Rozdělení transformátorů

Rozdělení transformátorů Druh transformátoru Spojovací Pojízdné Ohřívací Pecové Svařovací Obloukové Rozmrazovací Natáčivé Spouštěcí Nevýbušné Oddělovací/Izolační Bezpečnostní Usměrňovačové

Trakční Lokomotivní Zkušební Měřící

Použití transformátoru Spojují rovnoměrně systémy s různým jmenovitým napětím. Pro provoz na silničním, železničním podvozku. Pro odporový nebo indukční ohřev. K napájení odporových obloukových pecí. K svařování elektrickým obloukem. K udržování elektrického oblouku. K rozmrazování potrubí velkým proudem a malým napětí. Řízení napětí nebo fázového posunu. Ke spouštění elektrických motorů. K provozu ve výbušném prostředí. Pro napájení obvodu, které mají být odděleny od rozvodné sítě Na ochranu před nebezpečným dotykovým napětím (48, 24, 12 V) K napájení usměrňovačů, které kromě transformace napětí zajišťují změnu počtu fází, aby usměrněný proud měl co nejmenší dovolené zvlnění. K napájení trolejového vedení a střídavé trakce. Na lokomotivách se napájejí střídavým proudem hlavní i pomocné obvody Speciálně upravené například pro zkratové zkoušky či zkoušky vysokých napětí různých rozvodných zařízení. Pro měření vysokých napětí a proudů.

Zvláštní transformátory 1. Autotransformátory  jsou transformátory, u kterých se pro primární i sekundární vinutí používá stejná cívka  z mechanického hlediska jde vlastně o cívku na železném jádře s odbočkou pro primární a pro sekundární vinutí

 nevýhodou je, že při takové konstrukci přicházíme o galvanické oddělení primárního a sekundárního vinutí  odbočka sekundárního vinutí může být realizována pomocí pohyblivého jezdce, přičemž nastavením tohoto jezdce je pak možné regulovat velikost sekundárního napětí  tento jezdec může být nastavován elektrickým pohonem odtud zřejmě pochází název autotransformátor - ve smyslu automatický transformátor  autotransformátory často najdeme v elektrických laboratořích, kde se používají jako regulovatelné zdroje střídavého napětí  používá se také v dopravě při pohonu trakčních kolejových vozidel (elektrických lokomotiv), kde se využívá především menší hmotnost tohoto typu transformátoru  převod autotransformátoru:

 výkon je z primáru na sekundár přenášen dvojí formou: a) galvanicky b) magnetickým tokem  u autotransformátoru definujeme 2 výkony: a) výkon průchozí – Sp  je celkový přenesený výkon

při zanedbání ztrát b) výkon typový – St  je výkon přenesený magnetickým polem a odpovídá indukovanému rozdílu napětí

 na tento výkon je třeba dimenzovat magnetický obvod  pro poměr těchto výkonů platí vztah:

 do vzorce vždy dosazujeme tak, aby U2 ≥ U1

 proud I1 protéká vinutím jen v části Aa  ve společné části protéká menší proud

 pro normální transformátor platí

 proud ve společné části transformátoru:

 průchozí výkon se na výstup přenáší formou:

a) typového výkonu (magnetický přenos)

) b) elektrického výkonu (galvanický přenos)

2. Svářecí transformátory  mohou být dvojího provedení: a) na odporové svařování  je potřeba velmi malé napětí (4 V - 12 V) a velký proud (1 kA - 100 kA) b) k obloukovému svařování  k zapálení oblouku se používá asi 40 V - 70 V  k udržení oblouku se používá napětí nižší kolem 20 V 40 V odpor má zápornou charakteristiku, že při zapálení oblouku klesne napětí, ale zvětší se proud a naopak  velikost proudu se reguluje oddalováním, vysouváním nebo natáčením magnetického obvodu  svařovací transformátor má na výstupní straně nejvíce jeden závit z lité mědi, který má kanálky, ve kterých protéká chladící voda  velikost proudu se řídí pomocí odboček na primární straně  velké svařovací transformátory odbočky nemají, za to mají autotransformátor, který slouží pro regulaci proudu

3. Přístrojové transformátory  slouží k oddělování elektrických obvodů  dělí se na měřící a jistící  měřící transformátory dělíme na: A. měření napětí  měřícím transformátorem na napětí napájíme Voltmetr při měření velkého střídavého napětí

 je to transformátor o malém výkonu s malým napětím nakrátko  potom poměr vstupního a výstupního napětí bude konstantní a bude roven poměru počtu závitů vstupního a výstupního vinutí  jelikož je konstruován s velmi malým napětím nakrátko, nesmí se jeho výstupní obvod nikdy spojit nakrátko  proto se transformátor jistí na primární i sekundární straně pojistkami  je-li transformátor zapojen do sítě VN, musí být jeden bod jeho výstupního obvodu dobře uzemněn  základní veličiny charakterizující transformátor napětí: a) jmenovitý převod:

 poměr jmenovitého vstupního a výstupního napětí b) chyba převodu:

 chyba převodu v %, bývá U < 0,2% c) chyba úhlu U:  je to úhel mezi fázory vstupního a výstupního napětí vyjádřený v uhlových minutách

B. měření proudu  měřícím transformátorem na proud napájíme Ampérmetr při měření velkého střídavého proudu

 při měření se zapojuje vstupní vinutí do série se zátěží, jejíž proud se má měřit  na svorky výstupního napětí se připojuje Ampérmetr  transformátor proudu je navržen jako transformátor ve stavu nakrátko a proto: a) nesmí se nikdy výstupní obvod transformátoru rozpojit  vstupní proud by jádro přetížil a to by se nebezpečně zahřálo  do výstupního vinutí by se indukovalo vysoké napětí a „ohrozilo by bezpečnost obsluhy“  chceme-li například vyměnit Ampérmetr, musíme svorky výstupního napětí spojit nakrátko b) nesmí se do výstupního obvodu transformátoru proudu zapojovat pojistky  je-li transformátor zapojen do sítě VN, musí být z bezpečnostních důvodů jeden bod jeho výstupního obvodu dobře uzemněn  základní veličiny charakterizující transformátor proudu:

a) jmenovitý převod:

 poměr jmenovitého vstupního a výstupního napětí b) chyba převodu:

 chyba převodu v %, bývá I < 0,2% c) jmenovitý dynamický proud:  je největší velikost vstupního proudu kterou je možné bez poškození transformátoru připojit d) nadproudové číslo:  je násobek jmenovitého proudu, při němž chyba přesáhne 10% e) jmenovitý tepelný proud:  je efektivní hodnota vstupního proudu, kterou transformátor s výstupem nakrátko snese po dobu jedné sekundy, aniž se vzniklým teplem kterákoliv jeho část poškodí

4. Jistící transformátory  slouží k napájení ochran zabezpečující provoz nebo omezují poruchy elektrických strojů a zařízení.

5. Pecové transformátory

 slouží pro elektrické obloukové nebo indukční (nízkofrekvenční) pece  výstupní napětí bývá od 4 V - 500 V o výkonu 10 kW - 80 MW  výstupním vinutí z měděných pásů nebo trubek protéká chladící voda  v indukčních (nízkofrekvenčních) pecí je transformátor součástí pece  na jádru je pouze vstupní vinutí, výstupní vinutí s jedním závitem tvoří tavenina

Schématické značení transformátorů

a) odolné proti zkratu  mají velké zkratové napětí b) jištěné proti zkratu

 opatřeny tavnou pojistkou, nadproudovým jističem c) oddělovací  mají galvanicky oddělená primární a sekundární vinutí d) přístrojové  pro napájení přístrojů e) zapalovací  k zapálení plynu nebo topného oleje v topných systémech f) ochranné  jako zdroje malého bezpečného napětí 1. pro hračky  výstup max. 24 V, výkon menší jak 100 W 2. zvonkové  výstup max. 24V, odolné proti zkratu 3. pro ruční svítilny  ochranná izolace, izolace proti stříkající vodě 4. pro lékařské přístroje  např. endoskop: výstup max. 6 V

Štítek transformátoru

Podle použití 1. Energetické a) blokový – generátor elektrárny na vedení VVN b) distribuční - z vedení VVN/VN ke spotřebiteli 2. Napájecí  pro transformaci napětí NN na malé napětí 3. Bezpečnostní  jako napájecí, ale se zajištěnou izolační pevností 4. Rozptylový  pro svařování, napájení výbojek a speciální aplikace 5. Regulační  autotransformátory, ferorezonanční stabilizátory 6. Měřící  napěťové, proudové, kombinované