Transformator is een apparaat dat wisselspanning, stroom en impedantie omzet. Het werkingsprincipe van de transformator is dat het een statisch elektrisch apparaat is, gemaakt volgens het principe van elektromagnetische inductie. Er zijn veel classificaties ervan. Volgens de niet-gemeenschappelijke functies kan deze worden onderverdeeld in pulsstroomtransformator, middenfrequentietransformator, triggertransformator, afschermingstransformator, enz.
Transformator is een elektrisch apparaat dat elektrische energie overbrengt of signalen van het ene circuit naar het andere circuit verzendt door gebruik te maken van het principe van elektromagnetische inductie. Het is een belangrijk onderdeel voor de overdracht van elektrische energie of signaaloverdracht. Transformator is een apparaat dat wisselspanning, stroom en impedantie omzet. Wanneer AC-stroom door de primaire spoel vloeit, wordt AC-magnetische flux gegenereerd in de ijzeren kern (of magnetische kern), zodat spanning (of stroom) wordt geïnduceerd in de secundaire spoel. Transformator bestaat uit ijzeren kern (of magnetische kern) en spoel. De spoel heeft twee of meer wikkelingen, waarvan de wikkeling die op de voeding is aangesloten de primaire spoel wordt genoemd en de overige wikkelingen secundaire spoelen worden genoemd.
1. Toegestane temperatuur
Wanneer de transformator draait, genereren de spoel en de ijzeren kern koper- en ijzerverlies. Deze verliezen worden omgezet in warmte-energie, waardoor de temperatuur van de ijzeren kern en spoel van de transformator stijgt. Als de temperatuur gedurende lange tijd de toegestane waarde overschrijdt, verliest de isolatie geleidelijk zijn mechanische elasticiteit en veroudering.
De temperatuur van elk onderdeel van de transformator is tijdens bedrijf verschillend. De temperatuur van de spoel is het hoogst, gevolgd door de temperatuur van de kern. De temperatuur van de isolatieolie is lager dan die van de spoel en de kern. De bovenste olietemperatuur van de transformator is hoger dan de onderste olietemperatuur. De toegestane temperatuur tijdens de werking van de transformator wordt gecontroleerd op basis van de bovenste olietemperatuur. Voor een isolatietransformator van klasse A bij normaal bedrijf, wanneer de omgevingsluchttemperatuur maximaal 40 graden is, is de limietbedrijfstemperatuur van de transformatorwikkeling 105 graden. Omdat de temperatuur van de wikkeling 10 graden hoger is dan de olietemperatuur, wordt, om verslechtering van de oliekwaliteit te voorkomen, bepaald dat de bovenste olietemperatuur van de transformator niet hoger mag zijn dan 95 graden. Om te voorkomen dat de isolerende olie overmatig oxideert, mag onder normale omstandigheden de bovenste olietemperatuur niet hoger zijn dan 85 graden. Voor transformatoren die waterkoeling en luchtkoeling met geforceerde oliecirculatie gebruiken, mag de bovenste olietemperatuur niet vaak hoger zijn dan 75 graden. (De maximaal toegestane waarde van de bovenste olietemperatuur van deze transformator is 80 graden)
II. Toegestane temperatuurstijging
Alleen het monitoren van de bovenste olietemperatuur tijdens de werking van de transformator kan de veilige werking van de transformator niet garanderen. Het is ook noodzakelijk om het temperatuurverschil tussen de bovenste olietemperatuur en de koellucht te monitoren, dat wil zeggen de temperatuurstijging. Het verschil tussen de temperatuur van de transformator en de temperatuur van de omgevingslucht wordt de temperatuurstijging van de transformator genoemd. Voor isolatietransformatoren van klasse A, wanneer de maximale omgevingstemperatuur 40 graden bedraagt, bepaalt de nationale norm dat de temperatuurstijging van de wikkelingen 65 graden bedraagt en dat de bovenste olietemperatuur mag stijgen tot 55 graden. Zolang de temperatuurstijging van de transformator de gespecificeerde waarde niet overschrijdt, kan worden gegarandeerd dat de transformator veilig functioneert binnen de gespecificeerde levensduur onder nominale belasting. (De transformator kan bij normaal bedrijf 20 jaar lang continu werken met nominale belasting)
III. Redelijke capaciteit
Bij normaal bedrijf moet de door de transformator gedragen vermogensbelasting ongeveer 75-90% van de nominale capaciteit van de transformator bedragen.
IV. Redelijk stroombereik
De maximale ongebalanceerde stroom van de lage spanning van de transformator mag niet hoger zijn dan 25% van de nominale waarde; Het toegestane bereik van de voedingsspanningsverandering van de transformator is plus of min 5% van de nominale spanning.
Als het dit bereik overschrijdt, moet de kraanschakelaar worden gebruikt om de spanning aan te passen aan het opgegeven bereik. (Aanpassing moet worden uitgevoerd tijdens stroomuitval) Spanningsregeling wordt meestal bereikt door de positie van de aftakking van de primaire wikkeling te veranderen. Het apparaat dat de kraanpositie verbindt en schakelt, wordt een kraanwisselaar genoemd, die de transformatieverhouding aanpast door het aantal windingen van de hoogspanningswikkeling van de transformator te veranderen. Lage spanning heeft geen effect op de transformator zelf, vermindert slechts een deel van de output, maar heeft wel invloed op elektrische apparatuur; de spanning neemt toe, de magnetische flux neemt toe, de verzadiging van de ijzerkern, het verlies aan ijzerkern neemt toe en de temperatuur van de transformator neemt toe.
V. Overbelasting
Overbelasting wordt onderverdeeld in normale overbelasting en ongevalsoverbelasting. Normale overbelasting wordt veroorzaakt door een verhoogd stroomverbruik door de gebruiker onder normale stroomvoorzieningsomstandigheden. Het zal de temperatuur van de transformator verhogen, waardoor de transformatorisolatie sneller veroudert en de levensduur ervan wordt verkort. Daarom is overbelasting in het algemeen niet toegestaan. In speciale gevallen kan de transformator gedurende een korte periode worden overbelast, maar deze mag in de winter niet hoger zijn dan 30% van de nominale belasting en in de zomer 15% van de nominale belasting. Bovendien moet het overbelastingsvermogen van de transformator worden bepaald op basis van de temperatuurstijging van de transformator en de voorschriften van de fabrikant.
Wanneer er zich een ongeluk voordoet in het voedingssysteem of het gebruikersonderstation, mag de transformator, om een continue stroomtoevoer naar belangrijke apparatuur te garanderen, gedurende een korte periode onder overbelasting werken, dat wil zeggen overbelasting door een ongeval. Door een overbelasting per ongeluk zal de batterijtemperatuur de toegestane waarde overschrijden, waardoor de isolatie sneller zal verouderen dan onder normale omstandigheden. De kans op een accidentele overbelasting is echter klein en over het algemeen is de transformator onderbelast, waardoor een korte overbelasting de isolatie van de transformator zal beschadigen. De tijd en het veelvoud van overbelasting bij ongevallen moeten worden geïmplementeerd volgens de voorschriften van de fabrikant.