• Transformator– urządzenie elektryczne służące do

przenoszenia energii elektrycznej prądu

przemiennego drogą indukcji z jednego obwodu

elektrycznego do drugiego, z zachowaniem

pierwotnej częstotliwości. Zwykle zmieniane jest

równocześnie napięcie elektryczne (wyjątek stanowi

transformator separacyjny, w którym napięcie nie

ulega zmianie). Transformator umożliwia w ten

sposób na przykład zmianę napięcia panującego w

sieci wysokiego napięcia, które jest odpowiednie do

przesyłania energii elektrycznej na duże odległości,

na niskie napięcie, do którego dostosowane są

poszczególne odbiorniki. W sieci

elektroenergetycznej zmiana napięcia zachodzi

kilkustopniowo w stacjach transformatorowych.

•

Schematyczne

przedstawienie idealnego

transformatora

Transformator energetyczny
średniego napięcia – przekrój

• Transformator zbudowany

jest z dwóch lub więcej

cewek (zwanych

uzwojeniami), nawiniętych

na wspólny rdzeń

magnetyczny wykonany

zazwyczaj z materiału

ferromagnetycznego.

• Oba obwody są zazwyczaj

odseparowane galwanicznie,

co oznacza, że nie ma

połączenia elektrycznego

pomiędzy uzwojeniami, a

energia przekazywana jest

przez pole magnetyczne.

Wyjątkiem jest

autotransformator, w którym

uzwojenie pierwotne i

uzwojenie wtórne posiadają

część wspólną i są ze sobą

połączone galwanicznie.

Przykład ułożenia uzwojeń

• Jedno z uzwojeń (zwane pierwotnym) podłączone jest do źródła prądu

przemiennego. Powoduje to przepływ w nim prądu przemiennego.

Przemienny prąd wywołuje powstanie zmiennego pola

magnetycznego. Zmienny strumień pola magnetycznego,

przewodzony przez rdzeń transformatora, przepływa przez pozostałe

cewki (zwane wtórnymi). Zmiana strumienia pola magnetycznego w

cewkach wtórnych wywołuje zjawisko indukcji elektromagnetycznej –

powstaje w nich zmienna siła elektromotoryczna (napięcie). Jeżeli

pominie się opór uzwojeń oraz pojemności między zwojami uzwojeń i

przyjmie się, że cały strumień magnetyczny wytworzony w uzwojeniu

pierwotnym przenika przez rdzeń do uzwojenia wtórnego (nie ma

strat pola magnetycznego na promieniowanie), to taki transformator

nazywamy idealnym.

• Transformator energetyczny

wysokiego napięcia na stacji
energetycznej

• Podczas pracy transformatora rzeczywistego, czyli

podczas przenoszenia energii z uzwojenia

pierwotnego do wtórnego, tracona jest część mocy.

Ma to miejsce w rdzeniu transformatora (tzw. straty w

żelazie, wynikające z nagrzewania się rdzenia i

zużywania mocy na magnesowanie rdzenia) oraz w

uzwojeniu (tzw. straty w miedzi, wynikają z oporności

materiału, z którego wykonane jest uzwojenie

wtórne). Stosunek mocy po stronie wtórnej do mocy

pobieranej przez transformator określa sprawność

transformatora.

• Zastosowanie szkła metalicznego do budowy rdzenia

transformatora pozwala kilkukrotnie zmniejszyć

zachodzące tam straty, gdyż w rdzeniu amorficznym

nie zachodzą straty ciepła.

• Uzwojeń może być kilka, często spotyka się transformatory

o np. dwóch dolnych napięciach lub trzech różnych.

• W systemach prądu wielofazowego (np. trójfazowego)

stosuje się transformatory wielofazowe (trójfazowe). W

transformatorach takich rdzenie poszczególnych faz mogą

mieć części wspólne. Nie jest to jednak warunek konieczny,

ponieważ np. w sieciach wysokiego napięcia stosuje się

transformatory jednofazowe (po jednym na każdą fazę).

• Transformatory elektroenergetyczne dla niskich napięć

izolowane są powietrzem, dla wyższych stosuje się olej

transformatorowy, pełniący równocześnie funkcje

chłodzące. Dodatkowo, transformatory dużej mocy

wyposażone są w radiatory lub chłodnice oraz wentylatory

jak również w rozbudowane systemy zabezpieczeń.