4
Magnetsko kolo
se gradi od visokokvalitetnih hladnovaljanih orijentisanih
transformatorskih limova. Da bi se smanjila struja magne
ć
enja (pobudna struja) teži se
uzimanju što kvalitetnijeg lima, sa velikom relativnom permeabilnoš
ć
u, i primenjuju se
odgovaraju
ć
a konstrukciona i tehnološka rešenja u izradi magnetskog kola. Radi
smanjenja gubitaka usled vihornih (vrtložnih) struja, koriste se me
đ
usobno izolovani
limovi male debljine (0,30, 0,27 i
mm
23
,
0
). Osnovni fizi
č
ki elementi magnetskog kola su
stubovi (jezgra), oko kojih su smešteni namotaji i jarmovi (donji i gornji). Stubovi imaju
stepeni
č
asti oblik i popunjavaju se paketima limova odgovaraju
ć
e širine, kako bi ispuna
prostora opisanog kruga bilo što bolja. Kod transformatora velikih snaga, u jezgra se
stavljaju kanali (podužni, širine mm
6
) i prema potrebi jedan popre
č
ni (širine
mm
15
10
−
),
kako bi kroz njih moglo da cirkuliše ulje i hladi magnetsko kolo. Magnetsko kolo se
priteže odgovaraju
ć
im steznim sistemom kako bi se dobila što bolja mehani
č
ka
kompaktnost.
Namotaji
se prave od okruglog, profilnog ili trakastog provodnika od bakra ili
aluminijuma, materijala koji imaju mali elektri
č
ni otpor. Namotaj koji se priklju
č
uje na
napajanje se naziva
primar
, dok se namotaj koji je spojen na prijemnik naziva
sekundar
.
Osnovni oblici namotaja prema na
č
inu izrade su: spiralni, slojeviti i presloženi. Gustine
struje za namotaje uljnih transformatora su
2
A/mm
5
,
4
2
−
.
Izolacija
predstavlja kombinaciju celuloze (papir, prešpan) i izolacionog ulja u slu
č
aju
uljnih
transformatora, odnosno
č
vrste izolacije (staklene tkanine impregnirane
epoksidnim, silikonskim ili drugim sinteti
č
kim smolama) u kombinaciji sa vazduhom kod
suvih
transformatora (do
kV
36
). Izolaciono (transformatorsko) ulje, osim poboljšanja
izolacionih svojstava, obezbe
đ
uje i hla
đ
enje transformatora, jer zbog svog velikog
specifi
č
nog toplotnog kapaciteta mnogo bolje odvodi toplotu sa magnetskog kola i
namotaja na sud i rashladni sistem.
Me
đ
utim, treba imati u vidu da je ulje zapaljivo i da lako gori. Izolacija provodnika je
naj
č
eš
ć
e lak ili papir.
Transformatorski sud
postoji kod uljnih transformatora i izra
đ
uje se od kvalitetnog
č
elika
sa oja
č
anjima. Oblik suda zavisi od na
č
ina hla
đ
enja, pa bo
č
ne strane mogu biti glatke,
valovite ili sa cevima za hla
đ
enje.
Pomo
ć
ni delovi i pribor transformatora
: natpisna plo
č
ica, provodni izolatori za
povezivanje sa mrežom, dilatacioni sud (konzervator), regulator napona, priklju
č
ak za
uzemljenje, džep termometra pokaziva
č
nivoa ulja, slavina za ispuštanje ulja, itd.
5
dilatacioni sud
VN izolator
NN izolator
namotaj
magnetsko kolo
kanal za oticanje ulja
rebra za
hla
đ
enje
to
č
kovi za
transport
sud
Slika 1-2 Osnovni delovi transformatora
1.2 Princip rada, osnovne jedna
č
ine
Na primarni namotaj transformatora dovodi se elektri
č
na energija u obliku naizmeni
č
nog
napona, koja u magnetno spregnutom sekundarnom namotaju indukuje odgovaraju
ć
u
naizmeni
č
nu elektromotornu silu, odnosno struju, koja se koristi za napajanje prijemnika.
Dakle, primarni namotaj se ponaša kao prijemnik, dok se sekundarni namotaj ponaša kao
izvor elektri
č
ne energije.
7
gdje je
1
ψ
ukupni magnetski fluks primarnog namotaja, a
m
ψ
ukupni zajedni
č
ki magnetski
fluks.
Uz navedenu pretpostavku da u svim zavojcima namotaja postoji isti fluks, imamo:
t
N
t
N
t
e
m
d
d
d
d
)
(
1
1
1
1
φ
φ
−
=
−
=
,
gdje je
1
φ
ukupni magnetski fluks primarnog namotaja po zavojku, a
m
φ
zajedni
č
ki
magnetski fluks po zavojku.
Prema jedna
č
ini naponske ravnoteže (II Kirhofov zakon) imamo da je zbir svih
elektromotornih i elektro-otpornih sila jednak nuli, što napisano za elektri
č
no kolo
primarnog namotaja glasi:
0
1
1
1
1
=
−
+
i
R
e
u
U ve
ć
ini energetskih transformatora otpornost namotaja primara
1
R
je relativno mala, a
struja praznog hoda
1
i
(odnosno
µ
i
) je tako
đ
e vrlo mala (0,2 do 3 procenta nazna
č
ene
struje), tako da se proizvod
1
1
i
R
može zanemariti, pa imamo:
0
1
1
=
+
e
u
,
odnosno:
t
N
t
U
m
d
d
sin
2
1
1
φ
ω =
.
Iz prethodne jedna
č
ine za zajedni
č
ki magnetski fluks imamo:
t
t
N
U
t
t
U
N
m
m
ω
φ
ω
ω
φ
ω
φ
cos
cos
2
d
sin
2
1
d
max
1
1
1
1
−
=
−
=
⇒
=
.
Za efektivnu vrednost napona priklju
č
enog na primarni namotaj, odnosno efektivnu
vrednost indukovane ems u primarnom namotaju, u praznom hodu vredi:
Fe
max
1
Fe
max
1
max
1
1
1
44
,
4
2
2
2
S
B
f
N
S
B
f
N
N
E
U
=
=
=
−
=
π
φ
ω
.
Budu
ć
i da isti fluks prolazi i kroz sekundarni namotaj, efektivna vrednost indukovane ems
u sekundarnom namotaju je preko odnosa broja zavojaka sekundarnog i primarnog
namotaja vezana sa efektivnom vrednoš
ć
u indukovane ems primarnog namotaja:
1
1
2
2
E
N
N
E
=
.
Kod crtanja ekvivalentne šeme i faznog dijagrama pretpostavljeno je da su
primarni i
sekundarni namotaj namotani u istom smeru
oko magnetskog stuba, ta da prema tome
promenljivi magnetski fluks indukuje izme
đ
u po
č
etnog i krajnjeg priklju
č
ka primarnog i
skeundarnog namota napon istog smera. Dodatno, pošto su, u opštem slu
č
aju, nazna
č
eni
naponi primarnog i sekundarnog namotaja razli
č
iti,
potrebno je sve veli
č
ine svesti
(redukovati, transformisati) na jedan od napona, obi
č
no primarni.
Za svedenu efektivnu vrednost
ems
sekundarnog namotaja,
2
E
′
imamo:
2
2
1
2
E
N
N
E
=
′
.
