Koji je princip rada transformatora? Strujni transformatori - princip rada i primjena

Transformator je statički elektromagnetski uređaj koji ima dva ili više induktivno povezanih namota i dizajniran za pretvaranje, elektromagnetskom indukcijom, jednog ili više sustava izmjenične struje u jedan ili više drugih sustava izmjenične struje.

Transformatori se široko koriste u sljedeće svrhe.

Za prijenos i distribuciju električne energije. Tipično, u elektranama, generatori izmjenične struje proizvode električnu energiju na naponu od 6-24 kV.

Za napajanje raznih krugova radijske i televizijske opreme; komunikacijski uređaji, automatika u telemehanici, električni kućanski uređaji; odvojiti električne krugove različitih elemenata ovih uređaja; za usklađivanje napona

Uključiti električne mjerne instrumente i neke uređaje, poput releja, u strujne krugove visokog napona ili u krugove kroz koje prolaze velike struje, kako bi se proširile granice mjerenja i osigurala električna sigurnost. Transformatori koji se koriste u tu svrhu nazivaju se mjerenje. Imaju relativno malu snagu, određenu snagom koju troše električni mjerni instrumenti, releji itd.

Princip rada transformatora

Elektromagnetski krug jednofaznog dvonamotnog transformatora sastoji se od dva namota (slika 2.1) postavljenih na zatvoreni magnetski krug, koji je izrađen od feromagnetskog materijala. Korištenje feromagnetske magnetske jezgre omogućuje jačanje elektromagnetske sprege između namota, odnosno smanjenje magnetskog otpora kruga kroz koji prolazi magnetski tok stroja. Primarni namot 1 spojen je na izvor izmjenične struje - električnu mrežu napona u 1 . Otpor opterećenja Z H spojen je na sekundarni namot 2.

Namot višeg napona naziva se visokonaponski namot (HV), i niskog napona - niskonaponski namot (NN). Počeci i krajevi VN namota označeni su slovima A I X; NN namoti – slova A I X.

Kada je spojen na mrežu, izmjenična struja se pojavljuje u primarnom namotu ja 1 , koji stvara izmjenični magnetski tok F, zatvarajući se duž magnetskog kruga. Protok F izaziva izmjenične emfs u oba namota - e 1 I e 2 , proporcionalno, prema Maxwellovom zakonu, broju zavoja w 1 i w 2 Odgovarajući namot i brzina promjene toka d F/ dt.

Dakle, trenutne vrijednosti emf inducirane u svakom namotu su

e 1 = - w 1 d F/dt; e2= -w 2 dF/dt.

Posljedično, omjer trenutnog i efektivnog EMF-a u namotima određen je izrazom

Posljedično, odgovarajući broj zavoja namotaja, pri danom naponu U 1 možete dobiti željeni napon U 2 . Ako je potrebno povećati sekundarni napon, tada se broj zavoja w 2 uzima veći od broja w 1; takav se transformator naziva povećavajući se Ako trebate smanjiti napon U 2 , tada se broj zavoja w 2 uzima manji od w 1; takav se transformator naziva prema dolje,

EMF omjer E HV namoti višeg napona na EMF E Pozivaju se niskonaponski NN namoti (ili omjer njihovog broja zavoja). omjer transformacije

k= E VN / E NN = w VN / w NN

Koeficijent k uvijek veći od jedan.

U sustavima prijenosa i distribucije energije u nekim slučajevima koriste se tronamotni transformatori, au radioelektronici i uređajima za automatizaciju višenamotni transformatori. U takvim transformatorima tri ili više namota međusobno izoliranih postavljeno je na magnetsku jezgru, što omogućuje primanje dva ili više različitih napona pri napajanju jednog od namota (U 2 , U 3 , U 4 itd.) za napajanje dvije ili više skupina potrošača. U energetskim transformatorima s tri namota razlikuju se namoti visokog, niskog i srednjeg napona (SN).

U transformatoru se pretvaraju samo naponi i struje. Snaga ostaje približno konstantna (nešto se smanjuje zbog unutarnjih gubitaka energije u transformatoru). Stoga,

ja 1 /I 2 ≈ U 2 /U 1 ≈ w 2 /w 1 .

Kad sekundarni napon transformatora poraste u k puta u odnosu na primarni, strujni ja 2 u sekundarnom namotu smanjuje se u skladu s tim k jednom.

Transformator može raditi samo u krugovima izmjenične struje. Ako je primarni namot transformatora spojen na izvor istosmjerne struje, tada se u njegovoj magnetskoj žici stvara magnetski tok, konstantan po veličini i smjeru tijekom vremena. Stoga se u primarnom i sekundarnom namotu u stacionarnom stanju ne inducira EMF, pa se stoga električna energija ne prenosi iz primarnog kruga u sekundarni. Ovaj način je opasan za transformator, jer zbog nedostatka EMF-a E 1 struja primarnog namota ja 1 =U 1 R 1 je prilično velik.

Važno svojstvo transformatora koji se koristi u uređajima automatizacije i radioelektronike je njegova sposobnost pretvaranja otpora opterećenja. Ako spojite otpor na izvor izmjenične struje R kroz transformator s omjerom transformacije Do, zatim za strujni krug izvora

R" = P 1 /I 1 2 ≈ P 2 /I 1 2 ≈ ja 2 2 R/I 1 2 ≈ k 2 R

Gdje R 1 - snaga koju transformator troši iz izvora izmjenične struje, W; R 2 = I 2 2 R≈ P 1 - snaga koju troši otpor R od transformatora.

Tako, transformator mijenja vrijednost otpora R na k 2 jednom. Ovo se svojstvo naširoko koristi u razvoju raznih električnih krugova za usklađivanje otpora opterećenja s unutarnjim otporom izvora električne energije.

Transformator je statički elektromagnetski uređaj s dva (ili više) namota, najčešće namijenjen za pretvaranje izmjenične struje jednog napona u izmjeničnu struju drugog napona. Pretvorba energije u transformatoru provodi se izmjeničnim magnetskim poljem. Transformatori se široko koriste za prijenos električne energije na velike udaljenosti, njezinu distribuciju između prijamnika, kao iu raznim uređajima za ispravljanje, pojačanje, signalizaciju i drugim uređajima.

Pri prijenosu električne energije od elektrane do potrošača, jakost struje u vodu uzrokuje gubitke energije u ovom vodu i utrošak obojenih metala za njegov uređaj. Ako se uz istu prijenosnu snagu poveća napon, jakost struje će se u istoj mjeri smanjiti, pa će se stoga moći koristiti žice manjeg presjeka. Time će se smanjiti potrošnja obojenih metala pri izgradnji dalekovoda i smanjiti gubici energije u njemu.

Električna energija se u elektranama proizvodi sinkronim generatorima na naponu 11-20 kV; u nekim slučajevima koristi se napon od 30-35 kV. Iako su takvi naponi previsoki za izravnu industrijsku i kućnu uporabu, nisu dovoljni za ekonomičan prijenos električne energije na velike udaljenosti. Daljnje povećanje napona u dalekovodima (do 750 kV ili više) provodi se pojačanim transformatorima.

Prijemnici električne energije (žarulje sa žarnom niti, elektromotori itd.) iz sigurnosnih razloga oslanjaju se na niži napon (110-380 V). Osim toga, proizvodnja električnih uređaja, instrumenata i strojeva za visoki napon povezana je sa značajnim poteškoćama u projektiranju, budući da strujni dijelovi ovih uređaja na visokom naponu zahtijevaju pojačanu izolaciju. Stoga se visoki napon na kojem se energija prenosi ne može izravno koristiti za napajanje prijamnika i do njih se dovodi preko silaznih transformatora.

Izmjenična električna energija mora se transformirati 3-4 puta na putu od elektrane u kojoj se proizvodi do potrošača. U distribucijskim mrežama, silazni transformatori se opterećuju neistodobno i ne punim kapacitetom. Stoga je ukupna snaga transformatora koji se koriste za prijenos i distribuciju električne energije 7-8 puta veća od snage generatora ugrađenih u elektrane.

Pretvorba energije u transformatoru provodi se izmjeničnim magnetskim poljem pomoću magnetske jezgre.

Naponi primarnog i sekundarnog namota obično nisu isti. Ako je napon primara manji od napona sekundara, transformator se naziva pojačani, ako je veći od sekundara, naziva se silazni. Bilo koji transformator može se koristiti i kao transformator za povećanje i za smanjenje. Step-up transformatori koriste se za prijenos električne energije na velike udaljenosti, a step-down transformatori koriste se za njezinu distribuciju između potrošača.

Ovisno o namjeni razlikuju se energetski transformatori, naponski mjerni transformatori i strujni transformatori

Energetski transformatori pretvarati izmjeničnu struju jednog napona u izmjeničnu struju drugog napona za napajanje potrošača električnom energijom. Ovisno o namjeni mogu biti rastući ili padajući. U distribucijskim mrežama u pravilu se koriste trofazni dvonamotni silazni transformatori koji pretvaraju napone od 6 i 10 kV u napon od 0,4 kV. (Glavni tipovi transformatora su TMG, TMZ, TMF, TMB, TME, TMGSO, TM, TMZH, TDTN, TRDN, TSZ, TSZN, TSZGL i drugi.)

Naponski transformatori- To su međutransformatori preko kojih se uključuju mjerni instrumenti na visokim naponima. Zahvaljujući tome, mjerni instrumenti su izolirani od mreže, što omogućuje korištenje standardnih instrumenata (s regradiranom skalom) i time proširuje granice mjerenih napona.

Naponski transformatori koriste se kako za mjerenje napona, snage, energije, tako i za napajanje krugova automatizacije, alarma i relejne zaštite vodova od zemljospoja.

U nekim slučajevima naponski transformatori mogu se koristiti kao silazni transformatori male snage ili kao ispitni transformatori za povećanje (za ispitivanje izolacije električnih uređaja).

Na ruskom tržištu predstavljene su sljedeće vrste naponskih transformatora:

3NOL.06, ZNOLP, ZNOLPM, ZNOL.01PMI, 3xZNOL.06, 3xZNOLP, 3xZNOLPM, NOL.08, NOL.11-6.O5, NOL.12 OM3, ZNOL.06-35 (ZNOLE-35), ZNOL 35 , NOL 35, NOL-35 III, NAMIT-10 , ZNIOL, ZNIOL-10-1, ZNIOL-10-P, ZNIOL-20, ZNIOL-20-P, ZNIOL-35, ZNIOL-35-P, ZNIOL-35 -1, NIOL -20, NIOL-35, NOL-SESH -10, NOL-SESH -10-1, NOL-SESH-6, NOL-SESH-6-1, NOL-SESH-20, NOL-SESH-35 , 3xZNOL-SESH-6, 3xZNOL-SESH -10, NALI-SESH-10, NALI-SESH-6, NTMI 6, NTMI 10, NAMI 6, NAMI 10, NAMI 35, NAMI 110, ZNAMIT-6, ZNAMIT-10 , ZNOMP 35, NOM 6, NOM 10, NOM 35, NKF 110, NKF 150, NKF 220 i drugi.

Za naponske mjerne transformatore, primarni namot je 3000/√3, 6000/√3, 10000/√3, 13800/√3, 18000/√3, 24000/√3, 27000/√3, 35000/√3, 66000 /√3 , 110000/√3, 150000/√3, 220000/√3, 330000/√3, 400000/√3, 500000/√3, a sekundarni 100/√3 ili 110/√3.

Strujni transformator je pomoćni uređaj u kojem je sekundarna struja praktički proporcionalna primarnoj struji i namijenjen je uključivanju mjernih instrumenata i releja u izmjenične električne krugove.

Isporučuje se s klasom točnosti: 0,5; 0,5S; 0,2; 0.2S.

Strujni transformatori koriste se za pretvaranje struje bilo koje vrijednosti i napona u struju pogodnu za mjerenje standardnim instrumentima (5 A), napajanje strujnih namota releja, uređaja za odvajanje, kao i izolaciju uređaja i njihovog operativnog osoblja od visokog napona.

VAŽNO! Strujni transformatori dostupni su sa sljedećim omjerima transformacije: 5/5, 10/5, 15/5, 20/5, 30/5, 40/5, 50/5, 75/5, 100/5, 150/5, 200/5, 300/5, 400/5, 500/5, 600/5, 800/5, 1000/5, 1500/5, 2000/5, 2500/5, 3000/5, 5000/5, 8000/ 5 , 10000/5.
Strujni transformatori na ruskom tržištu predstavljeni su sljedećim modelima:

TOP-0,66, TShP-0,66, TOP-0,66-I, TShP-0,66-I, TShL-0,66, TNShL-0,66, TNSh-0,66, TOL-10, TLO-10, TOL-10-I, TOL-10- M, TOL-10-8, TOL-10-IM, TOL-10 III, TSHL-10, TLSH-10, TPL-10-M, TPOL-10 , TPOL-10M, TPOL-10 III, TL-10, TL-10-M, TPLC-10, TOLK-6, TOLK-6-1, TOLK-10, TOLK-10-2, TOLK-10-1, TOL-20, TSL-20-I, TPL-20, TPL-35, TOL-35, TOL-35-III-IV, TOL-35 II-7.2, TLC-35, TV, TLC-10, TPL-10S , TLM-10, TSHLP-10, TPK-10, TVLM -10, TVK-10, TVLM-6, TLK-20, TLK-35-1, TLK-35-2, TLK-35-3, TOL-SESH 10, TOL-SESH-20, TOL-SESH-35, TSHL-SESH 0,66, Ritz transformatori, TPL-SESH 10, TZLK(R)-SESH 0,66, TV-SESH-10, TV-SESH-20 , TV-SESH-35, TSHL-SESH-10, TSHL-SESH-20 , TZLV-SESH-10 i drugi.

Podjela naponskih transformatora

Naponski transformatori se razlikuju:

A) prema broju faza - jednofazni i trofazni;
b) prema broju namota - dvonamotni, tronamotni, četveronamotni.
Primjer 0,5/0,5S/10P;
c) prema razredu točnosti, odnosno prema dopuštenim vrijednostima pogreške;
d) po načinu hlađenja - transformatori s uljnim hlađenjem (uljem), s prirodnim zračnim hlađenjem (suhi i s lijevanom izolacijom);
e) prema vrsti montaže - za unutarnju montažu, za vanjsku montažu i za kompletnu rasklopnu opremu.

Za napone do 6-10 kV naponski transformatori se proizvode suhi, odnosno s prirodnim zračnim hlađenjem. Za napone iznad 6-10 kV koriste se naponski transformatori punjeni uljem.

Unutarnji transformatori su dizajnirani za rad na temperaturama okoline od -40 do + 45°C uz relativnu vlažnost zraka do 80%.

U jednofazni transformatori napona od 6 do 10 kV, pretežno se koristi lijevana izolacija. Transformatori s lijevanom izolacijom su potpuno ili djelomično (jedan namot) ispunjeni izolacijskom masom (epoksi smola). Takvi transformatori, namijenjeni za unutarnju ugradnju, povoljno se razlikuju od uljnih transformatora: imaju manju težinu i ukupne dimenzije i gotovo ne zahtijevaju održavanje tijekom rada.

Trofazni dvonamotni transformatori napona imaju konvencionalni magnetski krugovi s tri šipke, a tronamotni - jednofazni oklopljeni.
Trofazni transformator s tri namota je skupina od tri jednofazne jednopolne jedinice, čiji su namoti spojeni prema odgovarajućem krugu. Trofazni tronamotni naponski transformatori stare serije (prije 1968-1969) imali su oklopne magnetske jezgre. Trofazni transformator je težinom i dimenzijama manji od skupine od tri jednofazna transformatora. Kada radite s trofaznim transformatorom kao rezervom, morate imati još jedan transformator na punoj snazi
U transformatorima uronjenim u ulje, glavni izolacijski i rashladni medij je transformatorsko ulje.

Uljni transformator sastoji se od magnetskog kruga, namota, spremnika, poklopca s ulazima. Magnetska jezgra sastavljena je od ploča hladno valjanog elektročeličnog čelika, međusobno izoliranih (kako bi se smanjili gubici zbog vrtložnih struja). Namoti su izrađeni od bakrene ili aluminijske žice. Za regulaciju napona VN namot ima ogranke spojene na sklopku. Transformatori imaju dvije vrste preklapanja: pod opterećenjem - mjenjač pod opterećenjem (regulacija pod opterećenjem) i bez opterećenja, nakon isključivanja transformatora iz mreže - preklapanje bez opterećenja (prekidanje bez pobude). Drugi način regulacije napona je najčešći jer je najjednostavniji.

Uz gore navedene uljno hlađene transformatore (Transformer TM), transformatori se proizvode u zatvorenoj izvedbi (TMG), u kojoj ulje ne komunicira sa zrakom i stoga je isključena njegova ubrzana oksidacija i vlaženje. Uljni transformatori u zatvorenoj izvedbi potpuno su napunjeni transformatorskim uljem i nemaju ekspander, a temperaturne promjene u njegovom volumenu tijekom zagrijavanja i hlađenja kompenziraju se promjenama volumena nabora stijenki spremnika. Ovi transformatori su napunjeni uljem pod vakuumom, što povećava električnu čvrstoću njihove izolacije.

Suhi transformator, kao i uljni, sastoji se od magnetske jezgre, VN i NN namota, zatvorenih u zaštitnom omotaču. Glavni izolacijski i rashladni medij je atmosferski zrak. Međutim, zrak je manje savršen izolacijski i rashladni medij od transformatorskog ulja. Stoga su u suhim transformatorima svi izolacijski razmaci i ventilacijski kanali veći nego u uljnim transformatorima.

Suhi transformatori se proizvode s namotima sa staklenom izolacijom klase otpornosti na toplinu B (TSZ), kao i sa izolacijom na silikonskim lakovima klase N (TSZK). Kako bi se smanjila higroskopnost, namoti su impregnirani posebnim lakovima. Korištenje stakloplastike ili azbesta kao izolacije za namote može značajno povećati radnu temperaturu namota i postići praktički vatrostalnu instalaciju. Ovo svojstvo suhih transformatora omogućuje njihovu upotrebu za ugradnju unutar suhih prostorija u slučajevima kada je osiguravanje požarne sigurnosti instalacije odlučujući čimbenik. Ponekad se suhi transformatori zamjenjuju skupljim i teškim za proizvodnju suhim transformatorima.

Suhi transformatori imaju nešto veće ukupne dimenzije i težinu (TSZ transformator) i manju sposobnost preopterećenja od uljnih, a koriste se za rad u zatvorenim prostorima s relativnom vlagom zraka do 80%. Prednosti suhih transformatora uključuju njihovu sigurnost od požara (bez ulja), usporednu jednostavnost dizajna i relativno niske troškove rada.

Podjela strujnih transformatora

Strujni transformatori se klasificiraju prema različitim kriterijima:

1. Prema svojoj namjeni, strujni transformatori se mogu podijeliti na mjerne (TOL-SESH-10, TLM-10), zaštitne, srednje (za uključivanje mjernih instrumenata u strujne krugove relejne zaštite, za izjednačavanje struja u krugovima diferencijalne zaštite, itd.) i laboratorijski (visoka točnost, kao i s mnogo omjera transformacije).

2. Prema vrsti instalacije razlikuju se strujni transformatori:
a) za vanjsku ugradnju, ugrađen u otvorena razvodna postrojenja (TLK-35-2.1 UHL1);
b) za unutarnju ugradnju;
c) ugrađeni u električne uređaje i strojeve: sklopke, transformatore, generatore i dr.;
d) nadzemni - postavljen na vrhu čahure (npr. na visokonaponskom ulazu energetskog transformatora);
e) prijenosni (za kontrolna mjerenja i laboratorijska ispitivanja).

3. Prema izvedbi primarnog namota strujni transformatori se dijele:
a) s više zavoja (zavojnica, petljasti namot i osmica);
b) jednookretni (štap);
c) gume (TSh-0,66).

4. Prema načinu ugradnje strujni transformatori za unutarnju i vanjsku ugradnju dijele se:
a) kontrolne točke (TPK-10, TPL-SESH-10);
b) podrška (TLK-10, TLM-10).

5. Na temelju izolacije strujni transformatori se mogu podijeliti u skupine:
a) sa suhom izolacijom (porculan, bakelit, lijevana epoksidna izolacija itd.);
b) s papirno-uljnom izolacijom i s kondenzatorskom papirno-uljnom izolacijom;
c) ispunjen spojem.

6. Prema broju stupnjeva transformacije razlikuju se strujni transformatori:
a) jednostupanjski;
b) dvostupanjski (kaskadni).

7. Transformatori se klasificiraju prema radnom naponu:
a) za nazivni napon iznad 1000 V;
b) za nazivni napon do 1000 V.

U oznaku tipa strujnog transformatora, koja se sastoji od abecednog i digitalnog dijela, upisuje se kombinacija različitih klasifikacijskih karakteristika.

Strujni transformatori karakterizirani su nazivnom strujom, naponom, razredom točnosti i izvedbom. Na naponu od 6-10 kV izrađuju se kao potporni i prolazni namoti s jednim ili dva sekundarna namota klase točnosti 0,2; 0,5; 1 i 3. Klasa točnosti označava najveću pogrešku koju strujni transformator unosi u rezultate mjerenja. Transformatori razreda točnosti 0,2, koji imaju minimalnu pogrešku, koriste se za laboratorijska mjerenja, 0,5 - za napajanje mjerača, 1 i 3 - za napajanje strujnih namota releja i tehničkih mjernih instrumenata. Za siguran rad, sekundarni namoti moraju biti uzemljeni i ne smiju imati otvoreni krug.
Pri ugradnji razvodnih uređaja s naponom od 6-10 kV koriste se strujni transformatori s lijevanom i porculanskom izolacijom, a za napone do 1000 V - s lijevanom, pamučnom i porculanskom izolacijom.

Primjer je referentni strujni transformator s 2 namota TOL-SESH-10 s lijevanom izolacijom za nazivni napon od 10 kV, izvedbena verzija 11, sa sekundarnim namotima:

Za spajanje mjernih krugova, s klasom točnosti 0,5 i opterećenjem 10 VA;
- za spajanje zaštitnih krugova, klase točnosti 10P i opterećenja 15 VA;

Za nazivnu primarnu struju od 150 ampera, nazivnu sekundarnu struju od 5 ampera, klimatsku izmjenu "U", kategoriju postavljanja 2 prema GOST 15150-69 prilikom narudžbe za proizvodnju od JSC VolgaEnergoKomplekt:

TOL-SESH-10-11-0.5/10R-10/15-150/5 U2 - s nazivnom primarnom strujom - 150A, sekundarnom - 5A.

Rad transformatora temelji se na pojavi međusobne indukcije. Ako je primarni namot transformatora spojen na izvor izmjenične struje, tada će kroz njega teći izmjenična struja, što će stvoriti izmjenični magnetski tok u jezgri transformatora. Ovaj magnetski tok, koji prodire kroz zavoje sekundarnog namota, inducirat će u njemu elektromotornu silu (EMS). Ako je sekundarni namot kratko spojen s bilo kojim prijamnikom energije, tada će pod utjecajem induciranog EMF-a struja početi teći kroz ovaj namot i kroz prijamnik energije.

Istodobno će se u primarnom namotu pojaviti i struja opterećenja. Tako se električna energija, transformirajući se, prenosi iz primarne mreže u sekundarnu na naponu za koji je projektiran prijamnik energije spojen na sekundarnu mrežu.

Kako bi se poboljšala magnetska veza između primarnog i sekundarnog namota, oni se postavljaju na čeličnu magnetsku jezgru. Namoti su izolirani jedan od drugoga i od magnetskog kruga. Namot višeg napona naziva se namot visokog napona (VN), a namot nižeg napona naziva se namot niskog napona (NN). Namot spojen na mrežu izvora električne energije naziva se primarnim; namot iz kojeg se energija dovodi do prijemnika je sekundarni.

Tipično, naponi primarnog i sekundarnog namota nisu isti. Ako je napon primara manji od napona sekundara, transformator se naziva pojačani, ako je veći od sekundara, naziva se silazni. Bilo koji transformator može se koristiti i kao transformator za povećanje i za smanjenje. Step-up transformatori koriste se za prijenos električne energije na velike udaljenosti, a step-down transformatori koriste se za njezinu distribuciju između potrošača.

U transformatorima s tri namota, tri namota međusobno izolirana postavljena su na magnetsku jezgru. Takav transformator, napajan iz jednog od namota, omogućuje primanje dvaju različitih napona i opskrbu električnom energijom dviju različitih skupina prijamnika. Osim namota visokog i niskog napona, transformator s tri namota ima namot srednjeg napona (SN).

Namoti transformatora imaju pretežno cilindrični oblik, izrađeni su od okrugle izolirane bakrene žice pri malim strujama, a od pravokutnih bakrenih šipki pri velikim strujama.

Niskonaponski namot nalazi se bliže magnetskoj jezgri, jer ga je lakše izolirati od njega nego visokonaponski namot.

Niskonaponski namot izoliran je od šipke slojem nekog izolacijskog materijala. Ista izolacijska brtva postavljena je između namota visokog i niskog napona.

Kod cilindričnih namota preporučljivo je poprečnom presjeku magnetske jezgre dati okrugli oblik tako da u području koje pokrivaju namoti ne ostanu nemagnetski razmaci. Što su manji nemagnetski razmaci, to je manja duljina zavoja namota, a time i masa bakra za određenu površinu poprečnog presjeka čelične šipke.

Međutim, teško je proizvesti okrugle šipke. Magnetska jezgra je sastavljena od tankih čeličnih limova, a za dobivanje okrugle šipke bio bi potreban veliki broj čeličnih limova različitih širina, a to bi zahtijevalo izradu mnogo matrica. Stoga u transformatorima velike snage šipka ima stepenasti presjek s brojem koraka ne većim od 15-17. Broj koraka u presjeku štapa određen je brojem kutova u jednoj četvrtini kruga. Jaram magnetskog kruga, odnosno onaj njegov dio koji povezuje šipke, također ima stepenasti presjek.

Za bolje hlađenje, ventilacijski kanali ugrađeni su u magnetske jezgre, kao iu namote snažnih transformatora, u ravninama paralelnim i okomitim na ravninu čeličnih limova.
U transformatorima male snage, površina poprečnog presjeka žice je mala, a namoti su pojednostavljeni. Magnetske jezgre takvih transformatora imaju pravokutni presjek.

Ocjene transformatora

Korisna snaga za koju je transformator projektiran prema uvjetima grijanja, odnosno snaga njegovog sekundarnog namota pri punom (nazivnom) opterećenju naziva se nazivna snaga transformatora. Ova snaga se izražava u jedinicama prividne snage - volt-amperima (VA) ili kilovolt-amperima (kVA). Djelatna snaga transformatora izražava se u vatima ili kilovatima, tj. snaga koja se može pretvoriti iz električne u mehaničku, toplinsku, kemijsku, svjetlosnu itd. Presjeci žica namota i svih dijelova transformatora, kao kao i svaki električni aparat ili električni stroj, nisu određeni aktivnom komponentom struje ili aktivnom snagom, već ukupnom strujom koja teče kroz vodič i, prema tome, ukupnom snagom. Sve ostale vrijednosti koje karakteriziraju rad transformatora u uvjetima za koje je projektiran također se nazivaju nominalnim.

Svaki transformator je opremljen oklopom od materijala koji nije podložan atmosferskim utjecajima. Pločica je pričvršćena na spremnik transformatora na vidljivom mjestu i sadrži svoje podatke o nazivnim svojstvima, koji su ugravirani, ugravirani, utisnuti ili na drugi način kako bi se osigurala trajnost znakova. Na ploči transformatora navedeni su sljedeći podaci:

1. Marka proizvođača.
2. Godina proizvodnje.
3. Serijski broj.
4. Oznaka tipa.
5. Broj norme kojoj odgovara proizvedeni transformator.
6. Nazivna snaga (kVA). (Za tri namota, označite snagu svakog namota.)
7. Nazivni naponi i naponi grana namota (V ili kV).
8. Nazivne struje svakog namota (A).
9. Broj faza.
10. Frekvencija struje (Hz).
11. Shema i spojna skupina namota transformatora.
12. Napon kratkog spoja (%).
13. Vrsta instalacije (unutarnja ili vanjska).
14. Metoda hlađenja.
15. Ukupna masa transformatora (kg ili t).
16. Masa ulja (kg ili t).
17. Masa aktivnog dijela (kg ili t).
18. Promijenite položaje označene na pogonu.

Za transformator s umjetnim zračnim hlađenjem njegova se snaga dodatno prikazuje kada je hlađenje isključeno. Serijski broj transformatora također je utisnut na spremniku ispod oklopa, na poklopcu blizu VN ulaza faze A i na lijevom kraju gornje prirubnice nosača jarma magnetskog kruga. Simbol transformatora sastoji se od slovnog i digitalnog dijela. Slova znače sljedeće:

T - trofazni,
O - jednofazni,
M - prirodno hlađenje uljem,
D - hlađenje ulja mlazom (umjetni zrak i prirodna cirkulacija ulja),
C - hlađenje ulja s prisilnom cirkulacijom ulja kroz hladnjak vode,
DC - ulje s mlazom i prisilnom cirkulacijom ulja,
G - transformator otporan na grom,
H na kraju oznake - transformator s regulacijom napona pod opterećenjem,
H na drugom mjestu - ispunjen nezapaljivim tekućim dielektrikom,
T na trećem mjestu je transformator s tri namota.

Prvi broj nakon oznake slova transformatora pokazuje nazivnu snagu (kVA), drugi broj - nazivni napon VN namota (kV). Dakle, tip TM 6300/35 označava trofazni dvonamotni transformator s prirodnim uljnim hlađenjem snage 6300 kVA i VN napona namota 35 kV. Slovo A u oznaci tipa transformatora označava autotransformator. U oznaci autotransformatora s tri namota slovo A stavlja se na prvo ili na zadnje mjesto. Ako je strujni krug autotransformatora glavni (namoti VN i SN čine autotransformator, a namot NN je dodatni), prvo se stavlja slovo A; ako je strujni krug autotransformatora dodatni, slovo A se stavlja zadnje.

Transformator je neizostavan uređaj u elektrotehnici.

Bez njega energetski sustav u sadašnjem obliku ne bi mogao postojati.

Ovi elementi također su prisutni u mnogim električnim uređajima.

Oni koji ih žele bolje upoznati pozvani su u ovaj članak, čija je tema transformator: princip rada i vrste uređaja, kao i njihova svrha.

Ovo je naziv za uređaj koji mijenja veličinu izmjeničnog električnog napona. Postoje sorte koje mogu promijeniti njegovu učestalost.

Mnogi uređaji opremljeni su takvim uređajima, a koriste se i samostalno.

Na primjer, instalacije koje povećavaju napon za prijenos struje duž električnih autocesta.

Oni podižu napon koji stvara elektrana na 35 - 750 kV, što daje dvostruku korist:

• gubici u žicama su smanjeni;
• potrebne su manje žice.

U gradskim električnim mrežama napon se ponovno smanjuje na 6,1 kV, ponovno koristeći. U distribucijskim mrežama koje distribuiraju električnu energiju potrošačima napon se smanjuje na 0,4 kV (to je uobičajeni 380/).

Princip rada

Rad transformatorskog uređaja temelji se na fenomenu elektromagnetske indukcije, koji se sastoji od sljedećeg: kada se mijenjaju parametri magnetskog polja koje prolazi kroz vodič, u potonjem se javlja EMF (elektromotorna sila). Vodič u transformatoru je prisutan u obliku zavojnice ili namota, a ukupna emf jednaka je zbroju emf svakog zavoja.

Za normalan rad potrebno je isključiti električni kontakt između zavoja, stoga se koristi žica u izolacijskom omotaču. Ova zavojnica se naziva sekundar.

Magnetsko polje potrebno za stvaranje EMF-a u sekundarnoj zavojnici stvara druga zavojnica. Spojen je na izvor struje i naziva se primarnim. Rad primarne zavojnice temelji se na činjenici da kada struja teče kroz vodič, oko njega nastaje elektromagnetsko polje, a ako se namota u zavojnicu, ono se pojačava.

Kako radi transformator?

Kada struji kroz zavojnicu, parametri elektromagnetskog polja se ne mijenjaju i ono ne može izazvati EMF u sekundarnom svitku. Stoga transformatori rade samo s izmjeničnim naponom.

Na prirodu pretvorbe napona utječe omjer broja zavoja u namotima - primarni i sekundarni. Označava se "Kt" - koeficijent transformacije. Zakon je na snazi:

Kt = W1 / W2 = U1 / U2,

• W1 i W2 - broj zavoja u primarnom i sekundarnom namotu;
• U1 i U2 - napon na njihovim stezaljkama.

Stoga, ako ima više zavoja u primarnoj zavojnici, tada je napon na stezaljkama sekundarne zavojnice manji. Takav uređaj se naziva step-down uređaj, njegov Kt je veći od jedan. Ako u sekundarnom svitku ima više zavoja, transformator povećava napon i naziva se transformator za povećanje. Njegov Kt je manji od jedan.

Veliki energetski transformator

Ako zanemarimo gubitke (idealni transformator), onda iz zakona održanja energije slijedi:

P1 = P2,

gdje su P1 i P2 trenutna snaga u namotima.

Jer P=U*I, dobivamo:

• U1 * I1 = U2 * I2;
• I1 = I2 * (U2 / U1) = I2 / Kt.

To znači:

• u primarnom svitku silaznog uređaja (Kt > 1) teče struja manje jakosti nego u sekundarnom krugu;
• s pojačanim transformatorima (Kt< 1) все наоборот: сила тока в первичной катушке выше, чем в цепи вторичной.

Ova se okolnost uzima u obzir pri odabiru poprečnog presjeka žica za namote uređaja.

Oblikovati

Namoti transformatora postavljeni su na magnetsku jezgru - dio izrađen od feromagnetskog, transformatorskog ili drugog mekog magnetskog čelika. Služi kao vodič elektromagnetskog polja od primarne zavojnice do sekundarne zavojnice.

Pod utjecajem izmjeničnog magnetskog polja nastaju i struje u magnetskom krugu - nazivaju se vrtložne struje. Te struje dovode do gubitaka energije i zagrijavanja magnetskog kruga. Potonji se, kako bi se ova pojava svela na najmanju moguću mjeru, sastoji od mnogo ploča koje su međusobno izolirane.

Zavojnice su postavljene na magnetski krug na dva načina:

• blizu;
• navijte jednu na drugu.

Namoti za mikrotransformatore izrađeni su od folije debljine 20 - 30 mikrona. Kao rezultat oksidacije, njegova površina postaje dielektrik i igra ulogu izolacije.

Dizajn transformatora

U praksi je nemoguće postići omjer P1 = P2 zbog tri vrste gubitaka:

1. disipacija magnetskog polja;
2. zagrijavanje žica i magnetskog kruga;
3. histereza.

Gubici zbog histereze su troškovi energije za reverziju magnetizacije magnetskog kruga. Smjer linija elektromagnetskog polja stalno se mijenja. Svaki put morate svladati otpor dipola u strukturi magnetskog kruga, poredanih na određeni način u prethodnoj fazi.

Nastoje smanjiti gubitke zbog histereze korištenjem različitih dizajna magnetskih jezgri.

Dakle, u stvarnosti su vrijednosti P1 i P2 različite, a omjer P2 / P1 naziva se učinkovitost uređaja. Za njegovo mjerenje koriste se sljedeći načini rada transformatora:

• prazan hod;
• kratko spojen;
• s opterećenjem.

U nekim vrstama transformatora koji rade s naponom visoke frekvencije nema magnetskog kruga.

Način mirovanja

Primarni namot spojen je na izvor struje, a sekundarni krug je otvoren. Ovim spojem u zavojnici teče struja praznog hoda, koja uglavnom predstavlja jalovu struju magnetiziranja.

Ovaj način vam omogućuje da odredite:

• Učinkovitost uređaja;
• omjer transformacije;
• gubici u magnetskom krugu (jezikom stručnjaka - gubici u čeliku).

Strujni krug transformatora u stanju mirovanja

Način rada kratkog spoja

Stezaljke sekundarnog namota su zatvorene bez opterećenja (kratko spojene), tako da je struja u krugu ograničena samo njegovim otporom. Napon se dovodi na primarne kontakte tako da struja u krugu sekundarnog namota ne prelazi nazivnu.

Ova veza vam omogućuje određivanje gubitaka grijanja namota (gubici bakra). Ovo je neophodno pri implementaciji krugova koji koriste aktivni otpor umjesto pravog transformatora.

Način opterećenja

U tom stanju potrošač je spojen na stezaljke sekundarnog namota.

Hlađenje

Tijekom rada transformator se zagrijava.

Koriste se tri metode hlađenja:

1. prirodni: za modele male snage;
2. prisilni zrak (puhanje ventilatora): modeli srednje snage;
3. snažni transformatori se hlade tekućinom (uglavnom uljem).

Uređaj hlađen uljem

Vrste transformatora

Uređaji se klasificiraju prema namjeni, vrsti magnetskog kruga i snazi.

Energetski transformatori

Najbrojnija skupina. To uključuje sve transformatore koji rade u električnoj mreži.

Autotransformator

Ovaj tip ima električni kontakt između primarnog i sekundarnog namota. Prilikom namotavanja žice donosi se nekoliko zaključaka - pri prebacivanju između njih koristi se različiti broj zavoja, što mijenja omjer transformacije.

• Povećana učinkovitost. To se objašnjava činjenicom da se samo dio snage pretvara. Ovo je osobito važno kada je razlika između ulaznog i izlaznog napona mala.
• Niska cijena. To je zbog manje potrošnje čelika i bakra (autotransformator ima kompaktne dimenzije).

Ovi uređaji su pogodni za korištenje u mrežama s naponima od 110 kV ili više s učinkovitim uzemljenjem na Kt ne višim od 3-4.

Strujni transformator

Koristi se za smanjenje struje u primarnom namotu spojenom na izvor napajanja. Uređaj se koristi u sustavima zaštite, mjerenja, signalizacije i upravljanja. Prednost u usporedbi s mjernim krugovima šanta je prisutnost galvanske izolacije (nema električnog kontakta između namota).

Primarna zavojnica spojena je na krug izmjenične struje - ispituje se ili kontrolira - s opterećenjem u seriju. Pokretni indikatorski uređaj, na primjer, relej ili mjerni uređaj spojen je na stezaljke sekundarnog namota.

Strujni transformator

Dopušteni otpor u krugu sekundarne zavojnice ograničen je na male vrijednosti - gotovo kratki spoj. Za većinu strujnih zavojnica, nazivna struja u ovoj zavojnici je 1 ili 5 A. Kada se krug otvori, u njemu se stvara visoki napon koji može probiti izolaciju i oštetiti priključene uređaje.

Pulsni transformator

Radi s kratkim impulsima, čije se trajanje mjeri u desecima mikrosekundi. Oblik pulsa praktički nije iskrivljen. Uglavnom se koristi u video sustavima.

Transformator za zavarivanje

Ovaj uređaj:

• smanjuje napetost;
• dizajniran za nazivnu struju u krugu sekundarnog namota do tisuća ampera.

Struju zavarivanja možete regulirati promjenom broja zavoja namota uključenih u proces (imaju nekoliko terminala). U tom se slučaju mijenja vrijednost induktivne reaktancije ili sekundarnog napona otvorenog kruga. Pomoću dodatnih priključaka, namoti su podijeljeni u dijelove, stoga se struja zavarivanja podešava u koracima.

Dimenzije transformatora uvelike ovise o frekvenciji izmjenične struje. Što je viši, to će uređaj biti kompaktniji.

Transformator za zavarivanje TDM 70-460

Dizajn modernih inverterskih strojeva za zavarivanje temelji se na ovom principu. U njima se izmjenična struja obrađuje prije nego što se dovede u transformator:

• ispravljeno pomoću diodnog mosta;
• u pretvaraču - elektroničkoj jedinici upravljanoj mikroprocesorom s tranzistorima s brzim prebacivanjem ključa - ponovno postaje varijabilna, ali s frekvencijom od 60 - 80 kHz.

Zato su ovi aparati za zavarivanje tako lagani i mali.

Preklopni tip napajanja također se koristi, na primjer, u osobnim računalima.

Izolacijski transformator

Ovaj uređaj nužno ima galvansku izolaciju (nema električnog kontakta između primarnog i sekundarnog namota), a Kt je jednak jedan. To jest, izolacijski transformator ostavlja napon nepromijenjen. Potrebno je poboljšati sigurnost veze.

Dodirivanje elemenata pod naponom opreme spojene na mrežu preko takvog transformatora neće dovesti do ozbiljnog strujnog udara.

U svakodnevnom životu ovaj način spajanja električnih uređaja prikladan je u vlažnim prostorijama - u kupaonicama itd.

Osim energetskih transformatora, postoje transformatori za razdvajanje signala. Ugrađuju se u električni krug za galvansku izolaciju.

Magnetske jezgre

Postoje tri vrste:

1. Štap. Izrađen u obliku šipke sa stepenastim dijelom. Karakteristike ostavljaju mnogo želja, ali ih je lako implementirati.
2. Oklopljeni. Oni bolje provode magnetsko polje od štapnih, a osim toga štite namote od mehaničkih utjecaja. Nedostatak: visoka cijena (zahtijeva puno čelika).
3. Toroidalni. Najučinkovitiji tip: stvaraju jednolično koncentrirano magnetsko polje, što pomaže smanjiti gubitke. Transformatori s toroidnom magnetskom jezgrom imaju najveću učinkovitost, ali su skupi zbog složenosti proizvodnje.

Vlast

Snaga se obično označava u volt-amperima (VA). Prema ovom kriteriju, uređaji se klasificiraju na sljedeći način:

• male snage: manje od 100 VA;
• prosječna snaga: nekoliko stotina VA;

Postoje instalacije velike snage, mjerene u tisućama VA.

Transformatori se razlikuju po namjeni i karakteristikama, ali njihov princip rada je isti: izmjenično magnetsko polje koje stvara jedan namot pobuđuje EMF u drugom, čija veličina ovisi o broju zavoja.

Potreba za pretvorbom napona javlja se vrlo često, zbog čega se transformatori široko koriste. Ovaj uređaj se može napraviti samostalno.

Princip rada transformatora temelji se na poznatom zakonu međusobne indukcije. Ako uključite primarni namot ovog, tada će izmjenična struja početi teći kroz ovaj namot. Ova struja će stvoriti izmjenični magnetski tok u jezgri. Taj će magnetski tok početi prodirati u zavoje sekundarnog namota transformatora. Na ovom namotu će se inducirati izmjenična EMF (elektromotorna sila). Ako spojite (kratko spojite) sekundarni namot na neku vrstu prijemnika električne energije (na primjer, na konvencionalnu žarulju sa žarnom niti), tada će pod utjecajem inducirane elektromotorne sile izmjenična električna struja teći kroz sekundarni namot do prijemnik.

Istodobno, struja opterećenja će teći kroz primarni namot. To znači da će se električna energija transformirati i prenositi iz sekundarnog namota u primarni namot pri naponu za koji je projektirano opterećenje (tj. prijemnik električne energije spojen na sekundarnu mrežu). Princip rada transformatora temelji se na ovoj jednostavnoj interakciji.

Kako bi se poboljšao prijenos magnetskog toka i ojačala magnetska spojka, namot transformatora, i primarni i sekundarni, postavljen je na posebnu čeličnu magnetsku jezgru. Namoti su izolirani i od magnetskog kruga i jedni od drugih.

Princip rada transformatora ovisi o naponu namota. Ako je napon sekundarnog i primarnog namota isti, bit će jednak jedinici i tada se gubi sam smisao transformatora kao pretvarača napona u mreži. Odvojeni silazni i pojačani transformatori. Ako je primarni napon manji od sekundarnog, tada će se takav električni uređaj zvati podizni transformator. Ako je sekundarni manji, onda prema dolje. Međutim, isti transformator može se koristiti i kao transformator za povećanje i za smanjenje. Step-up transformator se koristi za prijenos energije na različite udaljenosti, za tranzit i druge stvari. Step-down se koriste uglavnom za preraspodjelu električne energije između potrošača. Izračun se obično vrši uzimajući u obzir njegovu naknadnu upotrebu kao snižavanje ili povećanje napona.

Kao što je gore spomenuto, princip rada transformatora je prilično jednostavan. Međutim, postoje neki zanimljivi detalji u njegovom dizajnu.

U transformatorima s tri namota, tri izolirana namota postavljena su na magnetsku jezgru. Takav transformator može primiti dva različita napona i odašiljati energiju na dvije skupine prijemnika električne energije odjednom. U ovom slučaju kažu da transformator s tri namota osim niskonaponskih namota ima i srednjonaponski namot.

Namoti transformatora su cilindričnog oblika i potpuno su međusobno izolirani. S takvim namotom, poprečni presjek šipke će imati okrugli oblik kako bi se smanjili nemagnetizirani razmaci. Što je manje takvih praznina, to je manja masa bakra, a time i masa i cijena transformatora.

Otkrićem i početkom industrijske uporabe električne energije pojavila se potreba za stvaranjem sustava za njezinu pretvorbu i isporuku potrošačima. Tako su se pojavili transformatori, o čijem će se principu rada raspravljati.

Njihovoj pojavi prethodilo je otkriće fenomena elektromagnetske indukcije velikog engleskog fizičara Michaela Faradaya prije gotovo 200 godina. Kasnije su on i njegov američki kolega D. Henry nacrtali dijagram budućeg transformatora.

Faradayev transformator

Prvo utjelovljenje ideje u željezu dogodilo se 1848. godine stvaranjem indukcijskog svitka od strane francuskog mehaničara G. Ruhmkorffa. Svoj doprinos dali su i ruski znanstvenici. Godine 1872. profesor Moskovskog sveučilišta A. G. Stoletov otkrio je petlju histereze i opisao strukturu feromagneta, a 4 godine kasnije, izvanredni ruski izumitelj P. N. Yablochkov dobio je patent za izum prvog transformatora izmjenične struje.

Kako transformator radi i kako radi

Transformatori su naziv za ogromnu “obitelji” koja uključuje jednofazne, trofazne, silazne, pojačane, mjerne i mnoge druge vrste transformatora. Njihova je glavna svrha pretvoriti jedan ili više napona izmjenične struje u drugi na temelju elektromagnetske indukcije pri konstantnoj frekvenciji.

Dakle, ukratko, kako radi najjednostavniji jednofazni transformator. Sastoji se od tri glavna elementa - primarnog i sekundarnog namota i magnetskog kruga koji ih spaja u jednu cjelinu, na koju su, takoreći, nanizani. Izvor je spojen isključivo na primarni namot, dok sekundarni namot oduzima i prenosi već promijenjeni napon potrošaču.

Primarni namot spojen na mrežu stvara izmjenično elektromagnetsko polje u magnetskom krugu i formira magnetski tok, koji počinje cirkulirati između namota, inducirajući u njima elektromotornu silu (EMS). Njegova vrijednost ovisi o broju zavoja u namotima. Na primjer, za smanjenje napona potrebno je da u primarnom namotu bude više zavoja nego u sekundaru. Na ovom principu rade silazni i pojačani transformatori.

Važna značajka dizajna transformatora je da magnetska jezgra ima čeličnu strukturu, a namoti, obično cilindričnog oblika, izolirani su od nje, nisu izravno povezani jedni s drugima i imaju svoje oznake.

Naponski transformatori

Ovo je možda najbrojnija vrsta obitelji transformatora. Ukratko, njihova je glavna funkcija učiniti energiju proizvedenu u elektranama dostupnom za potrošnju različitim uređajima. U tu svrhu postoji sustav prijenosa električne energije koji se sastoji od transformatorskih trafostanica i dalekovoda.

Prvo, električna energija proizvedena u elektrani dovodi se u transformatorsku trafostanicu (na primjer, od 12 do 500 kV). To je neophodno kako bi se nadoknadili neizbježni gubici električne energije tijekom prijenosa na velike udaljenosti.

Sljedeća faza je snizna trafostanica, odakle se električna energija preko niskonaponskog voda dovodi do silaznog transformatora, a zatim do potrošača u obliku napona od 220 V.

Ali rad transformatora tu ne završava. Većina kućanskih električnih uređaja oko nas - računala, televizori, pisači, automatske perilice rublja, hladnjaci, mikrovalne pećnice, DVD-i, pa čak i štedne žarulje imaju transformatore s nižim stupnjem. Primjer pojedinačnog “džepnog” transformatora je punjač za mobilni telefon (pametni telefon).

Ogromna raznolikost suvremenih elektroničkih uređaja i funkcija koje obavljaju odgovaraju mnogim različitim vrstama transformatora. Ovo nije njihov potpuni popis: energetski, pulsni, zavarivanje, odvajanje, usklađivanje, rotirajući, trofazni, vršni transformatori, strujni transformatori, toroidalni, štapni i oklopni.

Što su oni, transformatori budućnosti?

Industrija transformatora smatra se prilično konzervativnom. No, mora računati i na revolucionarne promjene u području elektrotehnike, gdje se nanotehnologija sve glasnije javlja. Kao i mnogi drugi uređaji, postupno postaju pametniji.

U tijeku je aktivna potraga za novim konstrukcijskim materijalima - izolacijskim i magnetskim - koji mogu osigurati veću pouzdanost transformatorske opreme. Jedan od smjerova mogao bi biti korištenje amorfnih materijala, što će značajno povećati njegovu sigurnost od požara i pouzdanost.

Pojavit će se protueksplozijski i vatrootporni transformatori u kojima će klorirani bifenili, koji se koriste za impregniranje električnih izolacijskih materijala, biti zamijenjeni netoksičnim tekućim, ekološki prihvatljivim dielektricima.

Primjer za to su SF6 energetski transformatori, gdje funkciju rashladne tekućine obavlja nezapaljivi SF6 plin, sumporov heksafluorid, umjesto nimalo sigurnog transformatorskog ulja.

Pitanje je vremena za stvaranje “pametnih” elektroenergetskih mreža opremljenih poluvodičkim poluprovodničkim transformatorima s elektroničkim upravljanjem, uz pomoć kojih će biti moguće regulirati napon ovisno o potrebama potrošača, posebice spajati obnovljive i industrijske izvore napajanja u kućnu mrežu ili, obrnuto, isključite nepotrebne kada nisu potrebni.

Još jedno obećavajuće područje su niskotemperaturni supravodljivi transformatori. Rad na njihovom stvaranju započeo je još 60-ih godina. Glavni problem s kojim se suočavaju znanstvenici je ogromna veličina kriogenih sustava potrebnih za proizvodnju tekućeg helija. Sve se promijenilo 1986. godine kada su otkriveni visokotemperaturni supravodljivi materijali. Zahvaljujući njima, postalo je moguće napustiti glomazne rashladne uređaje.

Supravodljivi transformatori imaju jedinstvenu kvalitetu: pri velikim gustoćama struje gubici u njima su minimalni, ali kada struja dosegne kritične vrijednosti, otpor od nulte razine naglo raste.