Назначение и принцип действия трансформатора: определение, классификация и принцип работы

Назначение и принцип действия трансформатора напряжения | ТТ и ТН

• трансформатор
• ТН
• справка

Трансформаторы напряжения  двух- или трехобмоточные предназначены как для измерения напряжения, мощности, энергии, так и для питания цепей автоматики, сигнализации и релейной защиты линий электропередач от замыкания на землю. Трансформаторы напряжения имеют два назначения: изолировать вторичную обмотку НН и, тем самым, обезопасить обслуживающий персонал; понизить измеряемое напряжение до стандартного значения 100; 100ν3; 100/3 В.
Трансформаторы напряжения различают: по числу фаз – однофазные и трехфазные; по числу обмоток – двухобмоточные и трехобмоточные; по классу точности – 0,2; 0,5; 1,0; 3; по способу охлаждения – с масляным охлаждением, с воздушным охлаждением; по способу установки – для внутренней установки, для наружной установки и для КРУ.
На рис. 1 представлена схема включения трансформаторов напряжения с обозначениями первичной и вторичной обмоток.

Однофазный двухобмоточный трансформатор напряжения применяется в установках как однофазного, так и трехфазного тока. В последнем случае он включается на линейное напряжение. Один из выводов вторичной обмотки для обеспечения безопасности при обслуживании заземляется.
Основными параметрами трансформаторов напряжения являются:
номинальные напряжения обмоток, т.е. напряжения первичной и вторичной обмоток, указанные на щитке;
номинальный коэффициент трансформации, т. е. отношение номинального первичного напряжения к номинальному вторичному
погрешность по напряжению %
угловая погрешность, т. е. угол между вектором первичного напряжения и повернутым на 180° вектором вторичного напряжения, выраженный в угловых градусах (минутах).

Рис. 1. Однофазный двухобмоточный трансформатор напряжения: а – присоединение трансформатора напряжения к трехфазной сети без нулевого провода; б – расположение выводов (Л-X – выводы ВН; а-х – выводы НН)
На рис. 2 приведен пример изменения погрешности трансформатора напряжения при изменении мощности Бг вторичной нагрузки. Коррекцией напряжения называется преднамеренное изменение коэффициента трансформации в сторону повышения вторичного напряжения, выраженное в процентах. Это достигается уменьшением числа витков первичной обмотки.

Рис. 2. Погрешность по напряжению и угловая погрешность однофазного трансформатора напряжения (сплошные линии с коррекцией числа витков, штриховые линии – без коррекции)
Особо следует сказать о трансформаторах напряжения высокого и сверхвысокого напряжения. Как было отмечено, трансформаторы напряжения передают очень малую мощность, поэтому практически в таких трансформаторах напряжения определяющим является вопрос обеспечения изоляции между первичной и вторичной цепями. Поэтому при напряжениях выше 500 кВ используются так называемые емкостные трансформаторы напряжения, состоящие из емкостного делителя напряжения (двух последовательно соединенных конденсаторов С1 и С2) и понижающего трансформатора, показанных на рис. 3. В современных РУ устанавливаются колонны конденсаторов высокочастотной связи для цепей автоматики и сигнализации. Поэтому, если использовать эту колонку связи CJ и добавить некоторый конденсатор отбора мощности С2, получим емкостной делитель. К конденсатору подключается трансформатор напряжения обычно на 12-15 кВ первичного напряжения. Для устойчивой работы в первичную цепь включается дополнительный реактор LR и высокочастотный заградитель 3. Таким образом, это устройство имеет существенно меньшую стоимость, чем трансформатор напряжения на полное первичное напряжение.

Рис. 3. Практическая схема емкостного трансформатора напряжения

• Назад
• Вперед

• Вы здесь:  
• Главная
• Инфо
• ТТ и ТН
• org/ListItem”> НТМИ и НАМИ-10 (6) – Кентауский трансформаторный завод

Читать также:

• Эксплуатация трансформаторов напряжения
• UMZ – трансформаторы напряжения
• Периодичность проверок измерительных трансформаторов выше 1000 В
• Трансформатор напряжения 110кВ
• Трансформаторы тока и напряжения

Устройство и принципы действия трансформаторов: назначение, виды, критерии подбора

Трансформаторные установки — преобразователи электрической энергии. Они применяются в большинстве электрических приборов, в электросетях, устройствах автоматики, бытовых приборах и коммуникационных аппаратах. Принцип действия трансформаторов опирается на закон электромагнитной индукции Фарадея.

• Устройство трансформатора
• Виды преобразователей
  • Режимы работы трансформаторных устройств
  • Критерии выбора оборудования

Устройство трансформатора

Конструктивно трансформатор состоит из одной или нескольких изолированных обмоток, которые намотаны на ферромагнитный сердечник.

В простейшей схеме это первичная и вторичная обмотки. На первичную подаётся напряжение, со вторичной снимается. Под воздействием переменного тока, который подаётся на первичную обмотку, в магнитопроводе образуется синусоидальный магнитный поток Ф. Пронизывая обмотки, он индуцирует в первичной обмотке электродвижущую силу самоиндукции (ЭДС), а во вторичной — ЭДС индукции.

Обе эти электродвижущие силы индуцируются магнитным потоком Ф, следовательно, ЭДС (E) одинакова в каждом витке. Витки соединены последовательно, поэтому ЭДС первичной обмотки будет E1 = E · w1. Для вторичной это соотношение: E2 = E · w2, где w1, w2 — число витков.

При разомкнутой вторичной обмотке ток в ней не течёт, и напряжение на концах равно ЭДС, U2 = E2. При небольшом токе в первичной обмотке потери будут незначительны и U1 ≈ E1. Заменим E1 и E2, и тогда отношение напряжений выразится некоторой постоянной K, называемой коэффициентом трансформации, U1/U2 = E1/E2 = w1/w2 = K.

Виды преобразователей

Назначение и принцип действия трансформатора заключаются в возможности повышать и понижать напряжение, изменять число фаз, преобразовывать частоту. В зависимости от выполняемых функций трансформаторы подразделяются на следующие виды:

• Силовые трансформаторные установки. Генераторы на электростанциях вырабатывают энергию высокого напряжения 6—24 кВ. Чтобы избежать больших потерь в линиях электропередач, требуется повышать напряжение до 750 кВ. Для распределения энергии между конечными потребителями приходится понижать напряжение до 380 В. Силовые трансформаторы выполняют эти задачи преобразования напряжений.
• Трансформаторные установки тока. Применяются для измерений в электрических цепях. Первичную обмотку подключают в цепь, ток в которой требуется измерить, а вторичная служит для подключения измерительных приборов. Во вторичной обмотке течёт ток, пропорциональный току первичной.
• Трансформаторные установки напряжения. Преобразуют высокое напряжение в низкое.

Сварочные трансформаторные установки. Применяются в сварочных агрегатах. Преобразовывают высокое напряжение в низкое, при этом ток повышается до тысяч ампер.

• Автотрансформаторы. Обе обмотки соединены, имеется и магнитная, и электрическая связь.
• Импульсные трансформаторные установки. Служат для преобразования импульсных сигналов.

По количеству обмоток различают:

• Двухобмоточные установки.
• Трехобмоточные установки.
• Многофазные трансформаторные установки.

По конструкции трансформаторы бывают сухие и масляные. При работе трансформаторных установок возникают тепловые потери. Для маломощных агрегатов они невелики, там применяется воздушное охлаждение. Это сухие трансформаторы. Масляные трансформаторы более мощные и нуждаются в охлаждении жидкостью. Для этого их помещают в баки с трансформаторным маслом, что способствует более полному охлаждению и улучшает изоляцию. Масляные агрегаты предназначаются для работы при напряжениях выше 6 тыс. В.

Режимы работы трансформаторных устройств

Все устройства могут работать в режимах холостого хода, под нагрузкой и короткого замыкания. Холостой ход — это условия работы, при которых отсутствует нагрузка, вторичная обмотка разомкнута. При этом режиме рассчитываются:

• Коэффициенты трансформации.
• Сопротивление ветви намагничивания. Для этого во вторичную обмотку включается вольтметр. Сопротивление должно быть таким, чтобы величина тока была минимальна.
• Коэффициент мощности.
• Короткое замыкание — условия работы, при которых концы вторичной обмотки соединяются. При работе агрегата короткое замыкание — это аварийный режим. Первичный и вторичный токи возрастают в десятки раз. Для предотвращения аварии включаются механизмы защиты.

В условиях испытаний определяется напряжение короткого замыкания. Это паспортная характеристика агрегата. Для определения характеристики соединяют концы вторичной обмотки, а напряжение на первичной понижается до такого, при котором ток не превышает номинальных значений.

При таких испытаниях вместе с испытаниями на холостом ходу определяется коэффициент полезного действия установок.

Критерии выбора оборудования

При приобретении трансформаторного оборудования необходимо рассматривать его основные параметры:

• Напряжение.
• Коэффициент трансформации.
• Угловая погрешность для трансформаторов тока.

Учитываются также условия эксплуатации. Очень важны для выбора область применения, нагрузки и напряжения короткого замыкания. Особенно нужно правильно эксплуатировать установки. Существуют нормативы по пуску, наладке и использованию агрегатов. Главным моментом является обслуживание установок, при котором следует проверять сопротивление на обмотках и ток.

Периодически следует проверять уровень масла и чистоту изоляции. При выполнении всех требований регламента по установке и обслуживанию агрегатов будет обеспечена безопасность эксплуатации и гарантийный срок службы устройств.

Что такое трансформатор: определение, принцип и применение

Привет, ребята. Я Роуз. Сегодня я познакомлю вас с трансформером. Устройство, повышающее или понижающее напряжение в цепи переменного тока, называется трансформатором. Трансформатор представляет собой преобразователь переменного напряжения, работающий по принципу взаимной индуктивности.

Ⅰ. Что такое трансформатор?

1. Определение трансформатора

Устройство, повышающее или понижающее напряжение в цепи переменного тока, известно как трансформатор . Трансформатор представляет собой преобразователь переменного напряжения, работающий по принципу взаимной индуктивности. Он может преобразовать любое значение напряжения в значение напряжения, необходимое нам на той же частоте, чтобы удовлетворить требования к передаче, распределению и использованию электроэнергии. Электроэнергия от электростанции, например, имеет более низкий уровень напряжения и должна быть повышена перед передачей в удаленное место потребления энергии. Для питания энергетического оборудования и суточного электроснабжения область энергопотребления должна быть снижена до соответствующего уровня напряжения. Оборудование.

Первичная катушка, вторичная катушка и железный сердечник являются конструктивными элементами. Переменный магнитный поток формируется в железном сердечнике, когда переменный ток проходит через первичную катушку, заставляя вторичную катушку индуцировать напряжение. Он состоит из катушки и железного сердечника. На катушке две и более обмотки. Первичная обмотка подключается к источнику питания, а вторичная обмотка состоит из остальных обмоток.

2. Основные узлы трансформатора

(1). Железный сердечник

Одним из основных компонентов силового трансформатора является железный сердечник. Это извилистый скелет с «магнитным» маршрутом. Первичная и вторичная обмотки трансформатора намотаны на железный сердечник. Железный сердечник — это часть железного сердечника, покрытая обмоткой. Железное ярмо представляет собой столбик, который используется для соединения сердечника и столбца без намотки обмоток, чтобы получился замкнутый магнитопровод. Возникнут гистерезис и потери на вихревые токи, потому что магнитная цепь в сердечнике трансформатора переменная. Сердечник трансформатора обычно изготавливается из листа кремнистой стали толщиной 0,3-0,5 мм, покрытого на поверхности изоляционным лаком толщиной 0,01-0,13 мм и ламинированного в соответствии с особыми правилами после сушки, чтобы минимизировать эти потери.

(2). Обмотка высокого и низкого напряжения

Обмотка трансформатора является одним из основных компонентов. Он соединен с железным сердечником и образует основной корпус силового трансформатора. Это часть цепи трансформатора, которая создает магнитное поле и передает электрическую энергию, а также канал для «электричества» трансформатора.

Обмотки высокого и низкого напряжения можно разделить на два типа в зависимости от их различных положений расположения: концентрические и перекрывающиеся.

1) Концентрическая обмотка

Основная и вторичная обмотки намотаны в цилиндрические витки различного диаметра и установлены на стальном сердечнике. Для разделения обмоток высокого и низкого напряжения используются изоляционные материалы. Обмотки низкого напряжения обычно помещают внутрь, чтобы облегчить извлечение обмоток высокого напряжения. Снаружи обмотка высокого напряжения имеет гильзу. Для мощных силовых трансформаторов со значительными выходными токами процедура вывода низковольтных обмоток усложнена, а низковольтные обмотки часто располагаются вне высоковольтных обмоток.

2) Обмотка внахлест

Обмотки высокого и низкого напряжения, также известные как расположенные в шахматном порядке обмотки, поочередно укладываются на одну и ту же колонну с железным сердечником, с большими зазорами, сложной изоляцией и большим количеством связующих работ. Преимущество заключается в том, что механические характеристики лучше, расположение выводов и сварка проще, а реактивное сопротивление рассеяния низкое. Этот материал обычно используется в трансформаторах низкого напряжения и сильного тока (например, в трансформаторах электропечей, сварочных трансформаторах и т. д.).

(3). Переключатель ответвлений

Переключатель регулирования напряжения, также известный как переключатель ответвлений, представляет собой устройство, которое изменяет положение ответвления высоковольтной обмотки трансформатора. Изменение положения переключателя ответвлений может изменить коэффициент напряжения и отрегулировать выходное напряжение, увеличив или уменьшив количество витков первичной обмотки. Существует два типа регулирования напряжения: под нагрузкой и без нагрузки.

1) Регулирование напряжения холостого хода

Когда первичная и вторичная обмотки трансформатора отключены от сети, этот подход заключается в изменении количества витков первичной и вторичной обмоток для выполнения пошагового регулирования напряжения называется регулированием напряжения без возбуждения. Переключатели ответвлений для трансформаторов малой мощности обычно имеют три места. Номинальное напряжение аналогично позиции II. Установите переключатель ответвлений в положение I, если напряжение в системе слишком высокое, и в положение III, если напряжение в системе слишком низкое. «От высокого к высокому ключу, от низкого к низкому ключу», иначе говоря.

2) Регулирование напряжения под нагрузкой

Под током нагрузки меняют отвод основной или вторичной обмотки, изменяют число витков и ступенчато регулируют напряжение при работе трансформатора с нагрузкой. В процессе переключения ответвлений на устройстве РПН переход реактивного сопротивления и сопротивления может использоваться для управления циркулирующим током.

(4). Газовое реле

Оно также известно как реле Бухгольца и расположено посередине соединительной трубы между масляным баком и масляной подушкой в ​​качестве устройства защиты от внутренних дефектов трансформатора. Газозащитное устройство создается подключением газового реле к цепи управления. Сигнал легкого газа подключается к верхнему контакту газового реле, а нижний контакт подключается к внешней цепи для получения схемы защиты от тяжелого газа. Автоматический выключатель срабатывает в результате воздействия тяжелого газа, и посылается сигнал о действии тяжелого газа.

Все масляные трансформаторы мощностью 800 кВА и более, а также заводские трансформаторы мощностью 400 кВА и более должны быть снабжены газовыми реле, согласно законодательству.

(5). Взрывозащищенная трубка

Она также известна как предохранительный воздуховод, так как представляет собой защитный механизм, установленный для предотвращения деформации трансформатора при возникновении неисправности внутри трансформатора. Он установлен на большой крышке трансформатора. Сопло изготовлено из тонкопленочной стеклянной пластины и сообщается с атмосферой через роговую трубку. Или фенольный картон, который был запечатан.

(6). Масляная подушка

Механизм для доливки и хранения масла во время работы трансформатора. Он расположен наклонно над масляным баком и соединен с масляным баком маслопроводами. Масляный бак всегда можно заполнить изоляционным маслом, чтобы ограничить контактную поверхность между маслом и воздухом и предотвратить слишком быстрое окисление масла и его увлажнение, когда объем трансформаторного масла расширяется и сжимается в зависимости от температуры масла. Масляная подушка обычно составляет одну десятую размера бака трансформатора. На одной стороне масляной подушки прикреплен указатель уровня масла (трубка датчика уровня масла) для контроля изменения уровня масла, а верхняя половина масляной подушки имеет отверстие для впрыска масла и заслонку для выхода воздуха.

(7). Респиратор

Его также называют поглотителем влаги. Масляная подушка сообщается с окружающей средой через респиратор для предотвращения попадания влаги на масляную подушку. Респиратор содержит силикагель, а влагопоглотитель внутри силикагеля поглощает влагу и загрязняющие вещества из воздуха, обеспечивая хорошую работу изоляционного масла в трансформаторе. Силикагель респиратора обычно представляет собой силикагель, меняющий цвет, который в сухом состоянии светло-голубой и постепенно становится светло-красным при насыщении влагой. Силикагель теперь можно удалить и высушить при высокой температуре 120-160°С. Когда высохший станет синим, вы можете продолжать использовать его.

(8). Устройство охлаждения

Радиатор и охладитель являются частью системы охлаждения масляного силового трансформатора. Тот, у которого слабая циркуляция масла, называется радиатором, а тот, у которого интенсивная циркуляция масла, называется охладителем.

Радиаторные трубы или ребра устанавливаются вокруг бака трансформатора, образуя радиатор. Когда трансформатор работает, разница температур между верхним и нижним слоями масла заставляет масло течь через радиатор, позволяя охлаждать высокотемпературное масло вокруг сердечника трансформатора с помощью радиатора перед возвратом в трансформатор. Это снижает рабочую температуру трансформатора в масляном баке.

(9). Термометр

Это измеритель, который отслеживает рабочую температуру трансформатора. В большинстве случаев точка измерения температуры находится на верхнем слое масла. Обычно используются ртутные термометры, термометры-барометры и термометры сопротивления.

В масляных трансформаторах мощностью менее 1000 кВА следует устанавливать только ртутные термометры; для масляных трансформаторов мощностью 1000 кВА и выше должны быть установлены термометр с аварийной сигнализацией и два трансформатора с принудительным циркуляционным охлаждением масла; а для масляных трансформаторов мощностью 8000 кВА и выше необходимо установить термометр с аварийным сигналом и два трансформатора с принудительной циркуляцией масла. Для дистанционного измерения температуры необходимо установить два компонента для измерения температуры, а именно термометры сопротивления и трансформаторы для охлаждения с принудительной циркуляцией масла.

(10). Изоляционный кожух высокого и низкого напряжения

Фарфоровые изоляционные втулки являются основным изоляционным устройством вне коробки трансформатора, и они используются в большинстве трансформаторов. Изоляционная втулка сухого трансформатора изготовлена ​​из смолы. Через изолирующий ввод высокого и низкого напряжения трансформатор проводит свои обмотки высокого и низкого напряжения из масляного бака наружу. Обмотка трансформатора изолирована от земли (оболочка и железный сердечник) высоковольтной и низковольтной изоляционной втулкой, которая также служит для закрепления ввода и внешней проводки. Основные элементы.

3. Типы трансформатора

По количеству фаз питания: однофазный трансформатор, трехфазный трансформатор, многофазный трансформатор.

По способу влагозащиты различают открытые трансформаторы, герметизированные трансформаторы и герметичные трансформаторы.

По назначению: силовой трансформатор, трансформатор регулирования напряжения, звуковой трансформатор, трансформатор промежуточной частоты, импульсный трансформатор, трансформатор высокой частоты.

4. Функция трансформатора

Чем ниже напряжение, тем больше сила тока, больше сечение провода и выше стоимость прокладки линии при передаче мощности силовым трансформатором на большие расстояния , например, когда мощность постоянна; при повышении напряжения повышающим трансформатором стоимость прокладки линии снижается. Если ток уменьшится, то и стоимость уменьшится. После того, как высокое напряжение было передано в пользовательский центр, требуется понижающий трансформатор для преобразования высокого напряжения в ряд различных напряжений, которые могут использоваться пользователями. В результате трансформатор является критически важной частью электрооборудования.

Ⅱ. Для чего используется трансформатор?

Трансформаторы обычно делятся на две категории: силовые трансформаторы и специальные трансформаторы.

1. Использование силовых трансформаторов

Трансформатор, используемый в первичной цепи энергосистемы для передачи, распределения и подачи электроэнергии, известен как силовой трансформатор.

1) Увеличьте напряжение

Поскольку выходное напряжение генератора ограничено уровнем изоляции, оно обычно составляет 6,3 кВ, 10,5 кВ, а максимальное значение не превышает 20 кВ. Поскольку ток значителен при использовании такого низкого напряжения для передачи на большие расстояния, электрическая энергия, затрачиваемая на сопротивление линии передачи, будет большой. Для уменьшения тока передачи и потерь энергии в ЛЭП без увеличения сечения провода применяют повышающий трансформатор, повышающий напряжение на клеммах генератора до сотен тысяч или миллионов вольт. Это позволяет передавать электроэнергию удаленно.

2) Уменьшить напряжение

После того, как линия электропередачи направит сотни тысяч или миллионы вольт высоковольтной электрической энергии в зону нагрузки, понижающий трансформатор должен преобразовать высокое напряжение в низкое напряжение, пригодное для использования. по электрооборудованию. В системе электроснабжения требуется значительное количество понижающих трансформаторов для преобразования высокого напряжения, передаваемого по линии электропередачи, в различные уровни напряжения для удовлетворения потребностей различных нагрузок.

3) Подключение линии электропередачи

Трансформаторы необходимы для соединения нескольких линий с неодинаковым напряжением для создания системы, когда много электростанций объединены в энергосистему, в дополнение к линиям электропередачи и другому оборудованию.

2. Назначение трансформаторов специальных

Трансформаторы специальные – трансформаторы, применяемые в специальных устройствах электроснабжения, управления, телекоммуникационной аппаратуры и имеющие определенное назначение, исполнение и конструкцию.

1) Трансформаторы выпрямительные, электропечные трансформаторы и трансформаторы промежуточной частоты, применяемые на промышленных и горнодобывающих предприятиях.

2) Обнаружение трансформаторов напряжения и трансформаторов тока, используемых для высокого напряжения и большого тока.

3) Испытательный трансформатор и трансформатор регулирования напряжения, использованные при испытании.

4) Трансформаторы управляющие, импульсные трансформаторы, звуковые трансформаторы и др. , используемые в системах автоматического управления и автоматических устройствах.

Ⅲ. Как работает трансформатор?

Два провода составляют простой однофазный трансформатор. Пульсирующее магнитное поле создается, когда определенное количество тока (например, переменного тока или импульсного постоянного тока) проходит через один из проводников. Согласно теории электромагнитной взаимной индуктивности второй проводник будет генерировать разность потенциалов при изменении магнитного поля. Когда второй проводник подключен к замкнутой цепи, замкнутая цепь генерирует ток. Затем подается электричество. Поскольку магнитное поле, создаваемое катушкой, значительно больше, чем поле, создаваемое прямым проводом, соответствующий проводник в обычных трансформаторах представляет собой провод (обычно медный), образующий катушку. Трансформатор, в общем, представляет собой устройство, которое преобразует переменное напряжение, переменный ток и импеданс. Переменный магнитный поток образуется в железном сердечнике (или магнитопроводе) при подаче переменного тока через первичную катушку, вызывая наведение напряжения во вторичной катушке (или тока). Напряжение VS, VP первичной и вторичной катушек и число витков NS, NP двух обмоток имеют пропорциональную зависимость:

Отношение тока или напряжения между двумя сторонами трансформатора определяется количеством витков на обеих сторонах катушек цепи. Большее напряжение, но меньший ток у той, где больше витков, и наоборот. Если принять во внимание утечку, соотношение напряжений на обеих сторонах трансформатора равно соотношению витков катушки на обеих сторонах, что означает, что напряжение пропорционально количеству витков.

В результате соотношение витков первичной и вторичной катушек может быть уменьшено или увеличено, что приведет к увеличению или уменьшению напряжения. Трансформатор является важным устройством для преобразования напряжения из-за своей природы. Кроме того, если не учитывать эффект утечки, трансформатор не будет усилителем, поскольку он следует этим двум законам. Ток, протекающий через две стороны трансформатора, будет разным, если напряжение на двух сторонах трансформатора различно, и разница между ними обратно пропорциональна. Если ток на одной стороне трансформатора ниже, чем на другой, сторона с более низким током будет иметь более высокое напряжение, и наоборот. Однако мощность, потребляемая обеими сторонами трансформатора, должна быть одинаковой (то есть два значения напряжения и тока на одной стороне должны быть перемножены).

 

Ⅳ. Как пользоваться трансформатором?

Методы использования：

1. Перед использованием трансформатора внимательно прочитайте руководство по эксплуатации трансформатора, а также руководство по эксплуатации прилагаемого блока управления (комплекта). Соединительный кабель должен быть подключен, как указано в руководстве, а заземляющий провод должен быть надежно заземлен.

2. Источники питания переменного тока 220 В и 380 В шкафа управления сухим трансформатором (комплекта) выводятся на низковольтную сторону ввода трансформатора через регулятор напряжения. После переменного коэффициента выход постоянно регулируется до номинального напряжения.

3. Во избежание повреждения оборудования или тестовых изделий учитывайте безопасность испытательных трансформаторов сухого типа и строгость высоковольтных испытаний.

4. При выполнении испытания на выдерживаемое постоянное напряжение или ток утечки начните с вращения высоковольтного кремниевого блока и микроамперметра на высоковольтном выходе высоковольтного испытательного трансформатора, затем постепенно увеличивайте напряжение для выполнения тест постоянного тока.

Меры предосторожности при использовании трансформаторов:

Существует три типа звуков, возникающих во время испытания на выдерживаемое напряжение в результате электрического расстояния: Звук ионизации воздуха — «треск-треск». Звук воздушного потока — «зи, зи». «Шлепок»: звук разрыва изоляции (или воздуха) громкий и четкий, сопровождаемый искрами. Выброс воздуха обычно делится на три части. Ионизация является начальной стадией. Электрическое поле войдет в стримерную стадию, когда оно будет достаточно большим, и воздух будет расколот в огромной точке. Теоретически он соответствует национальным критериям, если звучит точно так же, как «треск» вареных бобов, и может длиться одну минуту без разрушения. Если есть звук «зи-зи», но он не прерывается в течение одной минуты, это соответствует национальной норме, но риск длительной работы трансформатора при потоковой передаче выше. Основной причиной шума высокого давления является недостаточное воздушное расстояние основного воздушного канала (катушка высокого напряжения и катушка низкого напряжения). Когда D мал, E велик, а воздух выдерживает напряженность поля 0,7 кВ/мм при стандартном давлении воздуха и влажности, электрическое поле E=U/D E, напряжение U, расстояние между электродами D. Молекулы легко ионизируются, когда электрическое поле больше этого значения. Однако воздух не будет проводить электричество, если он не расщеплен. Кстати, оценивая изоляцию главного воздуховода трансформатора, смотрите не только на воздух; катушки высокого и низкого напряжения также имеют внутренний и внешний слои изоляции, поэтому следует учитывать композитную изоляцию.

 

Ⅴ. Основные параметры трансформатора

1. Номинальная мощность SN

Когда устройство РПН расположено в главном ответвлении, номинальная мощность трансформатора относится к полной мощности трансформатора при номинальном рабочем состоянии (номинальное напряжение, номинальная частота и номинальные условия использования), указанные на паспортной табличке. Единица измерения – кВА.

Однофазный трансформатор SN=UN2*IN2

Трехфазный трансформатор SN=√3UN2*IN2

2. Номинальное напряжение UN1 и UN2

Первичное номинальное напряжение UN1 — это номинальное напряжение сети, а вторичное номинальное напряжение UN2 — это значение напряжения холостого хода, записанное на вторичной стороне, когда первичная сторона плюс номинальное напряжение применены.

Линейное напряжение представлено первичным и вторичным номинальным напряжением трехфазного трансформатора.

В условиях холостого хода коэффициент номинального напряжения представляет собой отношение номинального напряжения на первичной стороне к номинальному напряжению на вторичной стороне.

3. Номинальный ток IN1 и IN2

Линейный ток, который первичная и вторичная обмотки могут пропускать в течение длительного времени при указанном напряжении и номинальной температуре окружающей среды, называется первичным и вторичным номинальным током трансформатора.

Однофазный трансформатор IN1=SN1/UN1 √3UN1

                                                    IN2=SN2/√3UN2

4. Напряжение импеданса

Напряжение короткого замыкания — другое название напряжения импеданса. То есть вторичная обмотка трансформатора закорочена, а напряжение первичной обмотки постепенно увеличивается. Напряжение, подаваемое на первичную сторону, равно номинальному току, когда ток короткого замыкания равен номинальному току.

Одним из критериев параллельной работы двух трансформаторов является одинаковое напряжение импеданса. Расчет тока короткого замыкания и определение характеристик релейной защиты основаны на величине значения напряжения короткого замыкания.

5. Ток холостого хода I0

Ток холостого хода протекает через первичную обмотку, когда вторичная сторона трансформатора разомкнута и на первичную сторону подается номинальное напряжение. Величина тока холостого хода определяется мощностью трансформатора, структурой магнитопровода и качеством листа кремнистой стали. Ток холостого хода распределительного трансформатора обычно составляет от 3 до 8% от номинального первичного тока.

6. Потери холостого хода P0

Когда трансформатор размыкается во второй раз и номинальное напряжение подается один раз, это относится к мощности, потерянной трансформатором. Включены потери на возбуждение и вихревые токи. Размер трансформатора определяется производственным процессом и приложенным напряжением и не имеет ничего общего с величиной нагрузки.

7. Потери при коротком замыкании Pk

Когда вторичная обмотка трансформатора закорочена и основная обмотка пропускает номинальный ток, это мощность, потребляемая трансформатором. Он может показать преимущества и недостатки финансовых показателей трансформатора.

8. Превышение температуры

Превышение температуры верхней масляной поверхности трансформатора не должно превышать 55°C в зависимости от штата. Температура верхней масляной поверхности трансформатора не должна превышать 85°С во избежание быстрого старения и повреждения трансформаторного масла.

9. Группа соединений

Группой соединений трансформатора является маркировка, указывающая способ соединения обмоток трансформатора с обеих сторон и соотношение фаз соответствующего линейного напряжения.

1) Название группы соединений

Метка группы соединений состоит из двух частей: букв и цифр.

(1) Слева направо предшествующие буквы обозначают способы соединения первичной и вторичной обмоток, при этом прописные буквы обозначают первичную обмотку, а строчные буквы обозначают способ соединения вторичной обмотки. D или d — соединение треугольником, а Y или y — соединением звездой. Знака, указывающего на отсутствие нейтральной линии, нет, а буква n ставится после буквы Y с нейтральной линией, поскольку существует два типа соединений Y с нейтральной линией и без нейтральной линии.

(2) Фазовый сдвиг напряжения линии вторичной обмотки относительно напряжения линии первичной обмотки представлен следующим значением, которое может быть целым числом от 0 до 11. Линия вторичной обмотки получается путем умножения этого значения на 30°. . Число углов, на которое напряжение отстает от изменения фазы напряжения линии первичной обмотки. 0 означает, что линейные напряжения первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе. Вектор линейного напряжения первичной обмотки используется в качестве минутной стрелки, которая находится в положении часов на 12 часов, а вектор линейного напряжения вторичной обмотки используется в качестве часовой стрелки, которая фиксируется в положении «12 часов». 6 часов положение часов. Цифра указывает на количество групп обмоток трансформатора.

2) Стандартная группа подключения

Национальный стандарт устанавливает, что однофазные двухобмоточные силовые трансформаторы имеют только одну группу подключения; трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы имеют только Y, yn0, Y, d11, YN, d11, YN, y0 и Y, y0 пять стандартных групп подключения, чтобы свести к минимуму путаницу при изготовлении и использовании. Номер группы соединений равен 0, когда обмотки высокого и низкого напряжения соединены звездой; 11, когда обмотка высокого напряжения соединена по схеме «звезда», а обмотка низкого напряжения – по схеме «треугольник».

 

Ⅵ. Тип неисправности трансформатора

Неисправность трансформатора делится на две категории в зависимости от расположения точки неисправности: неисправность в топливном баке и неисправность вне топливного бака.

① Неисправность внутри топливного бака

Межфазное короткое замыкание с каждой стороны, однофазное короткое замыкание на землю на стороне сильноточной системы и короткое замыкание между затворами между обмотки одной фазы являются наиболее распространенными внутренними проблемами бака трансформаторного масла.

② Неисправность вне топливного бака

Неисправность изолирующей втулки и короткого подводящего провода на выводном конце трансформаторной группы. Замыкания на землю на стороне сильного тока и замыкания на землю на стороне низкого напряжения, а также двухфазные и трехфазные короткие замыкания.

 

Ⅶ. Какие виды испытаний необходимо проводить при эксплуатации трансформатора?

(1) Температурный тест.

Температура трансформатора имеет решающее значение, независимо от того, работает он регулярно или нет. Максимальная температура масла не должна превышать 85 градусов Цельсия, согласно стандартам (то есть превышение температуры составляет 55С). Трансформаторы обычно оснащены оборудованием для измерения температуры.

(2) Измерение нагрузки.

Очень важно оценить мощность источника питания, которую действительно может выдержать трансформатор, чтобы оптимизировать коэффициент использования трансформатора и снизить потери электроэнергии во время работы. Измерение часто проводится в пиковый период потребления электроэнергии в течение каждого сезона с помощью клещевого амперметра. Значение тока должно составлять 70-80 процентов от номинального тока трансформатора. Если он превышает, это означает, что система перегружена, и ее нужно немедленно исправлять.

(3) Измерение напряжения.

Диапазон изменения напряжения должен быть в пределах 5% от номинального напряжения в соответствии со стандартами. Если напряжение превышает этот диапазон, следует использовать отвод, чтобы вернуть его в заданный диапазон. Вольтметр обычно используется для измерения напряжения на клеммах вторичной обмотки и напряжения на клеммах пользователя.

(4) Измерение сопротивления изоляции.

Сопротивление изоляции необходимо оценивать, чтобы предотвратить старение изоляции и несчастные случаи, а также обеспечить постоянную нормальную работу трансформатора. При проведении измерений старайтесь выключать трансформатор. Измерьте сопротивление изоляции трансформатора встряхивателем. Измеренное сопротивление должно быть не менее 70% от предыдущего измерения. Катушка низкого напряжения может быть 500 вольт, когда выбран шейкер.

Однофазные трансформаторы: как они работают?

Рисунок 1: Однофазный трансформатор

Трансформатор — это пассивный компонент, который передает электрическую энергию от одной цепи к другой или нескольким цепям. Однофазные трансформаторы могут повышать (увеличивать) или понижать (уменьшать) переменное напряжение. Трансформаторы имеют широкий спектр применения и могут быть классифицированы в зависимости от их использования. В этой статье рассматриваются определение, конструкция, преимущества, недостатки и области применения однофазных трансформаторов.

Содержание

• Типы трансформаторов на базе электрической сети
• Различия между однофазными и трехфазными трансформаторами
• Закон электромагнитной индукции Фарадея
• Что такое однофазный трансформатор?
• Работа однофазных трансформаторов
• Строительство однофазных трансформаторов
• Применение однофазного трансформатора
• Преимущества однофазного трансформатора
• Недостатки однофазного трансформатора
• Часто задаваемые вопросы

• Автотрансформатор

• Постоянное напряжение

• Трансформатор тока

• Трансформатор безопасности

• Однофазные трансформаторы

• Трехфазные трансформаторы

• Трансформаторы напряжения

Типы трансформаторов на базе электрической сети

В зависимости от используемой электрической сети трансформаторы классифицируются как;

• Трансформаторы однофазные
• Трехфазные трансформаторы

Однофазный трансформатор (обозначен буквой А на рис. 2) работает от однофазного источника питания и содержит по одной обмотке на первичной и вторичной сторонах. Трехфазный трансформатор работает от трехфазного источника питания, и первичная и вторичная обмотки имеют по три набора обмоток. Подробнее о конструкции и схемах подключения трехфазного трансформатора читайте в нашей статье о трехфазных трансформаторах.

В большинстве случаев однофазные трансформаторы занимают меньше места, чем другие трансформаторы. Однофазные трансформаторы также легче транспортировать по сравнению с трехфазными трансформаторами. Однако использование одного трехфазного трансформатора более эффективно, чем использование трех однофазных трансформаторов.

Рисунок 2: Однофазный (слева) с первичной (А) и вторичной обмотками (В) и магнитопроводом (С)

Различия между однофазными и трехфазными трансформаторами

• Блок питания в одном -фазный трансформатор осуществляется через один проводник, а в трехфазных трансформаторах питание осуществляется по трем проводникам.
• Для замыкания цепи однофазного трансформатора требуется два провода, а для замыкания цепи трехфазного трансформатора требуется четыре провода.
• Если однофазный трансформатор выдает 230 В, то трехфазный трансформатор выдает 415 В.
• Однофазный трансформатор использует простую сеть, а трехфазный трансформатор использует сложную сеть.
• В однофазных трансформаторах происходит сбой питания, а в трехфазных трансформаторах сбоя питания нет. Вибрации в трехфазных двигателях значительно снижены, поскольку мощность распределяется равномерно по всему циклу.
• Однофазные трансформаторы используются для бытовой техники, а трехфазные трансформаторы рассчитаны на большую нагрузку.

Закон электромагнитной индукции Фарадея

Закон электромагнетизма Фарадея предсказывает, как магнитное поле будет взаимодействовать с цепью, создавая электродвижущую силу. Закон Фарадея состоит из:

• Первый закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что всякий раз, когда проводник находится в переменном магнитном поле, возникает электродвижущая сила (ЭДС).
• Второй закон электромагнитной индукции Фарадея утверждает, что индуцированная электродвижущая сила равна скорости изменения потокосцеплений.

Что такое однофазный трансформатор?

Однофазный трансформатор работает от однофазной сети и состоит из двух частей – магнитной и электрической частей. Магнитная часть трансформатора состоит из магнитного железного сердечника, а электрическая часть состоит из медного трансформатора. Прочтите нашу статью об электрических трансформаторах, чтобы узнать больше о конструкции трансформатора.

Трансформатор работает только от переменного тока, поскольку постоянный ток не создает электромагнитного поля. Трансформатор не имеет движущихся частей; следовательно, при работе однофазного трансформатора механическое трение отсутствует. Следовательно, при использовании однофазного трансформатора потери энергии невелики, что делает однофазный трансформатор высокоэффективным.

Когда первичная обмотка трансформатора сталкивается с переменным током, она генерирует переменное электромагнитное поле. Часть генерируемого магнитного поля соединяется со вторичной обмоткой за счет взаимной индукции, создавая ток. Во вторичных обмотках индуцируется напряжение с той же частотой, что и в первичных обмотках. Закон Фарадея может определить значение индуцированного напряжения.

Работа однофазных трансформаторов

Однофазный трансформатор работает по принципу взаимной индуктивности. Первичные обмотки подключаются к переменному току, питающему катушку, которая создает магнитное поле. Процесс нарастания магнитного поля известен как взаимная индуктивность, и ток протекает через катушку в соответствии с законом Фарадея.

Создаваемое магнитное поле усиливается, когда ток, протекающий через катушку, увеличивается, создавая магнитные силовые линии. Магнитные силовые линии формируют магнитный поток, а вторичная обмотка связывает систему с магнитным потоком.

Соотношение витков первичной и вторичной обмотки определяет силу генерируемого магнитного поля. Увеличение тока приводит к увеличению магнитного потока – они прямо пропорциональны. Текущий магнитный поток в сердечнике индуцирует напряжение во вторичной обмотке. Величину индуцированного напряжения можно определить по закону Фарадея.

Конструкция однофазных трансформаторов

Однофазный трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки. Обмотки размещены на магнитопроводе, изготовленном из пластин кремнистой стали. Цель магнитного сердечника состоит в том, чтобы обеспечить путь для магнитного потока. Кремниевая сталь уменьшает гистерезисные потери, а пластины уменьшают потери из-за вихревых токов (локализованный электрический ток, индуцируемый в проводнике из-за переменного магнитного поля).0003

Пластины представляют собой тонкие листы, соединенные вместе, чтобы сформировать сердцевину. Эмалевое теплоизоляционное покрытие изолирует пластины друг от друга. Существует два типа конструкций однофазных трансформаторов, а именно;

• Трансформатор с сердечником
• Кожуховой трансформатор

Конструкция трансформатора стержневого типа

Трансформатор имеет две вертикальные стойки (ветви) и две горизонтальные секции (ярма) в магнитном токе. Половина первичной и вторичной обмоток размещены на каждом стержне, чтобы свести к минимуму влияние потока рассеяния. Две обмотки образуют цилиндрическую обмотку (рис. 3, обозначенная A)

Конструкция трансформатора кожухового типа

Трансформатор имеет три ветви в магнитной цепи. Обмотки находятся в среднем плече, а другие плечи завершают путь потока с низким магнитным сопротивлением (рис. 3, обозначенный буквой B). Первичная и вторичная обмотки состоят из двух частей; секция низкого напряжения и секция высокого напряжения.

Рис. 3: Трансформаторы с сердечником (A) и кожухом (B)

Применение однофазного трансформатора

Однофазный трансформатор в основном используется в низковольтных приборах, таких как домашние устройства. Некоторые из применений однофазного трансформатора:

• Снижение напряжения в локализованном распределении электроэнергии
• Регулировка напряжения в телевизорах
• Используется в осветительных и отопительных приборах
• Используется в районах с низкой потребностью в электроэнергии, например, в сельской местности
• Повышение напряжения в бытовых инверторах

Преимущества однофазного трансформатора

• Система надежна, непрерывность работы обеспечивается при параллельном соединении трансформаторов.
Трансформаторы
• работают параллельно, что снижает вероятность перегрузки.
• Трансформатор может включаться и выключаться в зависимости от нагрузки.

Недостатки однофазного трансформатора

• Дорого в обслуживании.
• Требуется много места для установки.
• При параллельном соединении трансформаторов возможен сбой.

Часто задаваемые вопросы

Сколько существует типов трансформаторов?

Три основных типа – конденсаторный, электромагнитный и оптический

Что означает однофазный трансформатор?

Однофазный трансформатор представляет собой тип трансформатора, работающего от однофазной энергии. Однофазный трансформатор состоит из двух частей — магнитного трансформатора и электрической части.

Какой тип электропитания используется в домах?

В домах используется однофазное электропитание.

Как подключаются однофазные трансформаторы?

Однофазные трансформаторы могут быть соединены последовательно или параллельно.