа- торлардың	Артық жүктелген трансформаторлар. Трансформатор түрған бөлмедегі ауаның темпаратурасының жоғарылығы (ыстық) Трансформатордың майының деңгейінің түсуі. Трансформатордың ішіндегі зақымдану, ток қашу, қысқа ток	Прибордың көмегімен артық жүктеуді анықтау немесе тэуліктегі токтың графигін алу. Артық жуктеуді басқа трансформаторлар қосу арқылы жою немесе аз түтынушыларды сөндіру. Бөлменің температурасы 8-10°С асқанжағдайда 1,5-2м ара қашықтықта бөлменің желдетілуін жақсарту. Майдың деңгейін толтыру.

 

Қүрастыру, тексеру және трансформаторларды сынактан откізу. Дәнекерлеу трансформаторларының ерекшеліктері.

Қүрастыру — трансформаторларды жөндеу кезіндегі ең соңғы операция келесі операциялардан түрады:

—     ойыс бөлігін бакке орналастыру;

….. — отводтарды фарфорлы вывоттарға қосу;

-  трансформаторлардың қақпағын ронына қою жэне тығыздау. 
Қақпағын жаппай түрып, барлық отвоттарды байланыстары мен фар -

форлы выводтарға косады. Ойыс бөлігін бакке орнатқан соң қақпағын жауып болт пен қатырады. Жиналған трансформаторға май қүяды. Майдың температурасы да дэл сердечниктің температурасындай болуы тиіс.

Барлық трансформаторлар жөндеуден өткен соң, бақылаудан, сынақтан өтуі тиіс, олардың соңғы  мақсаты жөндеудің сапасын тексеру, дұрыс құрастырылуын, техникалық сипаттамаларының сэйкестілігін, стандарт бойынша талаптарға сай келуін тексеру болып табылады.

Трансформаторларды күрделі  жөндеуден өткеннен кейін химиялық анализ жүргізеді жэне майдың электрлік  беріктігін тексереді, жоғарғы кернеулі күйде ауыспалы токқа сынайды, тоқтап түрған кездегі токтың жоғалуын анықтайды, орамдардың омдық кедергілерін анықтайды, қосылу топтарын жэне трансформация  коэффициентін тексереді, орамдардың оқшауларының кедергісін өлшейді және орамдардың түрақты тоқтағы кедергісін, тарту болттарының оқшаулығын тексереді, бактердің май жібермейтіндігін анықтайды, қысымның шамасын тексереді, қызып кетуге сынаққа тексереді, аяқастынан болған токқашу кезіндегі  динамикалық жэне термиялық шыдамдылыққа сынау, трансформаторларды қүрастырылған  күйінде сынақтан өткізеді.

Дәнекерлеу трансформаторыныц және ток реттегіштердің жөндеу

ерекшеліктері.

Электр монтаждау жүмыстарын жүргізуде дэнекерлеу аппараттары  кеңінен қолданылады. Ең бір элсіз  жағы дэнекерлеу трансформаторының  клеммасы болып табылады.

Болттың қосылыстағы элсіз  байланысы үлкен дәнекерлеу тогы мен бірге қосылыстарды қыздыруға  экеліп соғады, одан кейін трансформаторлардың  орамдары да қызады. Көп қызудың  эсерінен болттың қосылыстары бүзылады, орамдардың оқшаулары бұзылады, соңында трансформатор істен шығады.

Бұл тіректер катушкалардың  оқшаулығын соққылардан сақтайды жэне механикалық зақымданудан сақтайды, қызмет етуін ұзартады, жөндеу аралығының кеззеңін ұзартады.

Дәнекерлеу трансформаторлардың  жэже реттегіштерінің жұмыс жасау  кезіндегі пайда болатын негізгі  бұзылулары: