Ma’ruza №1 elektr pech transformatorlari

10.2.Bir fazali va uch fazali transformatorlarning tuzilishi
Iste’molchilarni elektr energiyasi bilan ta’minlovchi tarmoqlarda bir fazali va uch fazali transformatorlar keng ishlatiladi. Bir fazali transformator, asosan, ferromagnit o‘zakdan va uning sterjenlariga o‘ralgan ikkita yoki undan ortiq chulg‘amdan tuziladi.

3-rasm. Bir fazali, kichik kuvvatli transformatorning magnit o‘tkazgichlari:
a - zirxli, b - sterjenli, v - xalqasimon.


Ferromagnit o‘zak transformatorning magnit sistemasi, ya’ni magnit o‘tkazgichi hisoblanadi. Ferromagnit o‘zak magnit oqimi o‘tadigan konturning magnit qarshiligini kamaytiradi va chulg‘amlarning elektromagnit bog‘lanishlarini kuchaytiradi. Quvvati uncha katta bo‘lmagan transformatorlarning mag­nit sistemasi zixrli (a), sterjenli (b) va toroidal (v) shaklga ega bo‘lishi mumkin (3-rasm). Amalda yupqa elektrotexnika po‘latidan ishlangan lentadan o‘rab tayyorlangan magnit o‘tkazgichlar keng qo‘llaniladi (4-rasm). Transformatorlarning po‘lat o‘zagi yuqori legirlangan po‘latdan tayyorlanadi.
Transformator ishlaganda uning chulg‘amlaridan o‘zgaruvchan tok o‘tadi. Bu tok transformatorning magnit o‘tkazgichida o‘zgaruvchan magnit oqimi hosil qiladi. Bu oqim transformator chulg‘amlarida asosiy elektr yurituvchi kuchlar (EYUK) E₁ va E₂ ni hosil kiladi. Bu EYUK hakida keyinroq to‘xtalib o‘tamiz.

4-rasm. Tasmasimon po‘latdan o‘ralgan magnit o‘tkazgichlar:a — zirxli, b — sterjenli, v — xalqasimon, g — uch sterjenli

O‘zgaruvchan magnit oqimi transformatorning ferromagnit o‘zagida ham EYUK hosil qiladi. Agar transformatorning magnit o‘tkazgichi yaxlit temir bo‘lagidan tayyorlansa, uning magnit o‘tkazgichida katta qiymatli uyurma toklar (fuko toklari) hosil bo‘lib, ular ferromagnit o‘zakni qizdirib yuboradi. Natijada transformator haddan tashkari qizib ketib, ishdan chiqadi, chunki uning sterjenida izolyasiyalangan simdan o‘ralgan chulg‘amlar bo‘lib, chulg‘am izolyasiyasi yonib ketadi. Befoyda uyurma toklarni kamaytirish maqsadida transforma­torning magnit sistemasi qalinligi 0,3...0,5 mm li ayrim plastinkalardan yig‘iladi. Bu plastinkalar bir-biridan yupqa qog‘oz yoki maxsus lak qatlami bilan izolyasiyalanadi. Transformator ishlaganda ayrim plastinkalarda hosil bo‘ladigan uyurma toklarning qiymati kichik bo‘lganligidan uning magnit o‘tkazgichi (yo‘l qo‘yiladigan temperaturadan ortiqcha) qizimaydi.

Ferromagnit o‘zakning chulg‘amlar o‘raladigan qismi uning sterjeni deyiladi. Sterjenlarni pastki va yuqorigi tomonlaridan birlashtiruvchi qismlar yarmo deyiladi. Po‘latning qizishini va quvvat isrofini kamaytirish maqsadida yarmoning ko‘nda­lang kesim yuzini sterjenlarnikiga qaraganda 10, 15% katta qilinadi. Ko‘pincha, kichik quvvatli transformatorlarning mag­nit sistemasi (yoki magnit o‘tkazgichi) P simon, SH simon va 0 simon shaklda bo‘ladi.
Transformatorlarda ayrim plastinkalardan yig‘ilgan ferro­magnit o‘zak ko‘ndalang kesim yuzining shakli turlicha bo‘ladi. Kichik quvvatli transformatorlarda kvadrat yoki to‘g‘ri to‘rtburchak shakl­da; o‘rtacha va katta quvvatli trans­formatorlarda doirasimon (zinapoya) shaklida bo‘ladi (5-rasm).

5-rasm. Ferromagnit o‘zak sterjenining ko‘ndalang kesimi:
a — burchaklari kesilgan to‘rtburchak shaklida, b — doira, zinasimon.


Ferromagnit o‘zakni ayrim plastinkalardan yig‘ish tartibi 6-rasmda (1) ko‘rsatilgan. Uch fazali trans­formatorlarda uch sterjenli mag­nit o‘tkazgich qo‘llaniladi (7-rasm, a). Bunda uchta sterjen ikkita yarmo bilan tutashadi. 7-rasm, b da katta quvvatli uch fazali transformatorning uch sterjenli o‘zagini ayrim plastinkalardan yig‘ilishi keltirilgan. (1) 6-rasm. Bir fazali transformator o‘zagini yig‘ish tartibi ko‘rsatilgan. Katta transformatororning magnit o‘tkazgachini yig‘ish: kuvvatli transformatorlarda a — sterjenli, b — zirxli. feromagnit o‘zakning qiziydigan ayrim qismlari orasida maxsus sovituvchi kanallar bo‘ladi. Ba’zi transformatorlarda sterjen va yarmolar alohida tayyorlanadi, so‘ngra ular birlashtiriladi va maxhkamlanadi. Transformator va elektr mashinalarning pulat o‘zaklari turli markali elektrotexnik po‘latdan yupqa (qalinligi 0,3—0,5 mm li) tunuka ko‘rinishda tayyorlanadi. Po‘lat markalari tayyorlash texnologiyasi va magnitlanish egri chiziqlari (V-G(N)) bilan farq qiladi.

6-rasm. Bir fazali transformatorlarning magnit o‘tkazgichini yig‘ish:
a-sterjenli, b-zihrli.



7-rasm. a — uch sterjenli (uch fazali) magnit o‘tkazgich, b — magnit o‘tkazgichni yig‘ish.

GOST 21427 ga binoan elektr mashinasozlikda po‘latning qo‘yidagi markalari keng qo‘llanadi: Qizdirilgan holda jo‘valangan izotrop elektrotexnik po‘latlar: 1211, 1213, 1313, 1412, 1413 va boshqa markalarda;

Sovuq holda juvalangan izotrop elektrotexnik po‘latlar: 2112, 2312, 2412, 2413, 2411 va boshqa markalarda. Bu po‘latlar elektr mashinalarining po‘lat o‘zaklarida qo‘llaniladi;
Sovuqlayin jo‘valangan anizotrop elektrotexnik po‘latlar: 3412, 3413, 3414, 3404, 3405, 3406 va boshqa markalarda; bu po‘lat­lar ham transformatorlarning po‘lat o‘zaklarida qo‘llaniladi.
Po‘lat markalaridagi raqamlar quyidagilarni bildiradi:
Birinchi raqam juvalanish texnologiyasi va strukturaviy holatini ko‘rsatadi: 1 — issiqlayin jo‘valangan izotrop; 2 — sovuqla­yin juvalangan izotrop; 3 — sovuqlayin juvalangan anizotrop po‘latlar.
Ikkinchi raqam po‘lat tarkibidagi kremniy miqdorini % da ifodalaydi: 1-0,8-1,8 %; 2-1,8-2,8 %; 3-2,8-3,8 %; 4-3,8-4,8% Po‘lat tarkibiga kremniy kiritilganda uning zichligi kamayadi va solishtirma qarshiligi oshadi, bu esa quvvat isrofini kamaytiradi.
Uchinchi raqam shartli normalangan harakteristikasini ko‘rsatadi: O—magnit induksiyasi Vq1,5 T, fq50 da (R_1,3/50) ni; 1—magnit induksiyasi Vq1,7 bo‘lganda (R, 50) ni va yuqoridagi solishtirma isrof quvvat 1,5 Vt/Kg ni ko‘rsatadi.
YUqori chastotalarda magnit o‘tkazgich poroshok (kukun) materiallardan, ya’ni ferritdan tayyorlanadi. Bunday transformator­larda po‘lat o‘zak sifatida magnitodielektriklar va ferritlar ishlatiladi.
Transformatorning chulg‘amlari paxtali, lak yoki maxsus kabel qog‘ozi bilan izolyasiyalangan mis yoki alyuminiy simdan o‘raladi. Simlarning ko‘ndalang kesim yuzi doira yoki to‘rtburchak shaklida bo‘lishi mumkin. Kichik va o‘rtacha quvvatli transforma­torlarda chulg‘amlar ko‘ndalang qirqim yuzi doiraviy simlardan; katta quvvatli transformatorlarda turtbo‘rchak shaklidagi sim­lardan o‘raladi. Transformator sterjeniga oldin uning past kuch­lanishli chulg‘ami konsentrik doira yoki silindr shaklda o‘raladi. Bu chulg‘am ustidan karton yoki qog‘oz qatlami, uning ustidan alohida disklar shaklida yuqori kuchlanishli chulg‘am o‘raladi. 8-rasmda sterjenli (a) va zirxli (b) bir fazali transformator chulg‘amlarining joylashishi ko‘rsatilgan.
Transformatorlarda chulg‘amlar va tok o‘tkazuvchi boshqa qismlarni izolyasiyalash maqsadida turli izolyasion materiallar ishlatiladi. Qo‘llanilgan izolyasiya qiluvchi materiallarni ishlatish davomida qizish temperaturasining ma’lum darajada o‘zgarishiga chidamli bo‘lishi va transformatorlarning doimo yaxshi ishlashini ta’minlashi lozim. CHulg‘amlar konstruksiyasi tez soviydigan, o‘zgaruvchan elektr maydoniga uzoq vaqt chidaydigan hamda ishlatish davomida vujudga keladigan o‘tkinchi kattaroq kuchlanishlarga qisqa vaqt davomida bardosh beradigan va mexanik jixatdan pishiq bo‘lishi lozim.

8-rasm. Sterjenli (a) va zirxli (b) bir fazali transformatorda past kuchlanishli (PK) va yuqori kuchlanishli (YUK) chulg‘amlarning joylashishi.

Katta quvvatli transformatorlarda ba’zan silindrik (9-rasm, a) yoki qo‘sh konsentrik chulg‘am qo‘llaniladi (9-rasm, b). Bunda past kuchlanishli chulg‘am ikki qismga bo‘linib, ular orasiga yuqori kuchlanishli chulg‘am o‘rnatiladi. Transformatorlarda past va yuqori kuchlanishli chulg‘amlar galma-gal o‘rnatilishi ham mumkin. Bunda past va yuqori kuchlanishli chulg‘amlarning ayrim seksiyalari alohida disklar shaklida tayyorlanadi va ular sterjenga galma-gal o‘rnatiladi (9-rasm, v).

Moyli transformatorning mis chulg‘amlarida tok zichligi 2— 4,5 A/mm², quruq transformatorlarda 1,2—3 A/mm² oralig‘ida bo‘li­shi lozim. Zichlikning katta qiymati katta quvvatli transformatorlarga tegishlidir. Keyingi vaqtlarda chulg‘amlar alyuminiy simlardan tayyorlanmoqda. Bunday chulg‘amlarda tok zichligi mis chulg‘amlarga qaraganda 40 % kamroq bo‘ladi. Transformator chulg‘amlari qirqimi yuzasi 0,02—10 mm² bo‘lgan doiraviy simlardan va 6—60 mm² bo‘lgan to‘g‘ri burchakli simlardan tayyorlanadi.

9-rasm. Transformatorning past kuchlanishli va yukori kuchlanishli chulg‘amlarining joylashishi.
Transformator chulg‘amlarining bosh va oxirgi uchlari bak qopqog‘ida o‘rnatilgan maxsus chinni izolyatorlar ichidan o‘tkazilib, ularning uchidagi qismalarga chiqariladi. CHinni izolyatorlarning o‘lcham va shakllari trans­formatorning past hamda yuqori kuchlanishlari qiymatiga bog‘liq bo‘ladi (10-rasm, a va b).
Transformatorni ishlatish uchun uning birlamchi chulg‘amini energiya manbaiga ulanadi. Transforma­torning energiya manbaiga yoki elektr tarmog‘iga ulanadigan chulg‘ami uning birlamchi chulg‘ami deyiladi. Bu chulg‘amning bosh qismi A harfi bilan, oxirgi qismi X harfi bilan belgilanadi. Iste’molchiga ulanadigan chulg‘am transformatorning ikkilamchi chulg‘ami deyiladi. Ikkilamchi chulg‘amning bosh qismi a harfi bilan, oxirgi qismi x harfi bilan belgilanadi.
Transformatorlar kuchlanishni pasaytirishga yoki oshiriga mo‘ljallab tayyorlanadi. Ikkilamchi chulg‘amdan olinadigan kuchlanish uning birlamchi chulg‘amiga berilayotgan kuchlanishdan kichik bo‘lsa, kuchlanishni pasaytiruvchi transformator va aksincha, ikkilamchi chulg‘amning kuchlanishi birlamchi chulg‘amga beri­layotgan kuchlanishdan katta bo‘lsa, kuchlanishni oshiruvchi trans­formator deyiladi.

10-rasm. Transformatorning qismali chinni izolyatorlari: a-bino ichida o‘rnatilgan transformator uchun, b-ochiq joyda o‘rnatiladigan transformatorlar uchun, 1-tok o‘tkazadigan sterjen, 2-qalpoq, 3-chinni izolyator, 4-metall flanets.

CHulg‘amlar izolyasiyasini mustahkamlash maqsadida ular orasiga qog‘oz bakelit silindrlar o‘rnatiladi. Turli fazalardagi yuqori kuchlanish chulg‘amlari orasiga ham izolyasion to‘siqlar qo‘yiladi. CHulg‘amlarni yarmodan izolyasiyalashda izolyasion mate­rial karton shayba va qistirmalardan foydalaniladi. Transformator ishlatilganda u doim qiziydi. Ishlash davomida muhit temperaturasi Q35°S bo‘lganda transformator chulg‘amlarining temperaturasi 70°Sdan; ferromagnit o‘zakniki 75°Sdan; moyning ustki qatlamida 60°Sdan ortib ketmasligi lozim.

11-rasm. Bir fazali ikki chulg‘amli (ya), bir fazali uch chulg‘amli (b) va uch fazali transformatorning (v) prinsipial sxemasi va shartli belgilari.


Amalda sovitish usuliga qarab quruq (S markali), moyli (M markali) va yonmaydigan suyuq dielektrik bilan to‘ldirilgan katta tokli transformatorlar keng ishlatiladi. Kuruq bo‘shliqlar va ventilyasion kanallar kattaroq qilinadi. Quruq transformatorlarning quvvati 1600 ... 2500 kVA, yuqori kuchlanishi 15 ... 20 kV gacha bo‘lishi mumkin.