Definition
In Wechselstromkreisen wird ein Gerät, das die Spannung erhöht oder senkt, als Transformator bezeichnet. Ein Transformator kann jeden Spannungswert in den erforderlichen Spannungswert mit derselben Frequenz umwandeln, um den Anforderungen der Übertragung, Verteilung und Nutzung elektrischer Energie gerecht zu werden.
Beispielsweise hat der von Kraftwerken erzeugte Strom ein relativ niedriges Spannungsniveau und muss hochtransformiert werden, um in entfernte Stromverbrauchsgebiete übertragen zu werden. Die Stromverbrauchsbereiche müssen dann die Spannung auf ein geeignetes Niveau für die Stromversorgung von Geräten und täglich herabsetzen
elektrische Geräte. Transformatoren werden auf der Grundlage elektromagnetischer Induktionsprinzipien hergestellt.
Konstruktion
Ein Transformator besteht aus einem Eisenkern aus laminierten Siliziumstahlblechen (oder Elektrostahlblechen) und zwei um den Eisenkern gewickelten Spulensätzen. Der Eisenkern und die Spulen sind gegenseitig isoliert und haben keine elektrische Verbindung zwischen ihnen.
Funktionsprinzip
Die theoretische Überprüfung zeigt, dass das Spannungsverhältnis zwischen der Primärspule und der Sekundärspule eines Transformators mit dem Windungsverhältnis der Primärspule zur Sekundärspule zusammenhängt, was durch die folgende Formel ausgedrückt werden kann:
Primärspulenspannung / Sekundärspulenspannung=Primärspulenwindungen / Sekundärspulenwindungen
Dies bedeutet, dass die Spannung umso höher ist, je mehr Windungen vorhanden sind. Daraus lässt sich erkennen, dass es sich um einen Abwärtstransformator handelt, wenn die Sekundärspule weniger Windungen als die Primärspule hat. Umgekehrt handelt es sich um einen Aufwärtstransformator.
Einstufung
Per Antrag:
Leistungstransformatoren
Elektrische Ofentransformatoren
Gleichrichtertransformatoren
Hochfrequenz-Prüftransformatoren
Bergbautransformatoren
Reaktoren
Spannungsregeltransformatoren
Instrumententransformatoren
Nach Kapazität:
Kleine und mittlere-Transformatoren
Große Transformatoren
Transformatoren mit extra-großer Kapazität
Nach Phasennummer:
Einphasige-Transformatoren
Drei-Phasentransformatoren
Nach Anzahl der Windungen:
Zwei-Wicklungstransformatoren
Drei-Wicklungstransformatoren
Auto-Transformatoren
Nach Spannungsregelungsmethode:
Keine-Lastspannungsregeltransformatoren
On-Lastspannungsregelungstransformatoren
Durch Kühlmedium:
Öltransformatoren-
Trockentransformatoren-
Gasgefüllte-Transformatoren
Nach Kühlmethode:
Öl-selbstkühlende Transformatoren-
Öl-Luftgekühlte-Transformatoren
Öl-Zwangsumluft--Kühltransformatoren
Öl-Zwangsumwälzwasser--Kühltransformatoren
Trockentransformatoren-
Nach Kernstruktur:
Transformatoren vom Typ Core-
Transformatoren vom Typ Shell-
Andere Klassifizierungen:
Nach Leitermaterial (Kupferdrahttransformatoren und Aluminiumdrahttransformatoren)
Nach Sternpunktisolationsgrad (vollisolierte Transformatoren und abgestufte Isolationstransformatoren)
Nach Anzahl der angeschlossenen Generatoren (Doppel--Split- und Multi--Split-Transformatoren, bei Doppel--Split weiter unterteilt in Axial-Split- und Radial-Split-Transformatoren)
Je nachdem, ob in der Hochspannungswicklung eine elektrische Verbindung besteht (normale Transformatoren und Spartransformatoren).
Produktionskapazität
Perfekte Transformatorenproduktionskapazität: Transformatoren bis zur Spannungsebene 220 kV, Transformatoren bis zu einer Leistung von 120.000 kVA.
Verteilungstransformatoren
Erklärung 1:Transformatoren mit einer Niederspannung von weniger als 1,1 kV werden als Verteilungstransformatoren bezeichnet.
Erklärung 2:Transformatoren mit einer Leistung von 2500 kVA und darunter werden als Verteilungstransformatoren bezeichnet.
Leistungstransformatoren
Transformatoren, die zur Stromübertragung und -umwandlung in Stromnetzen eingesetzt werden, werden zusammenfassend als Leistungstransformatoren bezeichnet.
Komponenten
Ein Transformator besteht aus sechs Hauptteilen: Eisenkern, Spulen, Gehäuseisolierung, Leitungen, Öltank und Gesamtbaugruppe.
Funktionsprinzip mit Last
Wenn ein Transformator unter Last betrieben wird, führen Änderungen im Sekundärspulenstrom zu entsprechenden Änderungen im Primärspulenstrom. Nach dem Prinzip des magnetomotorischen Kraftgleichgewichts lässt sich ableiten, dass die Ströme in der Primär- und Sekundärspule umgekehrt proportional zur Anzahl der Spulenwindungen sind. Die Seite mit mehr Windungen hat einen kleineren Strom, während die Seite mit weniger Windungen einen größeren Strom hat.
