テクノロジーの世界には、安全かつ迅速な方法でエネルギーを変換できるようにする、人間が設計した電気デバイスが無限にあるため、この記事では、 三相変圧器 そしてその最も関連性のある特性。
沿革
男、彼の絶え間ない検索で テクノロジーの歴史と進化, 彼は古くから電気エネルギーの分野を調査し、今日に変化をもたらし、人々の生活をより簡単で快適にする貴重な結果を得ました。
マイケル・ファラデーのような偉大な発明家は、彼のわずかな正式な教育にもかかわらず、歴史上最も優秀な科学者の1831人と見なされており、XNUMX年に彼の実験を通じて、電磁誘導の原理を発見しました。
ファラデーの発見は、将来の人間の創造性の拡大への道を開きました。このようにして、一般的な使用にとって非常に重要な電化製品や、人類に驚かされることのない電気変圧器の作成に関するアイデアが生まれました。その素晴らしいユーティリティ。
したがって、この偉大な科学者が今日の技術の驚異を目撃した場合、他の発明家が彼の足跡をたどり、偉大な現代の電気機器の作成で古代のプロトタイプを改良したことを非常に誇りに思います。
家庭用および産業用の電気エネルギーの変換は、人類が受けた最も価値のある発見のXNUMXつです。これは、電力供給に問題や障害が発生した場合、人々は無防備で不安を感じることが最近確認されたためです。サービスが回復し、研究する価値のある心理的現象になります。
大規模な水力発電会社は、世界中で使用されるエネルギーの大部分を生成しますが、このエネルギーは、初期強度を下げるために変換する必要があります。このようにして、適切かつ安全な方法で家庭や職場に到達できます。使用できないと述べてください。
トランスとは何ですか？
この意味で、変圧器とは何かを明確に理解するために、電気機器とは何か、どのように機能するかを把握するために、可能な限り簡単な方法で説明します。これにより、残りの要素が絡み合います。それを構成する要素。
変圧器は、そのコンポーネントを通過する交流の電圧を調整する電気装置として理解されているため、使用するものに応じて、電圧を安全に、より低いまたはより高い電圧で機器に転送します。
変圧器とは何かという別の概念を強調することができます。これは、銅の巻線および/またはコイルで構成され、一次巻線と二次巻線として識別され、鋼製のコアに巻かれ、それを循環する電気機械であることを表します。交流の流れ。
一次巻線は高電圧で負荷を受け取り、二次巻線に転送されると、使用される場所に転送するのに適したはるかに低い電圧に変換されることに注意することが重要です。 このプロセスはすべて、変圧器の内部で行われます。
三相変圧器とは何ですか？
Un 三相変圧器 これは、電流の発生点から電流を分配するために使用されます。これは、電力のシステムであり、交流の03相を発生させる最終的な分配までです。そのため、大規模な発電会社で非常に使用されています。世界中の電気の。
この 三相変圧器 非常に薄い鋼でできた03つの柱のコアがあり、06つのコイルおよび/または銅の巻線が巻かれているため、これらのコイルの03つが一次線に使用されます。残りは二次およびより低い電圧ラインへの03つ（XNUMX）。
を形成するには 三相変圧器 03つの単相変圧器を結合して織り交ぜて、さまざまな電圧線を生成することができます。これらの電圧線は、 電気接続 星型とデルタ型。
このタイプの巻線 三相変圧器 これは、低電圧巻線を高電圧巻線に挿入することによって構築されます。つまり、両方の巻線が重なり、それぞれを区別する巻数とそれらが生成する電圧レベルを維持します。
低電圧の巻線は三角形の形で接続され、高電圧の巻線は星の形で接続されて、電圧の差が大きくなり、ニュートラルと呼ばれる第XNUMX相が解放されます。
三相変圧器の機能
三相変圧器の主な機能は、交流回路の電圧レベルを増減することです。その結果、変圧器は高電圧で交流電流を受け取り、それをはるかに低い電圧に変換して、電流を非常に長い距離とエネルギー損失の削減。
この意味で、三相変圧器の機能を理解する別の方法は、前記デバイスが大きな電圧負荷を受け取り、そのエネルギーおよび/または電流をさまざまなはるかに低い電圧に変換できるため、エンドユーザー。
三相変圧器の構造
原則として、 三相変圧器 02つの単相変圧器が必要です。これらの変圧器は、それぞれに含まれるコイルのさまざまな出力を考慮して、02つの中電圧線に注意深く接続する必要があります。
次に、各変圧器の文字H1で識別される出力は、それぞれラインRおよびラインSとして識別される高圧線のそれぞれに接続する必要があります。したがって、変圧器T1はラインRに接続されます。変圧器T2はラインSに接続されます。
この意味で、回路を閉じる必要があります。これは、最初のコイルのXNUMX番目の端子と各変圧器のタンクが結合するポイントに特に接続されるブリッジを介して両方の変圧器のタンクを結合することによって実現されます。 この構成はスターと呼ばれます。
ここで、1番目のブリッジを変圧器T1の出力x3から変圧器T2の出力x1に接続し、残りの出力（x1T3およびx2T2）をn、r、として識別される残りの電圧線に固定する必要があります。ただし、出力x1 T1はアースに接続され、変圧器T2のタンクに固定されます。このようにして、変圧器T1でデルタ構成が生成されます。これは、変圧器TXNUMXではスター構成であるためです。地球に固定されています。
そのため、この構成では、2ボルトの240相、02ボルトの120相、および208ボルトのXNUMX相が得られます。これは、単相およびXNUMX相変圧器を次の場所で使用できることを意味します。時間。
単相負荷を208ボルト相に配置することはできませんが、スター図とデルタ図が尊重されている限り、接続は別のそれほど複雑でない方法で行うことができ、単相負荷を電気エネルギーの過負荷によって引き起こされる爆発のリスクを生成する不必要な不便を回避するために、第1の変圧器（T2）と第XNUMXの変圧器（TXNUMX）の三相。
上記の理由により、これらの変圧器のレイアウトは非常に複雑であることが明らかであるため、このタイプの接続は、電気の分野の専門家によって分析されることをお勧めします。
三相変圧器の種類
三相変圧器は、XNUMXつの単相変圧器を使用して変換できます。各単相変圧器には、使用する電気負荷の量に応じて特性と機能が異なりますが、最も重要なものは次のように分類されます。
単相変圧器
単相変圧器は、銅ボビンと二次ボビンで構成されており、これらは強磁性コアに折りたたまれ、内部の磁束内容を保存し、両方のコイルを同じ比率で循環します。
同様に、各コイルは独自の起電力エネルギーを生成します。これは、二次コイルが最終目的地に転送される電圧が常に少なくなるという事実に動機付けられて、より高いまたはより低い電圧を達成する必要があるターン数に依存するためです。
このタイプの 単相モーター これは最も単純なもののXNUMXつであり、低電圧電気システムでも一般的に使用されています。
三相ハート型トランス
磁気分散を圧迫する変圧器であり、単相変圧器よりも頻繁に使用されます。 コアタイプのトランスよりも優れています。
このトランスでは、装甲コアは中央の支柱に配置されています。
XNUMX列の三相コア型変圧器
コアは、一般に正方形および/または長方形の強磁性材料で構成されており、一次および二次コイルまたは巻線が巻かれ、その主な機能は内部の磁束を維持することです。
コアを構成する鋼板は、巻線やコイルに使用されている銅のジュール効果により熱を伝達するため、渦電流の漏れを防ぎます。
三相変圧器を構成する部品
電気エネルギー変換プロセスに介入する各コンポーネントの専門用語と機能については、やや複雑に分類できますが、最も関連性の高い特性を判断するには、関連する各要素の意味を解読することが重要です。三相変圧器の部品を知っている：
- 巻線および/またはコイル
巻線またはコイルは、コアに巻かれた銅線であり、電流の導体として機能し、それを受け取り、変圧器に入る方法よりもはるかに低い電圧で電力を削減します。このようにして、変圧器バンクにリンクされているさまざまな電圧線。
この意味で、銅の巻線またはコイルの巻数は、取得する電圧のレベルに直接影響します。つまり、巻数が多いほど、電圧は高くなります。逆の場合も同様です。
- オイルゲージ
オイルレベルインジケーターは、変圧器に含まれるオイルのレベルをチェックできることを示すインジケーターです。
- 膨張タンク
温度上昇によるオイルの変化を確認するための膨張室として機能する装置です。
- パスキャップインレット
これは、変圧器の主巻線と電気入力ポイントを変更ステーションまたは変電所に接続するものです。
- アウトレットパスキャップ
変圧器の二次巻線を変電所または変電所のコンセントに接続するものです。
- キューバ
それは石油を含み、変圧器の巻線と抵抗性コアが浸軟されている倉庫です。
- フィラーコック
これは、変圧器から液体オイルを入れることができる容器のようなものです。
- 冷却ラジエーター
変圧器のケーシングから発生する熱を損なう原因となります。これは、オイルの過熱を防ぐ方法のXNUMXつです。
- サーモスタット
変圧器内部の温度計算を担当し、異常が発生した場合に警報を発します。
- テンションレギュレーター
変圧器の電圧を調整し、消費のニーズに適応させる役割を担っています。
三相変圧器のコアのエネルギー損失
エネルギー損失は、次のようないくつかの要因によって動機付けられて、回避するのが困難です。
- 100％の有効性を満たす絶縁体の欠如。
- エネルギー損失は、ジュール効果による銅巻線の加熱によっても発生します。これは後で拡張されます。
- 回転電流によって動機付けられて、コアに含まれる鉄で損失が発生し、ヒステリシス、渦電流、および漂遊磁束によってエネルギー損失が発生します。
単相変圧器と三相変圧器を同時に運転することはできますか？
多くの人が自問する質問は次のとおりです。単相変圧器と三相変圧器を同時に稼働させることはできますか？この質問に対する答えは、それが実際に実行可能であり、従う手順はXNUMX番目の単相を設置することです-バンクに適合し、並列運転が可能な相変圧器。
三相銀行とは何ですか？
三相バンクは、電圧線に相互にリンクされた一連の変圧器で構成され、120ボルト線、240ボルト線などのさまざまなタイプのより有用な電圧で変圧器が受け取る初期負荷を低減します。とりわけ、産業機械やあらゆるタイプの電化製品などの電気機器の操作に使用するための208ボルト。
単相変圧器の構造
変圧器の内部には次の要素があります。01つの一次コイルは01つの出力に接続され、H1として識別され、もう一方の端では、キューバまたは円筒形バレルと呼ばれる変圧器。
次に、02つの二次コイルがあります。各コイルの残りの2つの端は、位置の順序に従うために、x02およびx1として識別される円筒形タンク。
また、両方のコイルの両端の共有出力は中央にあるため、x2という名前が付けられます。
ここで、これら03つの（7.960）コイルの動作を理解するために、次のように例示できます。変圧器は約120ボルトの負荷供給を受けますが、各240次コイルは独立してXNUMXボルトに減少します。ただし、両方の電圧を結合することによって出力では、XNUMXボルトの電圧が得られるため、高電圧ケーブルで家庭や企業の快適な場所に転送できます。
さまざまな種類の変圧器のタンクまたはコンテナ
異なる変圧器のタンクは、電気アークの形成や漏電を避けるために地面に固定されているため、電気絶縁材料が使用されています。 さらに、冷媒オイルは、変圧器の過熱や故障の可能性を回避するために、コンテナに入れられます。
これらの変圧器は冷却油に浸されています。これは、巻線が大量の熱を発生するためです。これは、各巻線を構成する銅の生成物です。 変圧器に取り付けられた冷却フィンは、加熱するとオイルが膨張し、タンクやコンテナが爆発する可能性があるため、オイルの冷却にも役立ちます。
だからこそ、 三相変圧器 油膨張タンクを見つけることができるので、前記余剰分をこの容器に移し、冷却してから円筒形タンクに戻すことができる。
変圧器の設置に携わる人員は、これらの冷却液と接触する際に必要なすべての保護対策を講じる必要があります。これは、PBCやAskarelと呼ばれる化学物質の場合など、健康に非常に有害であるためです。冷媒油との組み合わせ。
この意味で、変圧器の内部部品の構造を変更する必要がない場合は、人体に非常に有毒な冷媒油や化学物質との接触を避けるために、変圧器を開かないことをお勧めします。
トランスパワー
電力変圧器は、このカテゴリのステーション間の相互接続を行うために、高電力変電所で使用されるいくつかの三相変圧器の結合です。
また、これらの電力変圧器からのエネルギーは、重機の操作に高電圧を必要とする産業工場に直接輸送される可能性があります。
電力変圧器の種類
このクラスの電源トランスは機能が異なり、02つのタイプに分類されます。詳細は以下のとおりです。
- 乾式変圧器： あまり広くない構造物の内部に配置するように設計されており、安全規制によりオイルトランスの設置が禁止されています。
その主な特徴のXNUMXつは、エポキシ樹脂などの絶縁材料で冷却され、銅の巻線に配置されます。これは、ジュール効果によって熱を発生し、さらに、エアコンの助けを借りて制御された気候下に保たれます。寒冷環境で、このようにして変圧器の熱放出が制御されます。
もうXNUMXつの関連する特性は、このタイプの変圧器には予防保守がほとんどないことです。
- オイルトランス： 一般的な変圧器と同様に、そのコアは冷却油に沈められており、冷却を保証するために、変圧器のこの構造を構成するすべての要素があります。
さまざまな種類の変圧器で使用される冷媒の種類
さまざまな種類の変圧器に使用される冷媒の種類の中に、変圧器の温度を下げることができる誘電性オイルがあり、エネルギーの漏れや無駄を防ぎます。
熱によってオイルがレベルを超えることに注意することが重要です。そのため、変圧器の金属構造には、余分なオイルを循環させて故障を防ぐ一種のタンクがあります。
冷媒油の使用に関する改善点のXNUMXつは、添加剤PCBまたはAskarelが使用されなくなったことです。これは、人体に非常に有毒であったため、タンクを開く必要がある場合は、手袋の使用を義務付けることが提案されました。巻線および/またはコイルのいずれかを変更します。
誘電体オイルは、事故や重大な損傷を引き起こす可能性があるため、すべてのアクティブな絶縁特性を備え、変圧器を冷却する機能を果たしていることを確認するために定期的にチェックする必要があります。
場合によっては、このオイルの残留物を調査することで、変圧器の故障の原因となった要因や、チェック時の色を分析および評価できる可能性があります。これは、この情報が非常に役立つためです。絶縁体に欠陥があり、将来の変圧器に技術的な変更を加えることができるかどうかを判断します。
オイルの絶縁耐力は、汚れの粒子、雨水、泥など、タンクまたは変圧器のケーシングに浸透した外部要素の存在によるオイルの汚染の程度を示します。したがって、それを測定することが重要です。 、および絶縁耐力曲線が高いほど、許容範囲が広くなります。
絶縁油の引火点は、一定の高温下にある劣化の産物である可能性があり、電気火花と接触すると爆発反応を引き起こす可能性があります。
セルロースで作られた他のタイプの絶縁シェルがあり、それらはタイトな紙や段ボールの中にあり、通電時に変圧器デバイスの絶縁体として機能しますが、安全性はあまり高くありません。
一方、コイルの各巻きに配置されたエポキシ樹脂は、熱損失を防ぐのにより効果的であり、これに加えて、それは絶え間ない修正を必要としない。
同様に、ジュール効果は、電流で動作するアプライアンスで常に過剰な熱を生成し、これまでのところ100％動作する絶縁体がないため、この状況を考慮に入れる必要があります。
電磁誘導とは何ですか？
として知られている 電磁誘導 可変磁場の影響下にある要素の環境で、起電力および/または電圧を発生させるプロセス。
すべての変圧器は、巻線ごとに変化する可能性のある起電力を誘導する可変磁束のおかげで機能します。
電磁エネルギーの可変の流れを維持するXNUMXつの方法は、コイルを通過させることです。これは、電流が通過する導体がその周囲に磁場を生成するためです。
エネルギーは交互になり、それに関連して、磁場が絶えず変化します。
この磁場は、すべての磁束を内部に閉じ込める強磁性体でできているコアに固定されている限り、二次巻線に接続できます。
両方の巻線を同じ磁束が通過しますが、起電力は電圧の種類によって異なり、一次巻線よりも二次巻線の巻数を増減することで電圧を増減できます。結果として生じる起電力。
さまざまな種類の変圧器を使用するための安全対策
変圧器の設置や電力線の修理に携わる人員の安全対策は、致命的となる可能性のある意図しない事故を回避するために非常に重要です。
事故を防ぐために、各変圧器の前面にあるプレートに記載されている製造元の指示と、黄色で強調表示されている安全ラベルを読むことが重要です。
この作業に必要なツールの中で、次の点を強調することができます。
- 誘電性手袋： このタイプの手袋は、誘電体手袋とも呼ばれ、電気機器や高電圧ネットワークの取り扱い中に発生する放電によって発生する可能性のある重大な損傷を防ぐ絶縁体を備えているため、電気分野の作業者を保護するために特別です。 。
このタイプの手袋の製造には、革、帆布、ゴム、ラテックスなど、さまざまな素材があります。すべては、操作される張力のタイプによって異なり、次のように分類されます。
- タイプ番号oo：最大500ボルト
- タイプ番号0：最大1.000ボルト
- タイプ番号1：最大7.500ボルト
- タイプ番号2：最大17.000ボルト
- タイプ番号3：最大26.500ボルト
- タイプ番号4：最大36.000ボルト
高電圧の操作を伴う作業を実行する前後に、ユーザーはすべてのツール、特に状態が良好で、裂け目や欠陥がないことを確認する必要があることに注意することが重要です。意図しない事故。
- 安全メガネ： これらの安全メガネは、形状と強度によって分類され、次のように識別されます。
- クラスA：これらのメガネは、ユーザーの顔に当たる鋭くない物体の接触に抵抗するように設計されています。
- クラスB：この素材は、ユーザーの顔に誤って落下する可能性のある鋭利な物体の接触に耐性があります。
- クラスC：その設計は、高速で移動してユーザーの顔に影響を与える可能性のある粒子や、鋭利な物体などに耐性があります。
- クラスD：これらのガラスは、非常に強力で、前述のすべての要素に耐性があるため、クラスa、b、およびcのハイブリッドと見なされます。
- 誘電体安全靴： 電気を扱う人にとって、推奨される安全靴のタイプは、ポイントとスチールアイレットがないため、誘電体です。
誘電性履物の機能は、ユーザーの寿命を損なう可能性のある放電から保護すること、および異物が足を裂くことを防ぐことです。
このタイプの履物には、靴、安全靴、安全靴など、さまざまなプレゼンテーションがあります。すべてがユーザーのニーズによって異なります。
- 安全ヘルメット： 非金属製の安全ヘルメットを着用する必要があり、ボルトに応じて定格が定められ、次のように定格が定められています。
- クラスA：最大2.000ボルト
- クラスB：最大20.000ボルト
- クラスC：電界に関連する活動での使用は推奨されません
あらゆるタイプの変圧器で動作するためのいくつかの注意事項
変圧器を開く必要がある場合は、製造元のラベルを読んで、この冷媒オイルに化学物質のPBCやAskarelが含まれているかどうかを確認することをお勧めします。これは、健康に非常に有毒な製品です。
さらに、銅の巻線および/またはコイルによって生成された熱の結果としてコンテナ内の圧力を解放するために、変圧器タンクの片側にあるバルブを開く必要があります。同じに含まれるガス。
ファラデーの法則とは何ですか？
イギリスの科学者マイケル・ファラデーは、1791年に生まれ、1867年に亡くなり、XNUMX世紀に生きた物理学の専門家であり、彼の研究の目的は、磁場の分析と電気エネルギーとの関係に焦点を当てていました。
1831年の彼の経験を通じて、彼は有名なファラデーの法則および/または電磁誘導法則を確立しました。これは、閉じた回路に刺激される電圧が、磁束を変化させる準備に明らかに比例することを示しています。あらゆる表面を横切ることができ、その限界はそれが生成される回路の本体です。
ファラデーの法則のもう一つの概念は、時間とともに変化する磁性体と、これらの変化の結果として生成される電場との関係を定量化できるということです。したがって、電場と磁場の関係を示すことができました。 。
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