Bei einem typischen Transformator sind die Primär- und Sekundärwicklungen konzentrisch auf eine einzelne Eisenkernsäule gewickelt, wobei die Niederspannungswicklung innen und die Hochspannungswicklung außen liegt. (Im Gegensatz dazu sind die Primär- und Sekundärwicklung eines Schweißmaschinentransformators auf separaten Eisenkernsäulen montiert.)
Wenn ein Transformator unter Last betrieben wird, muss mit zunehmendem Sekundärstrom auch der Primärstrom entsprechend ansteigen, um einen konstanten Hauptmagnetfluss im Eisenkern aufrechtzuerhalten und den Sekundärstrom auszugleichen.
Die sekundäre Wirkleistung eines Transformators wird im Allgemeinen wie folgt berechnet: Nennkapazität des Transformators (KVA) × 0,8 (Leistungsfaktor des Transformators)=KW.
Zu den Leistungstransformatoren gehören hauptsächlich:
A. Ein Trockenmittel (Kieselgelkartusche): Dieses enthält Kieselgel. Das Isolieröl im Ölausdehnungsgefäß (Öltank) ist über das Trockenmittel mit der Atmosphäre verbunden. Das Trockenmittel absorbiert Feuchtigkeit und Verunreinigungen aus der Luft, um eine gute Isolationsleistung der internen Wicklungen des Transformators aufrechtzuerhalten. Eine Verfärbung oder Verschlechterung des Kieselgels kann leicht zu Verstopfungen führen.
B. Ölstandsanzeige: Zeigt den Ölstand des Transformators an, im Allgemeinen etwa +20 Grad. Wenn zu hoch, Öl ablassen; wenn zu niedrig, Öl hinzufügen. Im Winter, wenn die Temperaturen niedrig sind und die Last gering ist, ist die Änderung des Ölstands minimal oder kann leicht sinken. Im Sommer steigt bei hoher Belastung die Öltemperatur und auch der Ölstand steigt leicht an; beides ist normal.
C. Öltank: Reguliert den Ölstand im Tank und verhindert eine schnelle Oxidation des Transformatoröls. Es hat oben ein Einfüllloch.
D. Explosionssicheres Rohr: Verhindert plötzliche Druckstöße im Tank, die eine Explosion verursachen könnten.
E. Signalthermometer: Überwacht die Betriebstemperatur des Transformators und sendet ein Signal. Sie gibt die Temperatur der oberen Ölschicht im Transformator an. Die Temperatur der Transformatorspule sollte 10 Grad höher sein als die Öltemperatur der oberen Schicht. Nationale Normen schreiben vor, dass die maximale Betriebstemperatur der Transformatorwicklungen 105 Grad beträgt (dh bei einer Umgebungstemperatur von 40 Grad) und die Temperatur der oberen Schicht 95 Grad nicht überschreiten sollte. Im Allgemeinen wird empfohlen, die überwachte Temperatur (Öltemperatur der oberen Schicht) auf oder unter 85 Grad einzustellen.
F. Stufenschalter: Ändert das Spannungsverhältnis durch Ändern der Anzapfungen der Hochspannungswicklung und Erhöhen oder Verringern der Anzahl der Wicklungswindungen.
Da U1/U2=W1/W2 und U1W2=U2W1,
daher U2=U1W2/W1.
Bei den meisten Transformatoren handelt es sich um Stufenschalter ohne Last, die für den Betrieb einen Stromausfall erfordern. Sie sind typischerweise in drei Bereichen erhältlich: +5 %, 0 % und -5 % (Primärspannung 10,5 kV, 10 kV, 0,95 kV; sekundäre Spannung 380 V, 400 V, 420 V). In der Regel sind sie werksseitig auf Bereich II eingestellt.
G. Gassignalrelais: (Gasrelais) Bietet Schutz vor leichten und schweren Gassignalen. Der obere Kontakt dient für ein leichtes Gassignal, das im Allgemeinen zu Alarmzwecken verwendet wird, um einen abnormalen Transformatorbetrieb anzuzeigen. Der untere Kontakt ist für ein Schwergassignal vorgesehen, das bei Aktivierung ein Signal sendet und gleichzeitig den Leistungsschalter auslöst, die Auslösekarte fallen lässt und einen Alarm auslöst. Im Allgemeinen zeigt ein mit Öl gefülltes Gasrelais an, dass kein Gas vorhanden ist. Wenn sich im Öltank Gas befindet, gelangt es in das Gasrelais, und wenn es einen bestimmten Füllstand erreicht, verdrängt das Gas das gespeicherte Öl, wodurch die Kontakte aktiviert werden.
Beim Öffnen der Gasrelaisabdeckung kommen oben zwei Einstellstangen zum Vorschein; Durch Abschrauben einer Kappe wird das Gas aus dem Relais freigesetzt. Die andere Einstellstange ist die Testtaste für den Schutzbetrieb. Beim Arbeiten auf spannungsführenden Oberflächen müssen isolierte Handschuhe getragen werden und auf Sicherheit muss Wert gelegt werden.