Виды силовых трансформаторов: Силовые трансформаторы. Виды и устройство. Работа и применение

Содержание

Силовые трансформаторы. Виды и устройство. Работа и применение

Трансформатором называется электрическое устройство, которое передает электроэнергию от одного контура на другой с помощью магнитной индукции. Трансформаторы стали наиболее применяемыми электрическими устройствами, применяющимися в быту и промышленности. Эти устройства используются для повышения или понижения напряжения, а также в схемах блоков питания для преобразования входящего переменного тока в постоянный ток на выходе.

Способность трансформаторов передавать электроэнергию применяется для передачи мощности между разными схемами несогласованных электрических цепей. Рассмотрим различные виды и типы силовых трансформаторов, их установку и технические свойства.

Устройство трансформатора

Конструкции трансформаторов имеют различное строение. В зависимости от этого ведется расчет номинального напряжения, либо между фазой и землей, либо между двумя фазами.

1 — Первичная обмотка 2 — Вторичная обмотка 3 — Сердечник магнитопровода 4 — Ярмо магнитопровода

Конструкция обычного стандартного трансформатора состоит из двух обмоток с общим ярмом, для создания электромагнитной связи между обмотками.

Сердечник изготавливают из электротехнической стали. Катушка, на которую входит электрический ток, является первичной обмоткой. Катушка на выходе называется вторичной.

Существует такой вид трансформаторов, как тороидальный. У такого трансформатора катушки индуктивности являются пассивными компонентами, состоящими из магнитного сердечника в виде кольца. Сердечник имеет повышенную магнитную проницаемость, изготовлен из феррита. Вокруг кольца намотана катушка. Тороидальные фильтры и катушки применяются для трансформаторов высокой частоты. Они используются для испытаний мощности.

Переменный ток поступает на первичную обмотку трансформатора, образуется электромагнитное поле, которое развивается в магнитном потоке сердечника. По принципу электромагнитной индукции во вторичной обмотке образуется переменная ЭДС, которая образует напряжение на клеммах выхода трансформатора.

Силовые трансформаторы, имеющие две обмотки, не рассчитаны на постоянный ток. Однако, в момент подключения их к постоянному току, они образуют короткий импульс напряжения на выходе.

Конструкция силового трансформатора подобна обычному бытовому трансформатору.

Виды

Существует множество факторов, по которым можно классифицировать силовые трансформаторы. При общем рассмотрении этих устройств, можно сказать, что они преобразуют электрическую энергию одного размера напряжения в электроэнергию с большим или меньшим размером напряжения.

В зависимости от различных факторов силовые трансформаторы делятся на виды:
  • По выполняемой задаче. Понижающие трансформаторы. Применяются для получения низкого напряжения из высоковольтных линий питания. Повышающие, используются для увеличения значения напряжения.
  • По числу фаз. Трансформаторы 3-фазные, 1-фазные. Широко применяются в трехфазной сети питания. Оптимальным вариантом будет в трехфазной сети установить три однофазных трансформатора на каждую отдельную фазу.
  • По количеству обмоток. Двухобмоточные и трехобмоточные.
  • По месту монтажа. Наружные и внутренние.

Существует много других разных факторов, по которым можно разделять силовые трансформаторы. Например, по способу охлаждения или соединения обмоток, и т.д. При установке оборудования важную роль играют условия климата, что также разделяет трансформаторы на классы.

Трансформаторное оборудование бывает универсальным, и специального назначения мощностью до 4000 кВт напряжением 35000 вольт. Конкретную модель выбирают по возлагаемой на трансформатор задаче.

Принцип действия

Трансформатором называется электромагнитное статическое устройство, у которых имеется 2 или больше обмоток, связанных индуктивно. Они предназначены для изменения одного переменного тока в другой. Вторичный ток может различаться любыми свойствами: значением напряжения, количеством фаз, формой графика тока, частотой. Широкое использование в электроустановках, а также в распределительных системах получили силовые трансформаторы.

С помощью таких устройств преобразуют размер напряжения и тока. При этом количество фаз, форма графика тока, частота не изменяются. Элементарный силовой трансформатор имеет магнитопровод из ферромагнитного материала, две обмотки на стержнях. Первая обмотка подключена к линии питания переменного тока. Ее называют первичной. Ко второй обмотке подсоединена нагрузка потребителя. Ее назвали вторичной. Магнитопровод вместе с катушками обмоток располагается в баке, наполненном трансформаторным маслом.

Принцип работы заключается в электромагнитной индукции. При включении питания на первичную обмотку в виде переменного тока в магнитопроводе образуется переменный магнитный поток. Он замыкается на магнитопроводе и образует сцепление с двумя обмотками, в результате чего в обмотках индуцируется ЭДС. Если к вторичной обмотке подключить какую-либо нагрузку, то под действием ЭДС в цепи этой обмотки образуется ток и напряжение.

В повышающих силовых трансформаторах напряжение на вторичной обмотке всегда выше, чем напряжение в первичной обмотке. В понижающих трансформаторах напряжения первичной и вторичной обмоток распределяются в обратном порядке, то есть, на первичной напряжение выше, а на вторичной ниже. ЭДС обеих обмоток отличаются по количеству обмоток.

Поэтому, используя обмотки с необходимым соотношением количества витков, можно получить конструкцию трансформатора для получения любого напряжения. Силовые трансформаторы имеют свойство обратимости. Это значит, что трансформатор можно применить как повышающий прибор, или понижающий. Но, чаще всего, трансформатор предназначен для определенной задачи, то есть, либо он должен повышать напряжение, либо снижать.

Сфера использования

Энергетика в современное время не обходится без устройств, преобразующих электроэнергию в сетях и магистралях, а также принимающих и распределяющих ее. Когда появились силовые трансформаторы, то произошло снижение расхода использования цветных металлов, а также уменьшились потери энергии.

Для эффективной работы оборудования нужно рассчитать потери в силовом трансформаторе. Для этого необходимо обратиться к специалистам. Мощные трансформаторы нашли применение на линиях высокого напряжения и станциях распределения энергии. Без них не обходится ни одна отрасль промышленности, где необходимо преобразование энергии.

Вот некоторые области применения силовых трансформаторов:
  • В сварочном оборудовании.
  • Для электротермических устройств.
  • В схемах электроизмерительных устройств и приборов.
Свойства и расчет трансформатора
Чаще всего основные свойства устройства указаны в инструкции в его комплекте. Для силовых трансформаторов такими основными свойствами являются:
  • Номинальное значение напряжения и мощности.
  • Наибольший ток обмоток.
  • Габаритные размеры.
  • Вес устройства.

Мощность трансформатора по номиналу определяется изготовителем, и выражается в кВА (киловольт-амперы). Номинальное значение напряжения указывается первичное, для соответствующей обмотки, и вторичное, на клеммах выхода. Размеры этих значений могут не совпадать на 5% в ту или иную сторону. Чтобы ее вычислить, нужно сделать простой расчет.

Номинальный ток и мощность устройства должны удовлетворять стандартам. На сегодняшний день производятся модели сухих трансформаторов, которые имеют такие данные мощности от 160 до 630 кВА. Обычно мощность трансформатора обозначена в его паспорте. По ее значению определяют номинальный размер тока. Для расчета применяют формулу:

I = S х √3U, где S и U – это мощность по номиналу, и напряжение.

Для каждой обмотки в формулу входят свои значения величин. Чтобы рассчитать мощность силового трансформатора при работе с потребляющей энергию нагрузкой, необходимо проводить довольно сложные расчеты, которые могут сделать специалисты. Такие расчеты необходимы во избежание негативных моментов, которые могут возникнуть при функционировании трансформатора.

Номинальное напряжение – это линейная величина напряжения холостого хода на обмотках. Они вычисляются, исходя из мощности трансформатора.

Установка и эксплуатация

Многие варианты исполнения силовых трансформаторов имеют большую массу. Поэтому на место монтажа их доставляют на специальных транспортных платформах. Их привозят в собранном готовом к подключению виде.

Силовые трансформаторы устанавливаются на специальном фундаменте, либо в определенном для этого помещении. При массе трансформатора до 2 тонн установка производится на фундамент. Корпус трансформатора в обязательном порядке заземляют.

Перед монтажом трансформатор подвергают лабораторным испытаниям, в ходе которых измеряется коэффициент трансформации, проверяется качество всех соединений, проверяется изоляция повышенным напряжением, производится контроль качества масла.

Перед установкой трансформатор необходимо тщательно осмотреть. Нужно обратить особое внимание на наличие утечек масла, проконтролировать состояние изоляторов, соединений контактов.

После ввода в эксплуатацию нужно периодически производить измерение температуры нагрева специальными стеклянными термометрами. Температура должна быть не более 95 градусов.

Во избежание аварий при эксплуатации силового трансформатора нужно периодически производить замеры нагрузки. Это дает информацию о перекосах фаз, искажающих напряжение питания. Осмотр силового трансформатора производится два раза в год. Периоды осмотра могут изменяться в зависимости от состояния устройства.

Похожие темы:

назначение, устройство и принцип действия

Силовые трансформаторы представляют собой устройства, работа которых основана на принципе электромагнитной индукции. Агрегат способен преобразовать напряжение переменного тока, сохранив при этом значение его частоты. Особенности прибора позволяют сохранить мощность, а также поменять систему сети (однофазная, трехфазная). Чтобы понять, что такое силовые трансформаторы, необходимо рассмотреть их устройство и принцип действия.

Область применения

Устройство трансформатора силового позволяет транспортировать электричество на большие расстояния. От объекта, который его вырабатывает, до конечного потребителя расстояние может насчитывать тысячи километров. Рассказать кратко о силовых трансформаторах позволяет схема перемещения электричества. Чтобы избежать его искажений и потерь применяется принцип трансформации. Генераторы вырабатывают электричество и передают его на подстанцию. Здесь повышается напряжение, и ток с требуемыми характеристиками передается в линии электропередач.

На другой стороне ЛЭП подводится к удаленной подстанции. Через этот объект осуществляется распределение тока между всеми потребителями. Для этого напряжение понижается. Чтобы преобразовывать электричество большой мощности на обеих подстанциях функционируют представленные устройства. Это трансформаторы и автотрансформаторы. Технические характеристики этих устройств практически идентичны. Отличается их принцип функционирования.

Первый повышающий силовой трансформатор находится непосредственно возле ЛЭП электростанции. Последующие первичные агрегаты в сети также работают для повышения напряжения. Это позволяет избежать потери в линии. На пути к потребителю устанавливается определенное количество понижающей аппаратуры. В обеспечении полноценного функционирования всей системы заключается назначение всех силовых трансформаторов.

Функционирование системы

Принцип работы силового трансформатора основан на электродвижущей силе, которая движется по обмоткам. Данные устройства функционируют исключительно на переменном токе. Если его подключить к обмотке, будет создаваться магнитный поток. Он замыкается в магнитоприводе. В этот момент возникает электродвижущая сила во второй обмотке. Все катушки связаны в системе магнитной связью. Показатель ЭДС будет пропорционален количеству витков в обмотке.

Принцип действия понижающего или повышающего силового трансформатора включает в себя несколько режимов. Для каждого из них предусмотрены свои особенности.

В рабочем режиме к первичной обмотке подводится напряжение, а к вторичной – нагрузка. В таком положении установка способна длительное время обеспечивать подключенные к нему потребители электричеством. Рабочий режим может осуществляться при холостом ходе и опыте короткого замыкания.

Холостой ход наступает при размыкании вторичной обмотки. В этот период исключается протекание по ней тока. Этот режим позволяет определить КПД прибора, потери при намагничивании сердечника и коэффициент трансформации.

Опыт короткого замыкания происходит при коротком шунтировании выводов вторичной катушки. При этом сила тока на входе должна быть занижена на входе. На этом уровне создается вторичный ток без превышения. Представленную методику применяют для определения уровня потерь в меди.

Аварийный режим определяется при нарушениях в работе системы. Рабочие параметры отклоняются от допустимых значений. Наиболее опасным состоянием считается короткое замыкание внутри обмоток. При этом возможно возникновение пожара, причинение большого ущерба системе энергоснабжения. Чтобы предупредить возникновение аварии, применяются различные автоматические системы защиты, сигнализации и отключения оборудования.

Разновидности

Производство конструкций силовых трансформаторов предполагает применение различных технологий. В процессе создания представленной аппаратуры применяются разные диэлектрические компоненты. Определенные части оборудования способствуют охлаждению и обеспечивают электрическую защиту.

Для маломощных разновидностей применяется диэлектрический компаунд или специальная бумага, электротехническое лаковое покрытие. Средние и мощные агрегаты имеют в своем составе такие основные части, как масло, элегаз. Производство подобного оборудования предполагает выполнять особую изоляцию обмоток.

Помимо вышеприведенной классификации выделяют еще несколько основных категорий объектов:

  • Количество фаз. Бывает трёхфазный и однофазный тип приборов.
  • Тип исполнения. Применяются масляные, сухие и приборы с жидким диэлектрическим веществом.
  • Климатическое исполнение. Наружные и внутренние установки.
  • Число обмоток. Встречаются конструкции с двумя и более катушками.
  • Предназначение. Для понижения или повышения напряжения.
  • Возможность регулировки напряжения. Применяются аппараты с регулировкой и без нее.

Производство подобной аппаратуры позволяет создавать установки мощностью от 4 кВА до 200 тыс. кВА (и выше). При этом достигается уровень напряжения на обмотках более 330 кВ.

Всего существует девять групп оборудования. В первую из них входят приборы с напряжением не выше 35 кВ и мощностью 4-100 кВА. К восьмой отнесены аппараты с мощностью выше 200 тыс. кВА и напряжением 35-330 кВ. Существуют и более мощное оборудование. Оно относится к девятой категории.

Особенности и основные параметры

Устройство и монтаж силовых трансформаторов предполагает размещение станции на стационарной, специально подготовленной площадке. Фундамент сооружения должен быть прочным. На грунте при этом могут монтироваться катки и рельсы.

Внутри металлического корпуса располагаются электрические установки. Он выполнен в виде герметичного бака. Внутренние системы закрывает крышка. Чаще всего применяются масляные разновидности. Они имеют особые технические характеристики. Внутри короба такого агрегата находится масло специального типа. Оно обладает особыми диэлектрическими качествами. Масло отводит излишнее тепло от деталей системы в процессе повышенной токовой нагрузки. Однако есть и другие варианты охладительных систем.

Основными характеристиками, влияющими на функционирование установки, являются:

  • Количество катушек и тип их соединения.
  • Мощность.
  • Значение напряжения обмоток.

Сегодня в системах обеспечения электричеством различных объектов чаще встречаются агрегаты с двумя трехфазными обмотки. Только для бытовой сети применяются однофазные установки. Трехфазный силовой трансформатор распространен больше в сетях электрокоммуникаций.

Система регулировки бывает двух типов. В первом случае необходимо отключать питание перед проведением настройки, а во втором – нет. Регулировка выполняется со стороны обмотки высоковольтного типа. По ней движется меньший ток. Такой тип регулировки позволяет выполнять точную настройку.

Конструкция, предполагающая отключение нагрузки, проще. Однако ее предел изменения небольшой. Регулировка требует полного отключения прибора от сети.

Схема

Схема силового трансформатора включает в себя несколько основных элементов. К ним относятся:

  • Сердечник (магнитопривод).
  • Остов с балками (нижняя и верхняя).
  • Низковольтная и высоковольтная обмотки.
  • Отводы.
  • Регулировочные ответвления.
  • Нижняя часть вводов.

На основе с балками закрепляются все составные детали. Магнитопривод необходим для снижения потерь при прохождении магнитного потока через контуры. Он изготавливается из электротехнической стали.

В сердечнике магнитопривода листы металла собирают по определенной схеме. Стержни с обмотками должны приближаться по форме к кругу. Подобная конфигурация позволяет облегчить намотку проводников. Стыки между отдельными пластинами сердечника перекрываются цельными листами.

Обмотка выполняется из проводов круглой или прямоугольной формы сечения. Между слоями и самими обмотками оставляются зазоры для циркуляции охладительного компонента.

Особенности выбора

Силовые трансформаторы требуют при выборе учитывать требования потребителей электроэнергии. При монтаже оборудования энергоснабжения, необходимо рассчитать правильно мощность оборудования. Если применяется несколько агрегатов, при аварийном отключении один из них должен полностью компенсировать работу другого прибора.

Также важно уделять внимание качеству системы защиты. Она должна срабатывать при перегрузках, внутренних повреждений элементов конструкции. К их числу относятся приборы по контролю уровня давления масла, температуры сердечника, обмотки, образование газов.

Обслуживание и ремонт

Работа аппаратов связана с высокими значениями мощностей. Поэтому их обслуживанию уделяется повышенное внимание. Ежедневно обслуживающий персонал совершает осмотры, контролирует показания измерительных приборов.

В процессе техобслуживания оцениваются следующие показатели:

  1. Степень истощения прибора, поглощающего влагу.
  2. Количество масла.
  3. Износ механизмов регенерации масла.
  4. Наличие подтекания, механических повреждений трубопроводов радиаторов, корпуса.

Если на объекте не предусмотрено круглосуточное дежурство персонала, периодическая ревизия производится раз в месяц. На трансформаторных пунктах осмотр выполняют раз в 6 месяцев.

При необходимости меняют или доливают масло. Его цвет контролируется при визуальном осмотре. Если оно стало темным, его меняют. Раз в год и при проведении капитального ремонта выполняют лабораторное исследование состава масла.

Для разрушения пленки окислов на медных и латунных элементах раз в 6 месяцев отключают установку от питания. Переключатель переводят через все положения несколько раз. Такую процедуру проводят перед сезонными колебаниями нагрузки.

Силовая аппаратура является важным элементом сети энергоснабжения. Они функционируют круглосуточно, поэтому важно уделять внимание особенностям их выбора и обслуживанию. Это одно из сложнейших, но крайне важных устройств.

Сухие трансформаторы: конструкция и технические характеристики

Линии электроснабжения сегодня нуждаются в качественном оборудовании, которое сможет обеспечить подачу тока необходимого значения. В России на пути передачи электричества конечному потребителю применяют сухие трансформаторы. Они повышают, понижают напряжение, меняют частоту, фазность тока. Что такое сухой трансформатор, особенности применения, конструктивные особенности трансформаторной установки будут рассмотрены далее. Как выбрать оптимальное устройство российского и зарубежного производства, помогут советы специалистов.

Область применения

Российские производители изготавливают сухие и масляные трансформаторы. Конструкция отличается способом охлаждения. Сухие силовые трансформаторы избегают теплового разрушения активной части посредством воздуха. В другой разновидности конструкций применяется масло. Выбор типа трансформаторного оборудования зависит от особенностей эксплуатации. Приборы отличаются ценой, функционированием.

Установка масляных и сухих трансформаторных производится на высоковольтных станциях для понижения, повышения напряжения до требуемого значения. Это силовой агрегат, применяемый повсеместно.

Повышение значения токов проводится сухими трансформаторами для передачи электричества на дальние расстояния. Применяя такую установку, удается избежать потерь напряжения.

Технические характеристики сухого трансформатора позволяют понизить напряжение в сети до допустимой нормы. Это позволяет избежать перегрузок в установках, потребляющих электроэнергию. В зависимости от потребностей сети применяются сухие трансформаторы мощностью 100 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА, 1000 кВА. В российских агрегатах производством может быть заложена и более высокая мощность. Представленное оборудование устанавливается в помещении или на улице. Трансформаторные аппараты применяются в бытовых и промышленных сетях при осуществлении человеком различных видов деятельности.

Конструкция

Масляный и сухой тип охлаждения применяется в конструкции силового оборудования. Представленные разновидности в общем мало чем отличаются. При производстве представленных агрегатов конструкция обеспечивается магнитоприводом и контурами ВН (высокое напряжение) и НН (низкое напряжение). Для изготовления активной части оборудования применяются допустимые материалы. Сердечник изготавливается из электротехнической стали. Контуры бывают медными и алюминиевыми.

Предусматривается наличие кожуха. Воздух в сухом аппарате служит не только температурной защитой, но и изоляцией. Вентиляционные отверстия в представленном оборудовании больше, чем в масляных трансформаторах. Перегрузка из-за перегрева при использовании воздуха в качестве охладителя более вероятна.

Обмотки

Трансформатор сухой 250 кВА, 400 кВА, 1000 кВА и прочие разновидности отличаются категориями обмотки. Различают два типа контуров:

  • ТСЗК – включает лаки на кремнийорганической основе.
  • ТСЗ – создается из стекла. Отличается хорошими теплоизоляционными характеристиками.

Изоляция пропитывается специальными составами. Это предотвращает скапливание влаги внутри. Допустимая температура обмоток изоляции на основе асбеста и стекловолокна выше. Применение новых материалов позволяет избежать перегрузки системы.

Дополнительные элементы

Конструкция дополняется специальными устройствами. Чтобы регулировать исходящее напряжение сухой трансформатор 250 кВА, 630 кВА и прочие разновидности имеют реле. Например, это может быть устройство РПГ, РПН, ПБВ.

Установка требует контроля уровня нагрева магнитопривода. В противном случае возникнет перегрузка, аварийная ситуация. Автоматически контролирует параметры функционирования щит тепловой защиты (ЩТЗТ). Это надежное оборудование. Производство сухих трансформаторов применяет иногда иную систему. Для щитков ЩТЗТ выполняется установка датчика. Прибор реагирует на повышение температуры.

Щитки ЩТЗТ не допускают нагрев активной части свыше 10%. Характеристики, свойственные установке, разрешают кратковременное повышение температуры. Нагрев должен быстро снижаться. За это отвечает щиток. Превышение допустимых показателей температуры длительное время приводит к нарушениям работы агрегата, возникает перегрузка.

Габариты

Сухие трансформаторы имеют, по сравнению с масляными конструкциями, большие габариты. Перегрузка в этом случае при правильной эксплуатации маловероятна. Вес и размер зависят также от мощности. Установка монтируется в закрытых сухих помещениях.

Благодаря большим габаритам получается создать качественную вентиляцию внутри корпуса конструкции.

Преимущества и недостатки

Сухие трансформаторы характеризуются рядом особенностей. Технические характеристики, устройство аппаратуры говорят о высоком спросе на представленное оборудование. Высокая востребованность объясняется преимуществами, которыми обладает трансформаторное устройство сухого типа. Есть и недостатки. О них необходимо узнать перед приобретением аппаратуры.

Преимущества

Представленная установка для трансформации тока обладает массой достоинств. Преимущества сухих трансформаторов следующие:

  • Применение при изготовлении специальной стали привело к снижению потерь в сети.
  • Современные комплектующие позволяют снизить габариты и вес агрегатов.
  • Преимуществом является экологическая безопасность приборов. В системе отсутствует масляный охладитель, который выделяет вредные для здоровья человека и окружающей среды вещества.
  • Оборудование пожаробезопасное. При создании обмоток применяются негорючие материалы.
  • Исполнение универсальное. Оборудование применяется в различных условиях.

Стоимость представленных установок приемлемая. На цену влияет мощность и габаритные размеры агрегата.

Недостатки

Сухие трансформаторы имеют и ряд недостатков. Их перегрузочная способность уступает масляным разновидностям оборудования. Стоимость последних будет значительно меньше. И продаются они дороже. Они имеют большие габариты, что значительно влияет на цену изделия.

Обслуживание

Не смотря на недостатки, сухие трансформаторные приборы используются в различных сферах человеческой деятельности часто. Обслуживание агрегата простое. Проверка производится раз в 6 месяцев. При этом проверяется система вентиляции.

Уход за агрегатом предполагает также его периодическую очистку от различных загрязнений. Частота уборки зависит от особенностей окружающей среды. В пыльных помещениях уход за поверхностью прибора необходимо выполнять чаще.

Обслуживание предполагает проведение внешнего осмотра оборудования. На нем не должно быть дефектов, механических повреждений. Крепежные элементы должны быть крепко затянуты. Болты проверяются раз в год. Выполняя простые рекомендации по проведению обслуживания, можно обеспечить длительную, надежную работу агрегата.

Видео: Производство сухих трансформаторов с литой изоляцией серии ТЛС

Рассмотрев особенности сухих трансформаторов, рекомендации по их выбору и эксплуатации, можно приобрести оптимальное оборудование в соответствии с особенностями сети.

что это такое, принцип работы, разновидности, обмотка

Начиная с 19 века, трансформаторы начали приобретать все большее значение в электрике и электронике. Они остаются до сих пор обязательными элементами многих схем и есть практически в любом устройстве, которое потребляет электрический ток.

Принцип его работы основан на свойствах индукции. Трансформатор – это прибор, позволяющий регулировать ток, понижая его или наоборот, понижая. Был придуман он Фарадеем, почти 170 лет назад. Основные элементы, из которых состоит трансформатор – обмотки, которые и влияют на силу тока, тем самым изменяя его до требуемых значений.

В данной стать разобраны основные вопросы работы и устройства трансформатора. Также  статье есть видеоролик и скачиваемый файл по выбранной тематике.

Трансформатор.

Что такое трансформатор

Трансформатор – это электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при той же частоте. Действие трансформатора основано на использовании явления электромагнитной индукции.

Переменный электрический ток (ток, который изменяется по величине и по направлению) наводит в первичной катушке переменное магнитное поле. Это переменное магнитное поле, наводит переменное напряжение во вторичной обмотке. Величина напряжения ЭДС зависит от числа витков  в катушке и от скорости изменения магнитного поля.

Отношение числа витков первичной и вторичной обмоток определяет коэффициент трансформации:
k = w1 / w2;   где:

  • w1 — число витков в первичной обмотке;
  • w2 — число витков во вторичной обмотке.

Если число витков в первичной обмотке больше чем во вторичной — это понижающий трансформатор.

Если число витков в первичной обмотке меньше, чем во вторичной — это повышающий трансформатор.

Один и тот же трансформатор может быть как понижающим, так и повышающим, в зависимости от того на какую обмотку подается переменное напряжение.

Трансформаторы без сердечника или с сердечником из высокочастотного феррита или альсифера — это высокочастотные трансформаторы ( частота выше 100 килогерц). Трансформаторы с ферромагнитным сердечником (сталь, пермаллой, феррит) – это низкочастотные трансформаторы (частота ниже 100 килогерц)

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Высокочастотные трансформаторы используются в устройствах техники электросвязи, радиосвязи и др. Низкочастотные трансформаторы используются в усилительной технике звуковых частот, в телефонной связи. Особое место трансформаторы со стальным (набор из стальных листов) сердечником занимают в электротехнике. Развитие электроэнергетики напрямую зависит от мощных, силовых трансформаторов. Мощности силовых трансформаторов имеют величины от нескольких ватт до сотен тысяч киловатт и выше. Классификация типов трансформаторов представлена в таблице ниже.

Таблица характеристик трансформаторов по их основным типам.

Что такое силовой трансформатор

На замкнутый сердечник (магнитопровод), набранный из стальных листов, надевают две или больше, обмоток, одна из которых соединяется с источником переменного тока. Другая (или другие) обмотка соединяется с потребителем электрического тока – нагрузкой. Переменный ток, проходящий по первичной обмотке, создает в стальном сердечнике магнитный поток, который наводит в каждом витке обмотки – катушки переменное напряжение. Напряжения всех витков складываются в выходное напряжение трансформатора.  Форма сердечника – магнитопровода, может быть Ш – образной, О – образной и тороидальной, в виде тора. Таким образом в силовом трансформаторе электрическая мощность из первичной обмотки передается во вторичную обмотку через магнитный поток в магнитопроводе.

Потребителей электрической энергии очень много: электрическое освещение, электронагреватели, радио и теле аппаратура, электродвигатели и многое другое. И все эти приборы требуют различные напряжения (переменные и постоянные) и разные мощности. Проблема эта легко решается с помощью трансформатора. Из бытовой сети с переменным напряжением 220 вольт можно получить переменное напряжение любой величины и , если необходимо, преобразовать его в постоянное напряжение.

Коэффициент полезного действия трансформатора довольно велик, от 0,9 до 0,98 и зависит от потерь в магнитопроводе и от магнитных полей рассеяния.
От величины электрической мощности Р зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.
По значению площади S определяется, при расчетах трансформатора, количество витков w на 1 вольт:

w = 50 / S.

Мощность трансформатора Рс выбирается из требуемой величины нагрузки Рн плюс величина потерь в сердечнике. 

При расчете трансформатора с определенной степенью точности можно считать, что мощность нагрузки во вторичной обмотке Pн = Uн * Iн и мощность потребляемая из сети в первичной обмотке Pc = Uc * Ic приблизительно равны. Если  потерями в сердечнике  пренебречь, то получается равенство: k = Uс / Uн = Iн / Iс.

Трансформаторы и их применение/

Трансформаторы и их применение

Трансформатор – это устройство, служащее для повышения или понижения переменного напряжения без изменения его частоты и практически без потерь мощности. Трансформатор состоит из двух или более катушек, надетых на общий сердечник. Катушка, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а катушка, к которой присоединяется нагрузка (потребители электрической энергии), – вторичной. Сердечники трансформаторов изготавливаются из электротехнической стали и набираются из отдельных изолированных друг от друга пластин (для уменьшения потерь энергии вследствие возникновения в сердечнике вихревых токов).

Катушки трансформатора, как правило, содержат разное количество витков, причем большее напряжение оказывается приложено к катушке с большим числом витков. Если трансформатор используется для повышения напряжения, то обмотка с меньшим числом витков подключается к источнику напряжения, а к обмотке с большим числом витков присоединяется нагрузка. Для понижения напряжения все делается наоборот. При этом не следует забывать, что подавать на первичную обмотку можно напряжение не больше номинального (того, на которое она рассчитана).

Коэффициентом трансформации называют отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке. Он равен также отношению ЭДС в обмотках.  При отсутствии потерь в обмотках коэффициент трансформации равен отношению напряжений на зажимах обмоток: k=U1/U2. Для понижающего трансформатора коэффициент трансформации больше 1, а для повышающего – меньше 1. Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. При протекании переменного тока через первичную катушку вокруг нее возникает перемененное магнитное поле и магнитный поток, который пронизывает также и вторую катушку. В результате во вторичной катушке появляется вихревое электрическое поле и на ее зажимах возникает ЭДС индукции.

Трансформатор характеризуется коэффициентом полезного действия, равным отношению мощности, выделяющейся во вторичной катушке, к мощности, потребляемой первичной катушкой от сети. У хороших трансформаторов КПД составляет 99 – 99,5%. Важным свойством трансформатора является его способность преобразовывать сопротивление нагрузки. Рассмотрим трансформатор с КПД приблизительно равным 100%. В этом случае мощность, выделяющаяся во вторичной цепи трансформатора, будет равна мощности, потребляемой первичной обмоткой от источника напряжения. Для такого трансформатора мощность, потребляемая от источника напряжения, будет чисто активной. Мощность в первичной цепи трансформатора P1=(U12)/R1, а во вторичной цепи P2=(U22)/R2.

Так как P1=P2 и U1=kU2 , то R1=k2R2.

Таким образом, нагрузка сопротивлением R2, подключаемая к источнику переменного напряжения через трансформатор, по мощности будет эквивалентна нагрузке сопротивлением R1, подключаемой без трансформатора. Для регулировки переменного напряжения широко применяются лабораторные автотрансформаторы. Автотрансформаторы рассчитаны на подключение к сети переменного напряжения 220 В или 127 В. Как правило, выходное напряжение автотрансформатора регулируется плавно до 250 В.

Обмотка трансформатора выполнена изолированным проводом в один слой. На участках обмотки, которых касается подвижный контакт с угольной вставкой, изоляция очищена. При перемещении контакта угольная вставка закорачивает виток провода. Однако вследствие небольшого напряжения на одном витке и заметного сопротивления угольной вставки через замкнутый виток протекает допустимый ток.

Первичная обмотка автотрансформатора является частью его вторичной обмотки и поэтому между первичной и вторичной обмоткой трансформатора имеется гальваническая связь. К вторичной обмотке автотрансформатора нельзя непосредственно подключать потребители, один из проводов которых может оказаться соединенным с землей. Такое подключение приведет к аварии или несчастному случаю. При работе с автотрансформатором запрещается заземлять вторичную цепь.  Рассмотрим кратко простейший расчет маломощных трансформаторов бытовой радиоаппаратуры.

Мощность трансформатора (в Вт) численно равна квадрату площади (в см2) поперечного сечения среднего стержня магнитопровода. Зная номинальную мощность трансформатора, можно  найти ток в первичной обмотке при номинальной нагрузке во вторичных обмотках. Диаметр провода обмотки выбирается из расчета (2,5-3)А/мм2 поперечного сечения провода. Для стандартных магнитопроводов, применяемых для изготовления трансформаторов, число витков на 1 вольт примерно равно частному от деления 50 на площадь поперечного сечения центрального стержня магнитопровода, выраженную в см2. Однако в зависимости от качества магнитопровода коэффициент может изменяться от 35 до 65.

Трансформатор.

Полное сопротивление катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником зависит от силы протекающего через нее тока. Сопротивление катушки в зависимости от силы протекающего тока сначала увеличивается, достигает максимального значения, а затем уменьшается. Нелинейное возрастание тока холостого хода в зависимости от приложенного к первичной обмотке напряжения начинается примерно с 0,8Uном. Номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора выбирают так, чтобы ток холостого хода составлял 5-10% от номинального тока. При напряжении 1,1Uном ток холостого хода не должен превышать 20-25% номинального тока нагруженного трансформатора.

Материал в тему: как устроен тороидальный трансформатор и в чем его преимущества.

Режимы работы трансформатора

Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены. Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора. Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны, поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения.

Режимы работы трансформатора.

Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:
U_2/U_1 =N_2/N_1 , где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке. Если U2 > U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

Виды трансформаторов

В зависимости от своего применения и характеристик трансформаторы бывают нескольких видов. К примеру, в электрических сетях населенных пунктов, промышленных предприятий применяют трансформаторы силовые, основной задачей которых является понижение напряжения в сети до общепринятого – 220 В. Если трансформатор предназначен для регулировки тока, он называется трансформатор тока, а если устройство регулирует напряжение – то это трансформатор напряжения. В обычных сетях применяются однофазные трансформаторы, в сетях на три провода (фаза, ноль, заземление) нужен трехфазный трансформатор. Бытовой трансформатор, 220В предназначается для защиты бытовой техники от перепадов напряжения.

Виды трансформаторов

Сварочный трансформатор предназначен для разделения сварочной и силовой сети, для понижения напряжения в сети до нужной для сварки величины. Масляный трансформатор предназначается для использования в сетях с напряжением выше 6 000 Вольт. Конструкция трансформатора включает в себя: магнитопровод, обмотки, бак, а также крышки с вводами. Магнитопровод состоит из 2 листов электротехнической стали, которые изолированы друг от друга, обмотки, как правило, делают из алюминиевого или медного провода. Регулировка напряжения производится с помощью ответвления, которое соединяется с переключателем. Существует два вида переключения ответвлений: переключение под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой), а также без нагрузки, после того, как трансформатор отключен от внешней сети (ПБВ, или переключение без возбуждения). Большее распространение получил второй способ регулировки напряжения.

Говоря о видах трансформаторов, нельзя не рассказать об электронном трансформаторе. Электронный трансформатор представляет собой специализированный источник питания, который служит для преобразования напряжения 220В в 12 (24)В, при большой мощности. Электронный трансформатор намного меньше обычного, при тех же самых параметрах нагрузки.

Заключение

В данной статье были рассмотрены основные особенности трансформаторов.   Больше информации можно найти в скачиваемой версии учебника по электромеханике Что такое трансформатор. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.domasniyelektromaster.ru

www.td-automatika.ru

www.ivatv.narod.ru

www.etcenter.ru

www.www.joyta.ru

Предыдущая

ТрансформаторыТрансформаторы для светодиодных лент, мнение специалистов

Следующая

ТрансформаторыЧто такое трансформаторная подстанция

Трансформаторы. Описание, типы, классификация трансформаторов. Измерительные, силовые, импульсные трансформаторы.

Электрический трансформатор - это устройство, предназначенное для изменения величины напряжения в сети переменного тока. Принцип действия трансформаторов основан на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока, в обмотках генерируется магнитное поле, которые взывает ЭДМ во вторичных обмотках. Данная ЭДС пропорциональна числу  витков в первичных и вторичных  обмотках. Отношение электродвижующей силы в первичной обомотке/вторичной называется коэффициентом трансформации.

Основными элементами конструкции трансформатора являются первичные и вторичные обмотки и ферромагнитный магнитопровод (обычно замкнутого типа). Обмотки расположены на магнитопроводе и индуктивно связаны друг с другом. Использование магнитопровода позволяет саккумулировать большую часть магнитного поля внутри трансформатора, что повышает КПД устройства. Магнитопровод обычно состоит из набора металлических пластин, покрытых изоляцией, для предотвращения возникновения «паразитных» токов внутри магнитопровода.
Зачастую часть вторичной обмотки служит часть первичной и наоборот. Данный тип трансформаторов называют автотрансформаторами. В этом случае концы первичных обмоток подключаются к сети  переменного напряжения, а концы вторичной присоединяются к потребителям электроэнергии.

Основная классификация трансформаторов.

  • По назначению: измерительные трансформаторы тока, напряжения, защитные, лабораторные, промежуточные.
  • По способу установки: наружные, внутренние, шинные, опорные, стационарные, переносные.
  • По числу ступеней: одноступенчатные, многоступенчатые (каскадные).
  • По номинальному напряжения: низковольтные, высоковольтные.
  • По типу изоляции обмоток: c сухой изоляцией, компаундной, бумажно-маслянной.

Основные типы трансформаторов 

Силовые трансформаторы - наиболее распространенный тип  электро. трансформаторов.  Они предназначены  для изменения  энергии переменного тока в электросетях энергосистем, в сетях освещения или питания электрооборудования. Применяются для создания комплектных трансформаторных подстанций.
Классифицируются по количеству фаз и номинальному напряжения.
Наиболее известные низковольтные однофазные и трехфазные трансформаторы серии ТП и ОСМ.
Среди высоковольтных трансформаторов, наиболее используемые в данной момент в энергетике,  трансформаторы ТМГ-с масляным охлаждением в герметичном баке.. Преимуществами данной серии вляется высокий КПД (до 99%), высокие показатели защиты от перегрева, высокие эксплуатационные характеристики, и минимальное обслуживание во время использования.
Помимо силовых, существуют трансформаторы различных типов и назначения: для измерения больших напряжений и токов (измерительные трансформаторы), для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсное (пик-трансформаторы), для преобразования импульсов тока и напряжения (импульсные трансформаторы), для выделения переменной составляющей тока, для разделения электрических цепей на гальванически не связанные между собой части, для их согласования и т.д.

Измерительные трансформаторы- электротехнические устройства, предназначенные для изменения уровня напряжения с высокой точностью трансформации.
Классифицируются по назначению, изменению уровня напряжения или тока.
Также делятся на низковольтные трансформаторы тока  типа Т, 066 ТШ-0,66, ТТИ-066 и Высоковольтные трансформаторы напряжения, такие как НАМИТ и ЗНОЛ.
Вторичные обмотки данных устройств соединены с измерительными устройствами (амперметрами, счетчиками электроэнергии, вольтметрами, фазометрами, реле тока и т.д.) Применение данного оборудования позволяет изолировать измеряющее оборудование от больших токов и напряжений измеряемой цепи, и создает возможность стандартизации измеряющего оборудования.

Автотрансформаторы – устройства, обмотки которого соеденены гальванически между собой.  Благодыря малым коэффициентам трансформации,  автотрансформаторы имеют меньшие габариты и стоимость оп сравнению с многообмоточными. Из недостатков необходимо отметить невозможность гальванической изоляции цепей. 
Основные сферы использования автотрансформаторов – изменение напряжения в пусковых устройствах крупных электрических машин переменного тока, в системах релейной защиты при плавном регулировании напряжения.   В случае реализации в конструкции автотрансформатора изменения количества рабочих витков вторичной обмотки, появляется возможность сохранять уровень вторичного напряжения при изменении первичного напряжения. Наибольшее распространение данный  данный механизм используется в стабилизаторах напряжения.

Импульсный трансформатор - это устройство  с ферромагнитным сердечником, используемый для изменения импульсов тока  или напряжения.
Импульсные трансформаторы наиболее часто используются в электронновычислительных устройствах, системах радиолокации, импульсной радиосвязи и т.д. в качестве измерительного устройства в счетчиках электроэнергии.
Основное требование импульсным трансформаторам, - при изменении импульса форма импульса должна сохраняться. Это достигается максимальным уменьшением межвитковой емкости, индуктивности рассеивания за счет использования применением сердечников малой величины, взаимным расположение и уменьшением числа обмоток. 

Пик-трансформатор - устройство, изменяющее  напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.   Пик-трансформаторы применяются в качестве генераторов  импульсов главным, высоковольтных исследовательских установках и системах автоматики..

Виды трансформаторов - Блог о строительстве

ВИДЫ И ТИПЫ- ХАРАКТЕРИСТИКИ- ПРИМЕНЕНИЕ

Трансформаторы — это устройства предназначенные для преобразования электроэнергии. Их основная задача — изменение значения переменного напряжения. Трансформаторы используются как в виде самостоятельных приборов, так и в качестве составных элементов других электротехнических устройств.

Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач. Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции.Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной.

Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток.

Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;U1,U2 — входное и выходное напряжения соответственно. Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой.У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией. Микро трансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги.

Что такое трансформатор? Строительство, работа, типы и применение

Что такое трансформатор? Его части, работа, типы, ограничения и применение

Что такое трансформатор?

  • Как следует из названия, трансформатор передает электроэнергию от одной электрической цепи к другой электрической цепи. Это не меняет ценности власти.
  • Трансформатор не изменяет частоту цепи во время работы.
  • Трансформатор работает по принципу электрического i. е. взаимная индукция.
  • Трансформатор работает, когда обе цепи действуют за счет взаимной индукции.
  • Трансформатор не может повышать или понижать уровень постоянного напряжения или постоянного тока.
  • A Трансформатор только повышает или понижает уровень переменного напряжения или переменного тока.
  • Трансформатор не изменяет значение магнитного потока.
  • Трансформатор не работает от постоянного напряжения.

Без трансформаторов электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях, вероятно, будет недостаточно для питания города.Представьте себе, что трансформаторов нет. Как вы думаете, сколько электростанций необходимо установить, чтобы обеспечить город энергией? Создать электростанцию ​​непросто. Это дорого.

Многочисленные электростанции должны быть установлены, чтобы иметь достаточную мощность. Трансформаторы помогают, усиливая выходной сигнал трансформатора (повышая или понижая уровень напряжения или тока).

Когда количество витков вторичной обмотки больше, чем количество витков первичной обмотки, такой трансформатор известен как повышающий трансформатор.

Точно так же, когда количество витков катушки первичной обмотки больше, чем у вторичного трансформатора, такой трансформатор известен как понижающий трансформатор.

Конструкция трансформатора (детали трансформатора)

Детали трансформатора 9004 4 25
1 Клапан масляного фильтра 17 Клапан слива масла
2 Консерватор 18 Втулка домкрата
3 Реле Бухгольца 19 Пробка
4 Клапан масляного фильтра 20 Фундаментный болт
5 Клапан сброса давления 21 Клемма заземления
6 Втулка высокого напряжения 22 Основание салазок
7 Втулка низкого напряжения 23 Катушка
8 Проушина подвески 24 Прижимная пластина змеевика
9 Клемма BCT Сердечник
10 Бак 26 Клеммная коробка для защитных устройств
11 Устройство РПН без напряжения 27 Паспортная табличка
12 Отвод ручка смены 28 Термометр шкалы
13 Крепление для сердечника и змеевика 29 Радиатор
14 Подъемный крюк для сердечника и змеевика 30 Люк
15 Концевая рама 31 Подъемный крюк
16 Болт давления змеевика 32 Указатель уровня масла шкального типа

Принцип работы трансформатора

Трансформатор статичен устройство (и не содержит вращающихся частей, следовательно, нет потерь на трение), которые преобразуют электрические Калибровка мощности от одной цепи к другой без изменения ее частоты. Он повышает (или понижает) уровень переменного напряжения и тока.

Трансформатор работает по принципу взаимной индукции двух катушек или закону Фарадея об электромагнитной индукции. Когда ток в первичной катушке изменяется, магнитный поток, связанный с вторичной катушкой, также изменяется. Следовательно, ЭДС индуцируется во вторичной катушке из-за закона электромагнитной индукции Фарадея.

Трансформатор основан на двух принципах: во-первых, электрический ток может создавать магнитное поле (электромагнетизм), и, во-вторых, изменяющееся магнитное поле внутри катушки с проволокой индуцирует напряжение на концах катушки (электромагнитная индукция ).Изменение тока в первичной катушке изменяет создаваемый магнитный поток. Изменяющийся магнитный поток индуцирует напряжение во вторичной катушке.

Простой трансформатор имеет сердечник из мягкого железа или кремнистой стали и размещенные на нем обмотки (железный сердечник). И сердечник, и обмотки изолированы друг от друга. Обмотка, подключенная к основному источнику питания, называется первичной, а обмотка, подключенная к цепи нагрузки, называется вторичной.

Обмотка (катушка), подключенная к более высокому напряжению, известна как обмотка высокого напряжения, а обмотка, подключенная к низкому напряжению, известна как обмотка низкого напряжения.В случае повышающего трансформатора первичная обмотка (обмотка) является обмоткой низкого напряжения, количество витков вторичной обмотки больше, чем у первичной. И наоборот, для понижающего трансформатора.

Как объяснялось ранее, ЭДС вызывается только изменением величины магнитного потока.

Когда первичная обмотка подключена к сети переменного тока, через нее протекает ток. Поскольку обмотка соединяется с сердечником, ток, протекающий через обмотку, создает переменный поток в сердечнике.ЭДС индуцируется во вторичной катушке, поскольку переменный поток связывает две обмотки. Частота наведенной ЭДС такая же, как у магнитного потока или подаваемого напряжения.

Таким образом (изменение магнитного потока) энергия передается от первичной катушки к вторичной катушке посредством электромагнитной индукции без изменения частоты напряжения, подаваемого на трансформатор. Во время этого процесса в первичной катушке создается самоиндуцированная ЭДС, которая противодействует приложенному напряжению.Самоиндуцированная ЭДС известна как обратная ЭДС.

Ограничения трансформатора

Чтобы понять основные моменты, мы должны обсудить некоторые основные термины, относящиеся к работе трансформатора. Итак, давайте ненадолго вернемся к основам.

Трансформатор - это машина переменного тока, которая повышает или понижает переменное напряжение или ток. Однако трансформатор, являющийся машиной переменного тока, не может повышать или понижать постоянное напряжение или постоянный ток. Хотя это звучит немного странно. Вы можете подумать: «А разве нет трансформаторов постоянного тока?»

Чтобы ответить на два вопроса о том, есть ли трансформаторы постоянного тока или нет, и знать, «почему трансформатор не может повышать или понижать напряжение постоянного тока», необходимо знать, как электрический ток и магнитное поле взаимодействуют друг с другом при работе трансформатора.

Похожие сообщения:

Правило правой руки Флеминга

В нем говорится, что «если большой, указательный и средний пальцы удерживаются таким образом, что они взаимно перпендикулярны друг другу (составляет 90 ° из Углы), затем указательный палец указывает направление поля, большой палец указывает направление движения проводника, а средний палец указывает направление индуцированного тока (от ЭДС).

Почему трансформаторы не могут повышать или понижать постоянное напряжение или ток?

Трансформатор не может повышать или понижать напряжение постоянного тока.Не рекомендуется подключать источник постоянного тока к трансформатору, потому что, если номинальное напряжение постоянного тока приложено к катушке (первичной) трансформатора, магнитный поток, создаваемый в трансформаторе, не изменится по своей величине, а останется прежним и будет результат ЭДС не будет индуцироваться во вторичной катушке, кроме момента включения, поэтому трансформатор может начать дымиться и гореть, потому что;

В случае питания постоянного тока Частота равна нулю . Когда вы прикладываете напряжение к чисто индуктивной цепи, то согласно

X L = 2 π f L

Где:

  • X L = индуктивное сопротивление
  • L = индуктивность
  • f = Частота

, если мы положим частоту = 0, то общее X L (индуктивное реактивное сопротивление) также будет равно нулю.

Теперь перейдем к току, I = V / R (и в случае индуктивной цепи, I = V / X L )…. основной закон Ома

Если мы положим индуктивное реактивное сопротивление равным 0, тогда ток будет бесконечным (короткое замыкание)…

Итак, если мы подадим постоянное напряжение на чистую индуктивную цепь, цепь может начать дымить и гореть.

Таким образом, трансформаторы не могут повышать или понижать напряжение постоянного тока. Кроме того, в таких случаях в первичной катушке не будет самоиндуцированной ЭДС, что возможно только с изменяющейся магнитной связью для противодействия приложенному напряжению. Сопротивление первичной обмотки низкое, и поэтому сильный ток, протекающий через нее, приведет к перегоранию первичной обмотки из-за чрезмерного нагрева, производимого током.

Также прочтите: При каких условиях питание постоянного тока безопасно подается на первичную обмотку трансформатора?

Типы трансформаторов

Существуют различные типы трансформаторов, в зависимости от их использования, конструкции и конструкции.

Типы трансформаторов на основе их фаз
  1. Однофазный трансформатор
  2. Трехфазный трансформатор
Типы трансформаторов на основе конструкции сердечника
  • Трансформатор типа сердечника
  • Трансформатор типа оболочки
  • Берри Трансформатор
Типы трансформаторов на основе сердечника
  • Трансформатор с воздушным сердечником
  • Трансформатор с ферромагнитным / железным сердечником
Типы трансформаторов на основе его использования
  • Трансформатор большой мощности
  • Распределительный трансформатор
  • Трансформатор малой мощности
  • Трансформатор сигнального освещения
  • Трансформатор управления и сигнализации
  • Трансформатор газоразрядной лампы
  • Трансформатор звонка
  • Измерительный трансформатор
  • Трансформатор постоянного тока
  • Серийный трансформатор fo r Уличное освещение

Связанное сообщение: Разница между силовыми и распределительными трансформаторами?

Типы трансформаторов на основе изоляции и охлаждения
  • Трансформатор с воздушным охлаждением или сухого типа
  • Сухой тип с воздушным воздушным охлаждением
  • Масляный, самоохлаждаемый (OISC) или ONAN (натуральное масло, естественное воздушное масло)
  • Погруженный в масло, комбинация самоохлаждения и воздушного обдува (ONAN)
  • Погруженный в масло, с водяным охлаждением (OW)
  • Погруженный в масло, с принудительным масляным охлаждением
  • Погруженный в масло, сочетание самоохлаждения и водяного охлаждения (ONAN + OW)
  • Масло с принудительным воздушным охлаждением (OFAC)
  • Масляное принудительное с водяным охлаждением (FOWC)
  • Масляное принудительное с принудительным охлаждением (OFAN)
Типы измерительных трансформаторов

Связанная публикация: Защита силового трансформатора и неисправности

Использование и применение трансформатора

Использование и применение трансформатора уже обсуждалось в этом предыдущем посте.

Преимущества 3-фазного трансформатора перед 1-фазным трансформатором

Прочтите здесь о преимуществах и недостатках однофазного и трехфазного трансформатора.

Похожие сообщения:

Типы трансформаторов

Если вы не один из суперзвезд, занимающихся лазанием по столбам, ремонтом подстанций и испытанием электрических компонентов, вы, вероятно, не думаете все время о трансформаторах.

Что ж, теперь все меняется.

Трансформаторы везде.

И поверьте мне, вы пожинаете плоды от них каждый день - осознаёте вы это или нет.

В наших домах мы используем переменный ток (AC), потому что его легче генерировать и передавать. Переменный ток обычно передается при более высоком напряжении, а затем преобразует в более безопасное и пригодное для использования более низкое напряжение - питая электричество, которое мы все знаем и любим и без которого не можем себе представить!

Сейчас мы не будем вдаваться в подробности того, как работают трансформаторы сегодня, поскольку этот блог посвящен типам трансформаторов. Но на самом базовом уровне трансформаторы принимают более высокие напряжения и преобразуют их в более низкие полезные напряжения, как мы упоминали выше. Если вы хотите узнать больше о науке, лежащей в основе этого электромагнитного преобразования, мы рекомендуем посмотреть этот короткий анимационный ролик.

Итак, какие бывают трансформаторы?

Силовые трансформаторы

Силовой трансформатор передает электричество между генератором и первичными цепями распределения.Это немного сбивает с толку, потому что многие используют термин «силовой трансформатор» для обозначения группы трансформаторов, а не конкретного типа конструкции. Точно так же некоторые даже называют большие передающие трансформаторы силовыми трансформаторами, чтобы легко различать распределительные трансформаторы.

Независимо от точного определения силовые трансформаторы могут выполнять одну из трех задач: повышать выходное напряжение генератора до уровня напряжения системы передачи, понижать напряжения передачи до безопасных уровней для распределения или понижать напряжение до уровня вспомогательной системы питания в генерирующая станция.

Силовые трансформаторы также могут относиться к одному из двух классов - класс I или класс II. Могу добавить, что очень оригинальная система именования. В любом случае силовые трансформаторы класса I имеют обмотки высокого напряжения 69 кВ и ниже, а силовые трансформаторы класса II имеют обмотки высокого напряжения от 115 кВ до 765 кВ.

Чтобы немного усложнить задачу, вы также можете разделить их на категории по размеру - маленький, средний или большой. Трансформаторы малой мощности - до 69 кВ, средние - до 230 кВ, а трансформаторы большой мощности - от 138 до 765 кВ.

Автотрансформаторы

А теперь давайте еще больше усложним. Автотрансформаторы технически подпадают под категорию больших силовых трансформаторов, но они обычно используются в качестве промежуточных трансформаторов передачи, которые могут использоваться либо в повышающем, либо в понижающем режиме. Что такое межсетевой трансформатор? Отличный вопрос. Межкомпонентный трансформатор помогает соединять сети переменного тока с различным напряжением друг с другом, что является действительно важной особенностью электросети.

Как правило, ваши автотрансформаторы будут иметь самый большой номинальный силовой трансформатор в вашей системе передачи - работающий с довольно сбалансированной и постоянной нагрузкой. Они также более экономичны, чем силовые трансформаторы с отдельными обмотками, поскольку между последовательной и общей обмоткой существует физическое соединение. В основном это означает, что обмотка высокого напряжения состоит из последовательной обмотки, соединенной последовательно с общей обмоткой, а обмотка низкого напряжения является общей обмоткой.

Еще не запутались? Я тоже. Но все, что вам действительно нужно знать, это то, что он занимает треть места обычного трансформатора того же номинала, что является большим плюсом.

В идеале, вы не хотите, чтобы ваш автотрансформатор был меньше половины обычного трансформатора, поскольку вам нужно учитывать пространство, которое занимают ответвления и третичные обмотки. Размер меньше половины не идеален для производительности.

Но у автотрансформаторов есть один недостаток - низкий импеданс.При низком импедансе ток короткого замыкания автотрансформатора намного выше, чем у обычного трансформатора. Чтобы противодействовать этому, автотрансформаторы обычно проектируются с более высоким, чем обычно, импедансом, что просто увеличивает фактический размер блока, что противоречит положительным моментам, о которых мы упоминали выше. Тьфу.

Повышающие трансформаторы генератора

Переходим к GSU или повышающим трансформаторам генератора. Кому не нравятся хорошие аббревиатуры, верно?

В любом случае, GSU ​​(иногда также называемые основными или блочными трансформаторами) повышают напряжение от генератора до самого высокого напряжения передачи для сети передачи.Это определение - всего лишь перестановка самой фразы, буквально нарушающая все правила определения этикета, которые я когда-либо усвоил. Очень полезно, но, полагаю, я позволю этому произойти.

Подключаемые непосредственно к генератору, GSU ​​обычно работают при постоянной нагрузке, близкой к их полной мощности. Поскольку они постоянно работают при номинальной температуре, они будут стареть намного быстрее, чем другие трансформаторы. Если вы читали какой-либо из этих блогов раньше, то знаете, что чрезмерная жара - это всегда плохо.Если только вы не кактус…

GSU

обычно не защищены автоматическим выключателем между генератором и трансформатором, поэтому они также могут сильно пострадать от тока короткого замыкания (и в течение длительных периодов времени), что может привести к огромным перенапряжениям. Если используется генераторный выключатель, то GSU может фактически использоваться для питания вспомогательных систем сети.

Тебе уже надоели эти разговоры о трансформаторе? Подождите, мы почти закончили.

Вспомогательные трансформаторы

Вспомогательные трансформаторы питают вспомогательные нагрузки электростанции (например, питающие насосы, насосы охлаждающей жидкости и предохранительные устройства, необходимые для работы электростанции). Есть несколько различных типов вспомогательных трансформаторов, которые нужно отслеживать, но, к счастью, у нас есть больше сокращений, чтобы облегчить нашу жизнь.

Блок вспомогательных трансформаторов (UAT) подключен к той же шине, что и генератор, понижая напряжение для питания шин системы вспомогательного питания. Когда генератор работает, UAT обеспечивает вспомогательную нагрузку.

Резервный вспомогательный трансформатор (RAT) или пусковой вспомогательный трансформатор (SAT) - это резервные трансформаторы, которые подключаются к внешней системе высокого напряжения и обеспечивают вспомогательное питание установки во время пусков или простоев.

Все вспомогательные трансформаторы относительно важны для безопасной эксплуатации предприятия, поэтому вы не хотите видеть с ними проблем, иначе вы можете столкнуться с возможной остановкой установки. Не хорошо.

Что ж, у нас сегодня, к сожалению, не хватает времени, но нам еще нужно покрыть кучу трансформаторов. Так что не забудьте вернуться на следующей неделе, чтобы узнать, какие из них мы не учли. Вы не пожалеете. А пока ознакомьтесь с этим Руководством по измерению коэффициента трансформации трансформатора, если вы готовы серьезно отнестись к своей программе испытаний трансформатора.

- Мередит Кентон, специалист по цифровому маркетингу Есть идея для блога? Напишите мне

Лучшие типы силовых трансформаторов - Выгодные предложения на типы силовых трансформаторов от мировых продавцов типов силовых трансформаторов

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для типов силовых трансформаторов. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку, надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эти лучшие типы силовых трансформаторов вскоре станут одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели силовые трансформаторы на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в типах силовых трансформаторов и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести power transformers types по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

(. 6) | Pandia.ru

б) изоляторы общие

4. Воздух, бумага и пластмассы -

а) изоляторы общие

б) общие жилы

5. при подаче высокого напряжения на изолятор

а) не проводит ток

б) проводит ток

6.изоляторы используются

а) для накопления электрического заряда

б) т) снизить напряжение

c) для предотвращения короткого замыкания между проводящими проводами

7. металлы повышают сопротивление

а) при понижении температуры

б) при повышении температуры

8. Углерод снижает сопротивление

а) при повышении температуры

б) при понижении температуры

9. Металлы есть

а) положительный температурный коэффициент сопротивления l

б) отрицательный температурный коэффициент сопротивления l

B

Закончите предложения словами с противоположным значением:

1. У проводников низкое сопротивление. 2. Ток через изоляторы проходит с большим трудом ... ....

3. Металлы являются обычными проводниками ... .... 4. Чтобы изоляторы проводили ток, должны быть приложены большие токи ... .... 5. Углерод снижает свое сопротивление при повышении температуры .... 6. Металлы имеют положительный температурный коэффициент сопротивления ....

С

Ответьте на следующие вопросы:

В чем разница между проводниками и изоляторами? 2.Как ток проходит через изоляторы? 3. Какие материалы обычно используются для изготовления изоляторов? 4. Какие материалы обычно используются для изготовления проводов? 5. В каком случае изоляторы проводят ток? 6. Как изменяется сопротивление при понижении температуры?

А

1 - б; 2 - а; 3 - а; 4 - а; 5 - б; 6 - а, в; 7 - б; 8 - а; 9 - а.

1. Изоляторы ... высокие

2. проводники .. легко

3. Изоляторы воздушные, бумажные, резиновые, пластмассовые

4. проводники .. низкие

5. металлы. Увеличение

6. карбон. отрицательный

1. значение сопротивления

2. с большим трудом

3. Воздух, бумага, резина, пластмассы

4. металлы

5. подано высокое напряжение

6. углерод увеличивается, металлы уменьшаются.


Урок 9

ТРАНСФОРМАТОРЫ

трансформатор

номер

передача

поворот

ядро ​​

получить

обмотка

увеличить

первичная обмотка

частота

вторичная обмотка

Трансформатор используется для передачи энергии; за счет трансформатора электрическая мощность может передаваться с высоким напряжением и снижаться в точке, где она должна быть использована, до любого значения.Кроме того, трансформатор используется для изменения значения напряжения и тока в цепи.

Двухобмоточный трансформатор состоит из закрытого сердечника и двух катушек (обмоток). Первичная обмотка подключена к источнику напряжения. Он получает энергию. Вторичная обмотка подключена к сопротивлению нагрузки и подает энергию на нагрузку.

Значение напряжения на вторичной клемме зависит от количества витков в ней. Если оно равно количеству витков в первичной обмотке, напряжение во вторичной обмотке такое же, как в первичной,

Если у вторичной обмотки больше витков, чем у первичной, выходное напряжение больше, чем входное.Напряжение во вторичной обмотке превышает напряжение в первичной во столько раз, сколько количество витков во вторичной обмотке больше, чем количество витков в первичной обмотке. Трансформатор этого типа увеличивает или увеличивает напряжение и называется повышающим трансформатором. Если во вторичной обмотке меньше витков, чем в первичной, выходное напряжение ниже, чем при понижении или понижении напряжения трансформатора, это называется понижающим трансформатором.

Сравните T1 и T2. T1 имеет железный сердечник. По этой причине он используется для токов низкой частоты. Т2 имеет воздушный сердечник и используется для высоких частот.

Распространенные неисправности трансформаторов - обрыв обмотки, короткое замыкание между первичной и вторичной обмотками и короткое замыкание между витками. В случае неисправности трансформатора он перестает работать или работает плохо. Заменить неисправный трансформатор.

; ,. ,.

- ().. . .

. ,,,.

,,,,. ,,,,. . ,,,,. ,.

1 2. 2. . 1.

-,. ,. .

УПРАЖНЕНИЯ

А

Найдите правильный вариант. Помните:

1. используется трансформатор

а) для хранения заряда

б) для предотвращения изменения энергии

в) для передачи энергии

г) для изменения значения напряжения и тока в цепи

2.электрическая мощность передается при высоком напряжении и снижается

на любое значение

а) за счет резисторов

б) за счет конденсаторов

в) за счет трансформаторов

3. трансформатор состоит из

а) только сердечники

б) первичная и вторичная обмотки

в) сердечник и первичная и вторичная обмотки

4. Основная функция -

а) для предотвращения изменения напряжения

б) для подачи энергии

в) для получения энергии

г) для передачи заряда

5.функция вторичного -

а) для получения энергии

б) для подачи энергии

в) для передачи энергии

г) для уменьшения стоимости, начисления

6. Применяется повышающий трансформатор:

а) для понижения или уменьшения вторичного напряжения

б) для увеличения или увеличения первичного напряжения

7. используется понижающий трансформатор

а) для понижения вторичного напряжения

b) для понижения первичного напряжения.

8. трансформатор с железным сердечником

а) применяется для токов высокой частоты

б) используется для тока низкой частоты:,

9. Применяется трансформатор с воздушным сердечником

а) для токов высокой частоты и токов низкой частоты

б) только для токов высокой частоты

10. в повышающем трансформаторе

а) количество витков вторичной обмотки больше количества витков

первичный

б) количество витков первичной обмотки больше числа витков вторичной

II.трансформатор заменить

а) в случае обрыва обмотки

b) на случай короткого замыкания между первичной обмоткой и

вторичный

в) на случай короткого замыкания между витками

BI

Закончите предложения словами с противоположным значением:

1. Вторичная обмотка трансформатора подключена к сопротивлению нагрузки .... 2. Первичная обмотка получает энергию .... 3. Понижающий трансформатор снижает первичное напряжение.... 4. Трансформатор с воздушным сердечником используется для токов высокой частоты. .. .... 5. В повышающем трансформаторе количество витков вторичной обмотки больше, чем количество витков первичной обмотки ... ..... ..

С

Ответьте на следующие вопросы:

1. Для чего нужен трансформатор? 2. Из чего состоит трансформатор? 3. Какова функция первичной обмотки? 4. Какова функция вторичной обмотки? 5. Какой тип трансформатора называется повышающим трансформатором? 6.Какой тип трансформатора используется для токов высокой частоты? 7. Какой тип трансформатора называется понижающим трансформатором? 8. Какой тип трансформатора используется для токов низкой частоты? 9. Какая связь между количеством витков в обмотках и величиной тока? 10. Каковы общие неисправности трансформатора? 11. Что делать в случае неисправности трансформатора

А

1-, д., Д. 2-, 3-, 4-в, 5-б, 6-б, 7-б, 8-б, 9-б, 10-а, 11-а, б, в.

1.Первичная обмотка ... источник напряжения

2. pplies

3. ступенька вверх, .. увеличивается

4. железо ... низкое

5. понизить ... первичный ... вторичный

С

1. для передачи энергии, для изменения значения напряжения и тока

2. закрытый сердечник и две катушки

3. получает энергию

4. поставляет энергию

5. Повышает напряжение

6. воздушный стержень

7.понижает напряжение

8. железный сердечник

9. чем больше ... тем больше

10. Обрыв в обмотке, короткое замыкание между обмотками, короткое замыкание между витками

11. следует заменить.

Урок 10

ВИДЫ ТОКА

расход

переменный

прямой

цикл

направление

дюймов в секунду

Ток - это поток электричества через цепь.Рассмотрим два основных типа тока; прямые и переменные. Постоянный ток (d. C.) Течет по проводящей цепи только в одном направлении 90 246. Он течет, если в цепь подается постоянный источник напряжения.

Силовые трансформаторы - Введение

Одно из основных требований систем распределения переменного тока - это возможность изменять величину напряжения.Более эффективно передавать мощность при высоком напряжении на большие расстояния, тогда как более безопасным и практичным является использование низкого напряжения для управления приборами и оборудованием. Для этого используются трансформаторы.

Общая теория

Трансформатор - это устройство, состоящее из двух (или более) обмоток, соединенных магнитным полем. Изменяющийся ток в одной обмотке (обычно называемой первичной) создает магнитное поле. Это магнитное поле соединяется со второй обмоткой (обычно называемой вторичной) и индуцирует ток в этой обмотке.


Принцип работы трансформатора

На рисунке показано, как напряжение V 1 , приложенное к первичной обмотке из N 1 витков, создает ток I 1 , который вызывает генерацию магнитного потока в сердечнике. Поток в сердечнике с генерирует напряжение V 2 во вторичной обмотке N 2 витков, давая ток I 2 в нагрузке.

Сердечник - для облегчения распределения магнитного поля сердечники трансформаторов обычно изготавливаются из листовой стали.Ламинирование предпочтительнее массивного стального сердечника, так как оно снижает потери.

Соотношение между напряжением, числом витков и током определяется по формуле:

и

Наконечник - КПД трансформатора высок, и, предполагая, что входная мощность равна выходной мощности, легко получить вышеуказанные зависимости напряжения и тока: входная мощность (в ВА) = В 1 x I 1 с равной выходной мощности = V 2 x I 2 , которые переставили, чтобы получить вышеуказанное.

Трансформаторы не идеальны и есть потери. Его можно разделить на два типа:

  1. I 2 R потери - в обмотках возникают из-за резистивных потерь как в первичной, так и во вторичной обмотках. Резистивные потери увеличиваются с увеличением нагрузки.
  2. Потери в сердечнике - возникают из-за потерь на вихревые токи и гистерезис в сердечнике трансформатора. Потери в ядре довольно постоянны независимо от нагрузки.

Суммарные потери складываются из потерь в сердечнике P c и резистивных потерь из-за первичного тока I 1 , сопротивления первичной обмотки R 1 , вторичного тока I 2 и сопротивления вторичной обмотки R 2 :

КПД трансформатора можно выразить как:

Трехфазные трансформаторы


Принцип работы трансформатора Трехфазные трансформаторы могут быть изготовлены путем объединения однофазных трансформаторов.Одна из наиболее распространенных реализаций - создание ядра из трех конечностей, закрытых сверху и снизу. Каждый отдельный сердечник содержит первичную и вторичную обмотки одной фазы.

Обмотки могут быть соединены звездой или треугольником в зависимости от требований. На изображении показан один пуск и одна обмотка, соединенная треугольником.

Практические аспекты

Векторная группа

Трансформаторы могут быть намотаны в различных конфигурациях (треугольник-звезда, звезда-звезда и т. Д.). В зависимости от конфигурации будет фазовый сдвиг между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Конфигурация трансформатора и фазовый сдвиг называется векторной группой.

Векторная группа представлена ​​заглавной буквой для первичной обмотки, строчной буквой для вторичной обмотки и цифрой (от 1 до 11). Буква указывала на расположение обмоток - D = Дельта, Y = Звезда и Z = Зигзаг. Число представляет собой фазовый сдвиг, кратный 30 градусам.Например:

Dy11 - первичная обмотка, соединенная треугольником, вторичная звезда, сдвиг фазы 330 ° (-30 °)
Dd0 - первичная обмотка, соединенная треугольником, вторичная обмотка, без задержки фазы

Иногда добавляется третья буква, чтобы указать, что нейтраль отключена, например Dyn11 (трансформатор треугольник-звезда с выведенной вторичной нейтралью).

Отвод трансформатора


Трехфазный трансформатор (обмотка с сердечником) Номинальное напряжение трансформатора зависит от соотношения витков между первичной и вторичной обмотками.При использовании первичное напряжение может изменяться, а вторичный ток может меняться. Оба они повлияют на выходное напряжение трансформатора.

Для различных условий первичной и вторичной обмотки трансформаторы часто снабжены ответвителями на одной из обмоток; так что коэффициент поворотов можно немного отрегулировать. Часто их выражают в виде чисел.

Например, трансформатор низкого напряжения может иметь ответвления -5%, -2,5%, 0%, + 2,5% и + 5%. При отводе 0% трансформатор будет работать на расчетных оборотах.При + 2,5% вторичное напряжение трансформатора будет на 2,5% больше, чем было бы, если бы оно было установлено на 0% (для того же первичного напряжения и вторичного тока).

Примером использования может быть установка ответвления + 2,5% или + 5% на трансформаторе, который сильно нагружен, чтобы помочь компенсировать падение напряжения в кабелях.

Снижение номинальных значений температуры

Согласно нормам [1] [2] [3] , трансформаторы предназначены для:

  • максимальная температура - 40 ° C
  • 30 ° C среднемесячное значение самого жаркого месяца
  • 20 ° C в среднем за год
  • Минимальная температура трансформатора наружной установки -25 ° C
  • Внутренний трансформатор минимальная температура -5 ° C

Если трансформатор предназначен для работы, в которой температура охлаждающего воздуха превышает максимально допустимую, пределы превышения температуры должны быть уменьшены на величину превышения.

В качестве альтернативы разницу температур можно учесть, регулируя мощность трансформатора:

Температура окружающей среды
(среднегодовая)
Вместимость

-20 ° С

124%

-10 ° С

118%

0 ° С

112%

+10 ° С

106%

+20 ° С

100%

+30 ° С

93%

Снижение номинальных характеристик по высоте

Трансформаторы

рассчитаны на высоту до 100 м над уровнем моря.Для других высот предел превышения средней температуры обмотки должен быть уменьшен на [2] [3] :

.
  • масляный, с воздушным естественным охлаждением - 1 K на каждые 400 м над проектной высотой
  • с масляным принудительным охлаждением - 1 K на каждые 200 м над расчетной высотой
  • масляный погружной с водяным охлаждением - без поправки на высоту
  • сухой воздух с естественным охлаждением - 2,5% на каждые 500 м над проектной высотой
  • с воздушным охлаждением сухого типа - 5% на каждые 500 м над проектной высотой

Список литературы

  • [1] - МЭК 60076-1: «Силовые трансформаторы - Общие положения», 2000-2004 гг.
  • [2] - IEC 60076-2: «Силовые трансформаторы - Повышение температуры», 1997 г.
  • [3] - МЭК 60076-11; 'Силовые трансформаторы. Сухие трансформаторы
  • [4] - Siemens: «Руководство по применению - Часть 2: Черновое планирование», 2007 г.

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *