סוגים שונים של שנאים ויישומים

 

פונקציות ליבה

המרת מתח:מתאים את רמות המתח כך שיתאימו למערכות רשת שונות או לדרישות מכשירים.

בידוד חשמלי:מונע התפשטות תקלות בין מעגלים ראשוניים ומשניים, ומשפר את הבטיחות.

יעילות העברה:העברת מתח גבוה מפחיתה את זרם הקו ואובדן האנרגיה, ומשפרת את היעילות הכללית.

 

 סיווג לפי רמת מתח

1. שנאי כוח

סיווג לפי מטרה ופונקציה

 

1. שנאי כוח

הַגדָרָה:משמש ברשתות חשמל כדי לצעוד מתח למעלה או למטה (בדרך כלל מעל 33kV); קיבולת גבוהה ומעוצבת להפעלה רציפה.

יישומים:תחנות כוח, תחנות משנה, קווי העברה בין-פרובינציים, אזורי תעשייה גדולים.

יתרונות:יעילות גבוהה (עד 99%) תומכת בזרם גבוה וכוח גבוה, חיי שירות ארוכים.

חסרונות:מערכות קירור מגושמות, יקרות ומורכבות.

 

2. שנאי הפצה

הַגדָרָה:הפוך מתח בינוני למטה (10–35kV) למתח נמוך (400\/230 וולט) עבור משתמשי קצה; בדרך כלל<2000kVA.

יישומים:קהילות מגורים, בנייני משרדים, קניונים, בתי ספר, בתי חולים.

יתרונות:חסכוני, קל להתקנה ולתחזוקה; מתאים לשימוש חיצוני או רכוב על מוט.

חסרונות:יעילות עומס מלא נמוכה; אובדן אנרגיה תחת עומס קל; טווח מתח\/טווח קיבולת מוגבל.

 

3. Autotransformers

הַגדָרָה:חלק ראשוני ומשני חלק מהתפתלה; מתח מותאם באמצעות ברזים.

יישומים:התחלה מוטורית, ויסות מתח, מערכות בדיקת חשמל.

יתרונות:קומפקטי, עלות נמוכה, יעילות גבוהה.

חסרונות:אין בידוד; בטיחות נמוכה יותר, סיכון תקלות גדול יותר.

 

4. שנאי מכשירים

שנאי מתח (VTS)

הַגדָרָה:סולם מתח למטה למדידה\/הגנה.

יישומים:מד מתח, ממסרי הגנה, מדידת אנרגיה.

יתרונות:דיוק גבוה, בידוד חשמלי ממערכות מתח גבוה.

חסרונות:אסור להיות משני להיות קצר מעגל; רגיש לעלות.

 

רובוטריקים נוכחיים (CTS)

הַגדָרָה:קנה מידה זרם למדידה או הגנה בטוחים.

יישומים:מטרים נוכחיים, גילוי זרם תקלות, מערכות הגנה.

יתרונות:מדידה מדויקת, מבודדת מתח גבוה מציוד מתח נמוך.

חסרונות:אסור לשני להיות מעגל פתוח; מועד למגנטיות שיורית.

 

שנאי מכשירים כלליים

הַגדָרָה:המרת אותות מתח\/זרם גבוה לאותות בטוחים ברמה נמוכה.

יישומים:תחנות משנה, מדידה, הגנת ממסר.

יתרונות:מדידה בטוחה, דיוק גבוה, סטנדרטיזציה.

חסרונות:רגיש לעכבה ורוויה; דורש כיול והארקה נכונה.

 

5. שנאי בידוד

הַגדָרָה:בידוד מוחלט בין ראשוני למשנה; לעתים קרובות יחס 1: 1.

יישומים:מכשירים רפואיים, מרכזי נתונים, מעבדות, מכשירי דיוק.

יתרונות:משפר את הבטיחות, מפחית הפרעות במצב שכיח ומבטל לולאות קרקע.

חסרונות:בדרך כלל לא משנה מתח; עלות גבוהה יחסית; טביעת רגל גדולה.

 

סיווג על ידייְכוֹלֶת

In IEC 60076-6, transformers can be classified by capacity into small, middle, and large transformers. Small mainly refers to transformers without additional radiators/coolers/pipes/corrugated oil tanks. Medium transformers refer to transformers with three-phase capacity ≤100 MVA or single-phase capacity ≤33.3 MVA. Large transformers refer to transformers with three-phase capacity >100 MVA or single-phase capacity >33.3 MVA.

 

סיווג לפי קירור בינוני

על פי המדיום הקירור, ניתן לחלק את שנאים לשנאים מגושמים בשמן ושנאים מסוג יבש. ואז ניתן לחלק שנאים מסוגים יבש לשנאים מסוג יצוק שרף וללחץ ואקום שנאום ספוג. שנאי ספוג לחץ ואקום נקראים בדרך כלל שנאי VPI.

השוואה בין סוג יבש לשמן שנאי שקוע

 

תכונות	שנאי יבש מסוג יבש	שנאי מגושם שמן
מדיום קירור	אוויר או גזים אחרים	שמן שנאי
בְּטִיחוּת	גבוה, אין סיכון לאש ופיצוץ	נמוך, קיים סיכון לבעירה ונפט בפיצוץ
תַחזוּקָה	פשוט, אין צורך להחליף באופן קבוע את מדיום הקירור	דורש החלפת שמן ותחזוקה רגילים
הגנה על הסביבה	גבוה, אין זיהום לסביבה	נמוך, קיים סיכון לדליפת נפט וזיהום סביבתי
אזורי יישום	בניינים רבי קומות, רכבת תחתית, בתי חולים וכו '	תחנות משנה בחוץ, פארקי תעשיה וכו '.

 

 

סיווג לפי שלב

 

סיווג לפי חומר ליבה ועיצוב

 

1. על ידי חומר ליבה

 

שנאי ליבת ברזל

הַגדָרָה: משתמש בגיליונות מפלדת סיליקון למינציה כגרעין המגנטי כדי להנחות שטף מגנטי. תכנון הליבה כולל לעתים קרובות מפרקים מיטרים או למינציות חפיסות צעד כדי להפחית את חוסר הרצון. עובי גיליון הפלדה הסיליקון הוא ביחס הפוך לתדר ההפעלה (למשל, 0. 3 מ"מ עבור 5 0 הרץ, 0.1 מ"מ עבור 400 הרץ).

יישומים: העברת חשמל (מערכות 50\/60 הרץ), ספקי כוח בתדר קו, אידיאל בקרת מנוע גדול למערכות חשמל בעלות עוצמה גבוהה ורגישות בעלויות.

יתרונות: יעילות גבוהה (95-99%), קיבולת כוח גדולה (עד רמת GVA), עלות נמוכה; תכנון למינציה ומעגלים מגנטיים מיטביים משפרים את יעילות המרת האנרגיה.

חסרונות: מגושם בגלל גיליונות למינציה; הפסדים משמעותיים בתדירות גבוהה (זרם אדי והיסטריה); נוטה לרטט ורעש. לא מתאים לפעולה בתדר גבוה עקב הפסדים מוגברים.

 

שנאי ליבת פריט

הַגדָרָה: משתמש בפריט (חומר מגנטי קרמי) כגרעין המגנטי, המתאים ליישומים בתדר גבוה. Ferrite Mn-Zn הוא אופטימלי מתחת ל -1 מגה הרץ, ואילו Ferrite Ni-Zn מתאים לתדרים מעל 1 מגה הרץ. טמפרטורת הקארי (80-300 מעלות) קובעת את טמפרטורת ההפעלה המרבית.

יישומים: מיתוג ספקי חשמל (למשל, מטעני טלפון), ממירים בתדר גבוה, מעגלי RF, נטל אלקטרוני-מתאים למכשירים קומפקטיים, נמוכים, בתדר גבוה.

יתרונות: הפסדים נמוכים במיוחד בתדירות גבוהה (מעל 1 מגהרץ), גודל קומפקטי, יכולת אנטי-רוויה חזקה; חומרים המותאמים ללהקות תדר ספציפיות מבטיחים יעילות שידור גבוהה.

חסרונות: קיבולת כוח מוגבלת (<10 kW), magnetic permeability varies with temperature, fragile and prone to cracking; performance degrades in high-temperature environments.

 

שנאי אוויר ליבת

הַגדָרָה: חסר ליבה מגנטית, מסתמך כולו על אוויר או מדיה לא מגנטית כדי להעביר שטף מגנטי. יעיל בתדרי מיקרוגל (טווח GHz), כגון יישומי RFID, באמצעות מבנים מתפתלים רב שכבתיים או חלת דבש לשיפור הצימוד.

יישומים: תקשורת RF (כוונון אנטנה), סלילי טסלה, מכשירי מדידה בתדר גבוה, ציוד מוליך-על-אידיאל לסביבות בתדר גבוה או ליניאריות גבוהה.

יתרונות: אין היסטריזה או אובדן זרם ערמומי, אין רוויה מגנטית, ליניאריות גבוהה; תכנון חסר Corless מבטל אובדן מגנטי, ומציע ביצועים יציבים בתדרים גבוהים.

חסרונות: Low efficiency due to poor magnetic coupling, large size, limited to high-frequency applications (>100 קילו הרץ); לא מתאים לתרחישים בתדירות נמוכה או לעוצמה גבוהה.

 

2. על ידי עיצוב ליבה

 

שנאי ליבה סולנואיד

הַגדָרָה: פיתולים עטופים סביב גפה מרכזית של הליבה, שהיא בדרך כלל סוג E או סוג UI, הנפוץ במבני שנאי מסוג ליבה שבהם השטף המגנטי לולך דרך נתיב מגנטי סגור.

יישומים: שנאי הפצה, שנאי חשמל וציוד תעשייתי\/חשמלי כללי.

יתרונות: תהליך ייצור בוגר, המתאים לייצור המוני סטנדרטי; שטח בידוד בשפע מאפשר פעולת מתח גבוה; חיובי למערכות קירור נפט או אוויר.

חסרונות: מעגל מגנטי ארוך יותר מוביל לשטף דליפה גבוה יותר, רטט ורעש מעט גבוה יותר; טביעת רגל גדולה יחסית.

 

שנאי ליבה טורואיד

הַגדָרָה: משתמש בגרעין מגנטי טבעת סגורה עם פיתולים סביבו באופן אחיד, ומאפשר נתיב שטף מגנטי סגור לחלוטין.

יישומים: ציוד שמע יוקרתי, מכשירים רפואיים, מכשירי דיוק, ציוד מעבדה, מתאמי חשמל, ספקי חשמל קומפקטיים.

יתרונות: דליפה מגנטית נמוכה במיוחד והפרעות אלקטרומגנטיות; יעילות גבוהה, פעולה שקטה; התקנה קומפקטית וקלילה וגמישה.

חסרונות: תהליך מתפתל מורכב, עלות ייצור גבוהה יותר; לא מתאים ליישומי מתח גבוה; קשה לתחזק או להחליף.

 

3. על ידי מבנה ליבה

רובוטריקים מיוחדים

 

1. רובוטריקים מיישר

הַגדָרָה:מספק מתחים ספציפיים ליחידות מיישר; עיצובים רב-מיתרים מפחיתים את ההרמוניות.

יישומים:התכת אלומיניום, העברת DC, כוח משיכה, אלקטרוליטיזציה.

יתרונות:מטפל היטב בהרמוניות; פלט יציב; מתאים לתיקון בעל עוצמה גבוהה.

חסרונות:חום גבוה בגלל הרמוניות; מערכות קירור יקרות.

 

2. רובוטריקים תנור

הַגדָרָה:מספק מתח נמוך (10–100 וולט) וזרם גבוה (עד עשרות KA) לתנורים תעשייתיים.

יישומים:עשיית פלדה, התכת מתכת, עיבוד תרמי.

יתרונות:פלט זרם גבוה ומתכוונן; תומך במעגלי קצר תכופים.

חסרונות:יעילות נמוכה יותר; צריכת אנרגיה גבוהה; דורש קירור.

 

3. בדיקת שנאים

הַגדָרָה:מייצר מתח גבוה (עד כמה מאות קילוואט) לבדיקת בידוד לטווח קצר.

יישומים:בדיקת כבלים, בדיקת בידוד, בדיקת קבלת מפעל.

יתרונות:פלט מתכוונן גבוה; יכולת עומס יתר חזקה בזמן קצר.

חסרונות:גודל גדול; זמן הפעלה מוגבל; תחזוקה מורכבת.

 

4. רובוטריקים ריתוך

הַגדָרָה:מספק כוח במתח נמוך, זרם גבוה לריתוך קשת; משתמש בתגובה מגנטית או דליפה כדי לעצב את הפלט.

יישומים:ריתוך קשת ידני, ריתוך ספוט ואתרי בנייה.

יתרונות:פלט יציב, המתאים לקשת תכופה; בטיחות גבוהה.

חסרונות:גורם כוח נמוך; שליטה מורכבת; דורש פיצוי.

 

פרק זה מתאר את סיווג שנאי חשמל באמצעות ממדים מרובים, כולל רמת המתח של השנאי, מטרה ותפקוד, שלבים, חומר ליבה, עיצוב ליבה, מבנה ליבה ומדיום קירור. ניתוח השוואתי של קטגוריות אלה ניתן להנחות בחירת שנאי אופטימלית על בסיס דרישות תפעוליות ספציפיות ואילוצים סביבתיים.