Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, имеющее две и более индуктивно связанные обмотки, расположенные на магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.
Начиная со времени открытия явления электромагнитной индукции было проведено немало исследований и экспериментов, прежде чем трансформаторы приняли привычное для нашего времени конструктивное исполнение. Совершенствовалась конструкция изделий, в том числе, по мере развития изоляционных материалов.
В настоящее время выделяют следующие конструктивы трансформаторов:
сухие трансформаторы с литой изоляцией,
сухие трансформаторы с воздушно-барьерной изоляцией,
масляные трансформаторы.
СУХИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЛИТОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
Сухие трансформаторы, высоковольтные обмотки которых залиты специальным компаундом называют трансформаторами с литой изоляцией. Показав хорошие эксплуатационные характеристики, такой тип трансформаторов используется по всему миру и доля трансформаторов с литой изоляцией неуклонно растёт. За счёт большого опыта практического использования конструкция постоянно совершенствуется. Также увеличивается диапазон используемых напряжений и мощностей.
СУХИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ С ВОЗДУШНО-БАРЬЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ
Воздушно-барьерная изоляция использовалась в самых первых моделях трансформаторов, ещё до применения масляного диэлектрика. Типовая конструкция обмоток такого трансформатора представляет собой проводники, между которыми закладывается изоляционное расстояние в виде воздушных барьеров. Проводники покрыты плёночной или бумажной изоляцией. Такой тип трансформаторов получил ограниченное применение, которое не превышает 10% от общего количества сухих силовых трансформаторов. Для обеспечения защиты изоляции проводников обмотки таких трансформаторов должны быть пропитаны в среде глубокого вакуума. Со временем воздушные промежутки загрязняются пылью, что может привести к уменьшению электрической прочности изоляции. Вопреки общим представлениям, выполненные в заводских условиях обмотки с воздушно-барьерной изоляцией не подлежат качественному ремонту на местах.
МАСЛЯНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Масляные трансформаторы характеризуются тем, что в качестве основного диэлектрика используется трансформаторное минеральное масло. В остальном конструкция масляного трансформатора схожа с воздушно-барьерной. Масло выполняет электроизоляционную и охлаждающую функцию. За счёт влияния температур масло может увеличивать или уменьшать свой объём. Для компенсации этого эффекта используют гофрированные баки, либо включают в конструкцию расширительный бак, устанавливаемый над общим уровнем масла. Минеральное масло под действием внешних и внутренних факторов со временем теряет часть своих диэлектрических свойств. Для поддержания нормированных характеристик требуется следить за уровнем масла, его качеством и герметичностью ёмкостей. Явным недостатком трансформаторного масла являются его горючие свойства. Под действием температуры или вспышки масло способно воспламениться и гореть самостоятельно, независимо от скорости устранения воспламеняющих факторов. Резкое расширение газов, выделяемых при горении способно привести к взрыву. В мощных силовых трансформаторах предотвращением этих факторов риска занимаются на всех уровнях: от включения в конструкцию дополнительных систем мониторинга до регулярного осмотра и оценки состояния оборудования.
