Il trasportatore di elettricità dei sistemi energetici: i trasformatori

I. Panoramica
Nella nostra vita quotidiana, ogni famiglia dispone di elettricità. Ma lo sai? L’elettricità in uscita dalla centrale non può essere consegnata direttamente a casa. Quindi cosa dovremmo fare? È qui che entrano in gioco le apparecchiature elettriche importanti del sistema di alimentazione - il trasformatore.
Cos'è un trasformatore? In termini semplici, un trasformatore è un dispositivo elettrico utilizzato per modificare la tensione per facilitare la trasmissione di energia elettrica. Non genera elettricità né immagazzina energia, ma fa solo una cosa: aumentare o diminuire la tensione. Quando la centrale trasmette elettricità su lunghe distanze, è necessario aumentare la tensione per ridurre le perdite durante la trasmissione; quando viene consegnato nell'area di consumo energetico, utilizza trasformatori step-down per ridurre gradualmente la tensione alla tensione richiesta per diversi scenari (110 KV, 27,5 KV, 220 V, ecc.).
II. Classificazione dei trasformatori
I trasformatori più comuni che incontriamo si dividono principalmente in due tipologie. Il primo tipo è il trasformatore-immerso in olio, che si trova più comunemente nelle sottostazioni esterne e nelle aree industriali, con grande capacità, elevata stabilità e adatto per la trasmissione di potenza-elevata.
Il secondo tipo è il trasformatore a secco-, utilizzato principalmente nelle sale di distribuzione interne ed è più sicuro senza olio e con una buona resistenza al fuoco.
Dal punto di vista funzionale, sono suddivisi in trasformatori step-up, trasformatori step-down e trasformatori che coprono l'intero processo di generazione, trasmissione e consumo di energia.
III. Componenti della struttura del trasformatore
Un trasformatore è costituito principalmente da nucleo e avvolgimenti in ferro, boccole isolanti ad alta e bassa tensione, serbatoio dell'olio, dispositivo di raffreddamento, termometro, respiratore, serbatoio dell'olio, relè del gas, commutatore di rubinetto, valvola limitatrice di pressione, ecc.
Il nucleo di ferro e gli avvolgimenti: I componenti principali di un trasformatore. Prendendo come esempio il trasformatore-immerso nell'olio, il nucleo di ferro e gli avvolgimenti sono immersi nel serbatoio dell'olio. È composto principalmente dal nucleo di ferro, dalla bobina primaria e dalla bobina secondaria. Utilizzando il principio dell'induzione elettromagnetica, quando energizzato, il nucleo di ferro genera un campo magnetico, attraverso gli avvolgimenti con diverso numero di spire su entrambi i lati, per ottenere una variazione di tensione. L'intero processo converte solo la tensione, non modifica la frequenza dell'energia elettrica ed è l'apparecchiatura più centrale e fondamentale del sistema di alimentazione.
La boccola isolante, nota anche come dispositivo di linea in uscita, è costituita da un'asta conduttiva centrale e da un manicotto in porcellana. L'asta conduttiva attraversa la parete del serbatoio dell'olio del trasformatore e collega l'estremità dell'avvolgimento nel serbatoio dell'olio al circuito esterno.
Il serbatoio dell'olio comprende il corpo del serbatoio, l'olio del trasformatore e gli accessori (accessori come la valvola di scarico dell'olio, il bullone di messa a terra, ecc.). L'olio del trasformatore funge sia da mezzo isolante che da mezzo di dissipazione del calore.
Dispositivo di raffreddamento: il calore generato dal nucleo di ferro e dagli avvolgimenti del trasformatore viene raffreddato dalla convezione naturale dell'olio del trasformatore attraverso le alette di dissipazione del calore, chiamato autoraffreddamento-immerso in olio-. Sulle alette di dissipazione del calore sono installate ventole, chiamate raffreddamento ad-aria immersa in olio-.
Serbatoio dell'olio: quando il volume dell'olio del trasformatore cambia con la temperatura, funge da deposito e rifornimento di olio.
Respiratore: assorbe l'umidità dell'aria che entra nel serbatoio dell'olio e filtra l'aria, garantendo la pulizia dell'olio.
Si può dire che senza trasformatori non esisterebbe una fornitura elettrica moderna e stabile. I trasformatori custodiscono silenziosamente la trasmissione sicura di ogni grado di elettricità.