TRANSFORMATORY ENERGETYCZNE.
Budowa transformatora: rdzeń z blach krzemowych, uzw. pierwotne i wtórne.
Zwykły transformator olejowy, którego kadź jest napełniona palnym olejem mineralnym stanowi poważne zagrożenie pożarowe i z tego względu:
l) każdy transformator w zasadzie umieszcza się w osobnej komorze,
2) komorę wykonuje się z materiałów niepalnych, bez okien, z drzwiami z blachy stalowej wychodzącymi na zewnątrz,
3) przy większych transformatorach (o mocy przekraczającej 630 kV • A) wykonuje się dół ściekowy na zatrzymanie co najmniej 20% oleju lub ściek do odprowadzania oleju wypływającego w razie uszkodzenia kadzi transformatora.
4) podłogę w komorze transiormatorowe] wykonuje się ze spadkiem 2 ... 5% w kierunku ścieku olejowego.Komora powinna zapewniać należyte chłodzenie transformatora. W porównaniu z rozmaitymi maszynami i urządzeniami elektrycznymi TRANSFORMATORY MAJĄ WPRAWDZIE DUŻĄ SPRAWNOŚĆ TYM NIE MNIEJ WYSTĘPUJĄ w nich niepomijalne straty mocy i energii. Na przykład w transformatorze 630 kV * A, w pełni obciążonym, moc strat wynosił ok. 11 kW.
Wentylacja komory powinna być tak rozwiązana, aby przepływające przez nią powietrze nagrzewało się najwyżej o 15°C. Im większa jest moc strat w transformatorze tym intensywniejszy powinien być przeto strumień powietrza. Na ogół wystarcza wentylacja naturalna, którą zapewniają otwory wentylacyjne o odpowiednim przekroju: otwór nawiewny u dołu i otwór wy-| wiewny u góry. Rozmieszczenie tych otworów oraz ustawienie transformatora powinny być tak pomyślane (rys. 7.69), aby strumień chłodnego powietrza opływał transformator ze wszystkich stron. Komora ma często otwór w podłodze, nad którym stoi transformator i którym od dołu przepływa strumień powietrza chłodzącego.Komory transformatorowe wy-konuje się — w miarę możliwości — od północnej strony budynku, aby ograniczyć ich nasłonecznienie.
Duże transformatory, o górnym napięciu 110 kV i wyższym, ustawi się na wolnym powietrzu (rys. 7.70), w sposób zapewniający bezpieczeństwo pożarowe i należyte ich chłodzenie.
Jeżeli nie wystarcza wentylaja naturalna, przy transformatorze instaluje się wentylatory samoczyn-lie załączane, gdy obciążenie transformatora przekroczy określoną war-ość, a następnie samoczynnie wyłączane przy zmniejszeniu obciążenia.
W takt nagrzewania się i stygnięcia transformatora olejowego okres;owo zwiększa się i maleje objętość zawartego w nim oleju. Z tego porodu nie można szczelnie zamkniętej kadzi transformatora całkowicie wypełnić olejem, bo wzrost ciśnienia towarzyszący nagrzewaniu doprowadziłby do jej rozerwania. W przypadku transformatorów o mocy do 330 kV • A można w szczelnie zamkniętej kadzi pozostawić poduszkę gazową (azot lub suche powietrze) kompensującą zmiany objętości oleju. Najczęściej spotykane rozwiązanie wspomnianego problemu polega na wyposażeniu transformatora w konserwator, czyli nieduży, cylindryczny zbiornik oleju umieszczony powyżej kadzi i połączony z nią. Dzięki temu olej wypełniający kadź i część konserwa,^' może swobodnie zmieniać swoją objętość, stykając się z powietrzem -i niedużej powierzchni. Aby dodatkowo ograniczyć proces zawilgacania oleju, poduszkę powietrzną konserwatora można połączyć z atmosferą zewnętrzną nie bezpośrednio ale poprzez filtr pochłaniający parę wodną z powietrza. Taki odwilżacz powietrza ma postać niedużego pojemnika o przezroczystej ściance, zawierającego barwiony żel krzemionkowy (silikażel). W miarę pochłaniania coraz większej ilości wody, żel krzemionkowy zmienia barwę z niebieskiej na różową, co jest sygnałem, że trzeba go wymienić. Zużyty żel krzemionkowy można regenerować przez suszenie w temperaturze 100 ...1400C
Trzeba także pamiętać o dwóch przykrych właściwościach najbardziej rozpowszechnionego oleju - oleju mineralnego. Jest to ciecz palna, a zatem należy stosować odpowiednie środki bezpieczeństwa pożarowego. Wreszcie olej mineralny ma tą wadę, że rozpuszcza gumę naturalną np. uszczelki, korki, węże, fartuchy lub zelówki butów. Przedmioty takie, narażone na styczność z olejem mineralnym, powinny być wykonane z gumy olejoodpornej albo z innych tworzyw olejoodpornych. Rozpuszczenie izolacji gumowej przez olej może spowodować zwarcie a co za tym idzie, spowodować wystąpienie zjawiska pożaru.
Zasada działania
Strona pierwotna jest to ta strona, do której dołączamy napięcie, którego wartość chcemy zmienić. Strona wtórna jest to ta strona, z której zacisków odbieramy napięcie zmienione. Wielkości związane ze stroną pierwotną oznacza się „l"; wielkości związane ze stroną wtórną — „2". Uzwojenie, które jest zbudowane na napięcie wyższe, nazywane jest uzwojeniem górnego napięcia, a uzwojenie na napięcie niższe — uzwojeniem dolnego napięcia.
Jeżeli uzwojenie pierwotne przyłączymy do źródła prądu przemiennego o napięciu, to pod wpływem tego napięcia w uzwojeniu popłynie prąd elektryczny Prąd ten przepływając przez uzwojenie t)pierwotne wytworzy wokół tego uzwojenia zmienny strumień magnetyczny ^i. Większa czeć tego stmmienia zamyka się w rdzenia, dając tzw. strumień gfłówny f, pewna ^jednakniewielka część strumienia ^i zamyka się w powietrzu otaczającym uzwoj&nie pierwotne, tworząc tzw. strumień rozproszony uzwojenia pierwotnego.
Strumienie zmienne w czasie wytwarzać będą w uzwojeniach z nimi skojarzonych (takich uzwojeniach^ które obejmują dane strumienie) zmienne siły elektromotoryczne.
Ponieważ strumień główny^ jest skojarzony zarówno ze zwojami uzwojenia pierwotnego, jak i wtórnego, to indukuje on w każdym pojedynczym zwoju uzwojenia pierwotnego i wtórnego jednakową siłę elektromotoryczną.
Jeśli siłę elektromotoryczną indukowaną w każdym zwoju uzwojenia oznaczymy literą , liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego i, a wtórnego z^, zaś siłę elektromotoryczną indukowaną w całym uzwoj^mu pierwotnym wtórnym ^ to będziemy mogli napisać
Oznacza to, że stosunek sił elektromotorycznych induKOwan^ch w obu uzwojeniach (pierwotnym i wtórnym) strumieniem głównym jest liczbą stałą dla danego transformatora i równa się sto« sunkowi liczby zwojów obu uzwojeń. Stosunek ten nazywa się przekładnią transformatora i oznacza literą ^ (feta).