Transformatoarele electrice [616657]

Universitatea Politehnica Bucuresti
Facultatea de Inginerie Electrica

Transformatoarele electrice
Transformatoarele electrice sunt di pozitive electrice care functioneaza confor m principiului
inductiei electromagnetic e, ceea ce inse amna ca acestea pot functiona exclusiv i n curent alternativ .
Transformatoarele conver tesc energia electrica de la o valoare la alta / de la anumiti parametrii la
altii, pe duranta transforma rii frecventa parametrilor transformatorului va fi consta nta.
Transformatoarul face acest luc ru prin co nectarea a 2 sau mai multe circuite electrice ce u tilizeaza
un circuit mag netic oscilant comun care va fi produs de tra nsformator .
Transformatoarele functioneaza pe baza principiului inductiei electroma gnetice sub forma inductiei
mutuale. Ind uctia mutuala este un proces prin care o infasura re a transformatorului induce o
tensiune magnetica unei alte infasurari aflate in imediata apropiere a acestei a.
Transformatoarele pot fie să crească, fie să scadă nivel ul de tensiune și curent a energie , fără a
modifica frecvența , sau cantitatea de energie electrică transferată de la o înfășurare la alta prin
circuitul magnetic.
Transformatoare le pot fi utilizate pentru a transport a energi a electric a pe distante foarte lungi.
Acest lucru se real izeaza prin intermediul retelei nationa le de distr ibutie a energiei electrice de in alta
tensiune. In punctul de intrare (generare ) a energiei electrice se folosesc transformatoare ridicat oare
de tensiune , energie fiind transmisa prin intermediul linii lor de inalta tensiune . Transferul energiei
catre liniile de joasa tensiune se face cu ajuto rul unor transfor matoare coboratoare de tensiune .
Unul dintre motivele pentru care folosim tensiune s i curent alternativ in casele noastre , la locul de
munca , etc. este faptul ca energia alternativ a pote fi generata usor la o tensi une convenabila ,
transformata in tensiune mai mare si apoi distribuita in jurul tar ii prin intermediul retelei nationale
de transport a energiei electrice .
Principalul motiv pentr u care este folosit un transformator ridicator care gen ereaza o tensiune mai
mare este fap tul ca tensiunile de distributie mari implica curenti mai mici , puterea fiind aceeasi , de
aici rezultand fap tul ca pierderile de -a lun gul re telei de cabluri vor fi mai reduse. Acesti curenti si
aceste tensiuni mari vor fi redus e la un nivel mai scazut , mai sigur prin intermediul unui
transformator coborator de tensiune astfel incat sa poata fi alimentate c orespunzator toate
echipamentele electrice din locuintele noastre, de la locurile de munca ,etc.
Din punct de vedere al elementelor constructive ale unui transformator electric , acesta este format
din: miezul magnetic , cuva si schela tra nsformatorului , infasura rile transformatorului si accesori ile
acestuia .
De-a lungul timpului transform atoar ele au evoluat atat din punct de vedere constructiv cat si din
punct de veder e al fiab ilitatii si eficientei . Astfel astazi exista atat transformatoare cu o singura faza
(monofazate ) cat si transformatoare cu mai multe faze (polifazate). De altfel izolatia
transformatoarelor poate fi atat izolatie simpla ( solida ) cat si complexa ( o combinatie in tre izolatiile
de tip solid / lichid/ gaz).
https://www.electronics -tutorials.ws/transformer/transformer -basics.html
https://www.electronics -tutorials.ws/transformer/transformer -construction.html

MATERIALE IZOLATOARE PENTRU TRANFORMAT OAREL E DE PUTERE
Inceperea procesului de degradare a unui echipament electric se realizeaza inca din momentul
instalarii acestuia. In cazul transformatoarelor electrice principala cauza a deteriorarii acestora este
degradarea izolatiei . Din acest motiv pentru a prelungi durata de functionare a echipamentului
electric trebuie sa monitorizam continuu gradul de degradare al izolatiei.
Dura ta de viata a iz olatiei tra nsformatoarelor electrice depinde de diversi factori precum :
-calitatea materialelor electroizolante ;
-modul de functionare al echipamentului electric / sol icitarile la care este supus ;
-modul in care este contruit .
Un izolator trebuie sa aibe urmatoarele proprietati pentru a asigura buna functionare a
tranformatorului: rezistenta termica si mecanica ridicata si conductivitate termica ridicata.
Izolatia unui tranformator este aleasa astfel incat sa suporte diverse conditii de mediu ( conditii
meteo, factori chimici , temperatura, umiditate ).
Izolatia transformatoarelor
Materialele izolatoare sunt acele materiale care permit un curent neglijabil pentru a circula in faza cu
tensiunea aplicata.
Materialele izolante sunt foarte diverse din punct de vedere al originii si proprietatilor.
Materialele izolante sunt nemetalice, p ot fi organice sau anorganice, naturale sau sintetice.
Cele mai multe sunt de origine naturala, de exemplu: hartie, panza, ceara de parafina sau rasini
naturale.
Exista multe proprietati care caracterizeaza materialele izolante, spre exemplu: re zistivitatea ,
tensiunea de rupere, permitivitatea, pierderile dielectrice, etc. Un material izolator perfect trebuie
sa aibe urmatoarele proprietati:
1)Putere dielectrica ridicata care poate fi suportata la temperaturi ridicate.
2)Rezistenta ridicata.
3)Conductivitate termica buna.
4)Stabilitate termica ridicata.
In completarea acestor proprietati, materialul izolant trebuie sa aibe propriet ati mecanice bune cu m
ar fi: rezistenta la umiditate( nu ar trebui sa absoarba umiditatea din aer), vibratii, indoire.De
asemenea trebuie sa aibe si rezistenta chimica.

Izolatia din hartie celulozica
Acest tip de izolatie este preferata in cazul transformatoarelor de putere, deoarece provine din surse
regenerabile din natura si nu datorita faptului ca este cel mai bun tip de izolato r. Hartia

electroizo lanta este un sortiment de hartie tehnica speciala , ce contine celuloza electrotehnica s i are
un grad f oarte ridicat de puritate .
Continutul de apa din hartie este de aproximativ 4 -5 % din greutatea acesteia.
Hârtia uscată este impregnată cu ulei izolant, care mărește rezistența dielectrică și, de asemenea,
servește la răcirea înfășurărilor.
Înfășurările conductorului transformato rului de putere sunt izolate cu hârtie impregnată cu ulei
izolant, un astfel de transformat or se preconizează că poate avea o durata de viață de minim 25 de
ani la o temperatura de 65 -95 °C.
Un transformator de 600 MVA contine aproximativ 12t de hartie si 45 t de ulei.
Degradarea izolatiei
Căldura, apa și oxigenul degradează (depolimerizează) celuloza, reducând lungimea lanțului
molecular și cu aceasta si rezistența mecanică a materialului.
Apa produce îmbătrânirea izolatiei. Prezența sa crește conductivitatea și probabilitatea de formare a
bulelor de gaze, reducând stabilitatea termica a sistemului de izolație în condiții de suprasarcina.
Imbatranirea termica a izolatiei transformatoarelor este asociata cu reactiile chimice care apar in
interiorul materialelor. Ac este reacții chimice sunt cauzate de piroliză, oxidare și hidroliză și sunt
accelerate prin creșterea nivelului de temperatură și a conținutului de oxigen și umiditate.
Izolația de hârtie devine fragilă până la punctul de a se descompune, dar păstrează înc ă un nivel
acceptabil de rezistență dielectrică.
Conținutul de apă din izolatia tran sformatorului crește de-a lungul timpului din cauza degradării
lanțului molecular datorat solicitări lor termice și procese lor de oxida re. Un grad ridicat de apa in
izolatia transformmatorului duce la prcesul de depolimerizare al celulozei in mod rapid ceea ce
inseamna de fapt ca se poduce o imbatranire acelerata a izolatiei.