Устройство автотрансформатора
Автотрансформатор — это вид трансформатора, который имеет одну общую обмотку для обоих обмоток, в отличие от обычных трансформаторов, у которых обмотки разделены. Принципиальное отличие автотрансформатора от других типов трансформаторов в том, что автотрансформатор состоит только из одной обмотки, которая имеет один или несколько отводов для отбора выходного напряжения. Таким образом, первичная и вторичная стороны объединены в одной обмотке.
Устройство и принцип действия автотрансформатора
Автотрансформатор является разновидностью трансформаторов (рис. 1), только с одной совмещенной обмоткой.
Рис. 1. Внешний вид: а) автотрансформатора, б) трансформатора
Если напряжение необходимо понизить, то первичное напряжение подводится ко всей обмотке, а вторичное берется лишь от ее части. В целях повышения напряжения наоборот: первичное – к части обмотки, вторичное – от всей обмотки. То есть их первая обмотка является частью второго контура и наоборот (рис. 2).
Рис. 2. Схема автотрансформатора : а) двухобмоточного трансформатора с электрической связью между обмотками, б) автотрансформатора
Такие цепи образуются посредством электромагнитной и гальванической связей. Первичный и вторичный ток, одновременно передвигаясь по одному проводнику (обмотке), складываются геометрически. В связи с этим на обмотку подается незначительный электрический ток.
Для чего же нужен автотрансформатор? Если трансформатор способен существенно, в разы, повышать и понижать напряжение, то автотрансформаторы целесообразно использовать в тех случаях, когда требуется незначительное понижение напряжения (например, в 0,5 раза).
Чем ближе значения входного и выходного напряжения друг к другу, тем больше массы и материала можно сэкономить при использовании автотрансформатора, так как преобразованию подлежит только часть тока и напряжения. Это позволяет использовать провод разной толщины в обеих частях обмотки. Силовые автотрансформаторы преимущественно используются в сетях с напряжением более 100 кВ, что экономически выгодно.
Автотрансформаторы бывают двух видов:
- Бытовые/лабораторные (ЛАТР): однофазные, менее мощные (0,5; 1; 2; 5; 7,5 кВА), предназначены для плавного регулирования напряжения в пределах от 0 до 250 В как на понижающей, так и на повышающей стороне; используются для испытания электрооборудования и в качестве регулируемого источника переменного напряжения. Кроме того, ЛАТР лежит в основе конструкции автоматических стабилизаторов напряжения электромеханического типа.
- Промышленные (силовые автотрансформаторы): трехфазные, более мощные, получили широкое распространение на сетевых электроподстанциях, в строительной и промышленной сферах.
Силовые трехфазные автотрансформаторы могут быть как двухобмоточными, так и трехобмоточными. Первые чаще всего применяют для снижения напряжения при пуске мощных двигателей и ступенчатого регулирования напряжения на зажимах нагревательных элементов электрических печей.
Трехфазные трехобмоточные автотрансформаторы широко применяются на высоковольтных электрических подстанциях (рис. 3).
Рис. 3. ПС «Семей» Казахстан, АОДЦТН-167 000/500 У1
Стоит особо отметить, что данное оборудование используется только для соединения электрических сетей с заземленной нейтралью в сетях с напряжением 110 кВ и выше.
Чем отличается автотрансформатор от трансформатора
- Принципиальное отличие автотрансформатора от трансформатора – в количестве катушек обмотки: у трансформатора их две и более, у автотрансформатора – одна катушка с совмещенными первичной и вторичной обмотками с несколькими выходами для подключения к различным коммуникациям.
- У автотрансформатора, в отличие от трансформатора, отсутствует изоляционный материал между обмотками. Что значительно снижает уровень безопасности при эксплуатации в бытовых условиях.
- У трансформатора первичная и вторичная обмотки гальванически не связаны, в отличие от автотрансформатора.
- Силовые трансформаторы и автотрансформаторы существенно различаются размером сечения сердечника.
Преимущества автотрансформатора перед трансформатором:
- меньшие габариты, что существенно упрощает перемещение, доставку оборудования до места назначения;
- часть энергии передается за счет электрической связи;
- более высокий КПД, так как преобразованию подвергается лишь часть магнитного потока;
- относительно низкая стоимость за счет экономии материалов при производстве: расход электротехнической стали и меди для изготовления медного проводника ниже благодаря наличию лишь одной катушки обмотки и проволоки меньшего сечения;
- во время эксплуатации автотрансформатор несет меньшие нагрузочные потери и потери холостого хода (потери в железе и меди меньше);
- возможность применять автотрансформатор для плавного запуска электродвигателя переменного тока ‒ это продлевает срок работы оборудования и позволяет сберечь электроэнергию.
Автотрансформаторы используются во многих отраслях и на различных промышленных предприятиях, таких как бумажные фабрики, заводы и т.д.
Неоспоримым достоинством автотрансформаторов является повышение КПД энергосистем, что существенно снижает стоимость передачи энергии. Хотя зачастую это приводит к увеличению токов короткого замыкания.
Особенности автотрансформатора, которые следует учитывать при выборе силового оборудования:
- Данное оборудование востребовано в том случае, если требуется стабилизировать или устранить недостатки электросети, например, когда напряжение слегка не дотягивает или превышает требуемые значения.
- Конструкция позволяет устанавливать по три однофазных трансформатора в трехфазных цепях. В этом случае их соединяют в виде звезды или треугольника.
Силовые трансформаторы: назначение, устройство, типы и виды
Силовые трансформаторы имеют широкое практическое применение. Эти электромагнитные устройства используют, если нужно увеличить напряжение на стороне нагрузки.
Как работают силовые трансформаторы
Работа силового трансформатора происходит благодаря электромагнитной индукции. При подаче тока на первичную обмотку образуется сцепление между обмотками, вызывая электродвижущую силу. Это способствует появлению переменного магнитного потока в магнитопроводе.
При этом для получения напряжения на вторичной обмотке значение имеет соотношение витков между обмотками силового трансформатора. Это соотношение определяется тем, какую задачу должен решить трансформатор: повысить или понизить напряжение.
Как устроены силовые трансформаторы
Ключевой узел каждого устройства – магнитопровод (сердечник) с двумя и более обмотками. Его изготавливают из стали с высокой магнитной проницаемостью. Он обладает способностью быстро намагничиваться даже в слабых магнитных полях и быстро размагничиваться при отсутствии магнитного поля. Сердечник изготавливают из тонких листов металла таким образом, чтобы стержни были вписаны в окружность.
Обмотки силового трансформатора производят из меди или алюминия. Каждый виток в обмотке изолирован от магнитопровода и других витков обмотки. Между основными элементами так называемой активной части трансформаторов, а именно обмотками, магнитопроводом и другими конструкционными элементами, специально оставляют пространство, чтобы охлаждающая жидкость (масло) могла циркулировать и тем самым отводить тепло от обмоток и магнитопровода. Электрический ток подается на первичную обмотку, а после его преобразования в трансформаторе с вторичной обмотки снимается вторичный ток, отличающийся от первичного на коэффициент трансформации, который зависит от соотношения количества витков в первичной и вторичной обмотках (рис. 1).
Рис. 1. Устройство силового трансформатора: 1 – первичная обмотка с числом витков w1; 2 – вторичная обмотка с числом витков w2; 3 – стержень магнитопровода; 4, 5 – ярмо магнитопровода
Основные элементы конструкции силовых трансформаторов
1. Для электрического присоединения обмоток высокого (ВН), среднего (СН) или низкого (НН) напряжения к соответствующим устройствам электрической сети (генераторам, двигателям, линиям электропередач и так далее) на трансформаторах устанавливаются вводы различного типа и конструкционного исполнения. Так, например, вводы на стороне ВН имеют высокое номинальное напряжение, а вводы на стороне НН рассчитаны на высокие номинальные токи, что непосредственно влияет на их конструкцию и размеры.
2. Для регулирования напряжения и, соответственно, тока на первичной и вторичной обмотках трансформатора путем изменения коэффициента трансформации за счет электрического соединения различного количества витков обмоток применяются два типа переключателей. Один из них производит переключение, т.е. регулирование, под нагрузкой (РПН), а другой производит переключение без нагрузки и без напряжения (ПБВ), что означает переключение без возбуждения. Оба типа переключателей, как правило, устанавливаются в обмотках ВН, так как они имеют меньшие значения номинального тока, что особенно важно для РПН из-за необходимости гашения возникающей при переключении дуги меньшей энергии, чем если бы это было на стороне НН.
3. На масляных трансформаторах большой мощности устанавливается масляная система охлаждения. Масляное охлаждение бывает:
- естественное;
- естественное с дутьем;
- принудительное – с направленным движением масла;
- принудительное с дутьем;
- принудительное масляно-водяное.
Дополнительное навесное оборудование
Дополнительное навесное оборудование совершенствует работу силовых трансформаторов (рис. 2). К нему относятся:
1) защита, отключающая трансформатор или подающая оповещающие сигналы, – газовое реле. Принцип действия газового реле для защиты трансформатора основан на контроле давления газа. Реле врезают в маслопровод трансформатора между баком и расширителем. В случае резкого повышения температуры, которое может возникнуть, например, из-за электрического разряда внутри бака трансформатора, начинает разлагаться масло, отчего внутри трансформатора образуется газ. Разогретые газы стремятся попасть в расширитель устройства, проходя через корпус реле;
2) система защиты от повышения давления охладителя, которая работает автоматически;
3) индикаторы температуры – измеряют температуру масла в маслонаполненном оборудовании;
4) прибор, измеряющий уровень масла;
5) система фильтрации и сушки масла;
6) влагопоглотители конденсата, образующегося под крышкой трансформатора, препятствуют его попаданию в масло.
Рис. 2. Дополнительные функции управления, мониторинга и диагностики трансформаторов, применяемые в производстве силовых трансформаторов «Группы СВЭЛ»
Типы и виды силовых трансформаторов
Какие бывают силовые трансформаторы? Силовые трансформаторы можно разделить по различным основаниям.
По количеству фаз выделяют однофазные и трехфазные трансформаторы. Трехфазные используют на подстанциях, они более распространены.
По числу обмоток – двухобмоточные и трехобмоточные трансформаторы.
По задаче или назначению трансформаторы бывают повышающие или понижающие напряжение.
По месту установки – устанавливаемые внутри помещений и устанавливаемые снаружи помещений (рис. 3).
Рис. 3. Трансформатор, установленный на Курской АЭС
По преобразуемому параметру электрического напряжения выделяют силовой трансформатор тока и силовой трансформатор напряжения.
Силовые трансформаторы тока преобразуют силу тока без изменения его мощности.
Силовые трансформаторы напряжения помогают получить нужное напряжение от источника переменного тока, например, промышленной сети.
По виду диэлектрика выделяют сухие силовые трансформаторы (с литой или воздушно-барьерной изоляцией) и силовые маслонаполненные трансформаторы.
Сухие силовые трансформаторы с литой изоляцией (рис. 4) имеют ряд преимуществ:
- компактный размер;
- широкий диапазон допустимых температур (до –60 °С);
- повышенная пожарная и экологическая безопасность;
- пониженный уровень шума;
- простота монтажа;
- устойчивость обмоток к увлажнению и загрязнению.
Рис. 4. Основные элементы конструкции сухих трансформаторов
Трансформатор силовой масляный имеет широкий спектр применения в промышленности. По конструкции он представляет собой корпус (бак) с погруженными в него сердечником и обмотками и заполненный трансформаторным маслом.
- низким уровнем шума;
- отсутствием необходимости подпрессовки обмоток и капремонта в процессе всего срока эксплуатации;
- незначительными добавочными потерями в металлоконструкциях.
«Группа СВЭЛ» имеет площадки по производству сухих и масляных трансформаторов в Екатеринбурге. Все трансформаторы производятся с полным контролем на каждом этапе изготовления, сборки и проверки и соответствуют необходимым стандартам качества.
Где широко применяются трансформаторы ответ
Ниже мы собрали подборку типовых вопросов и ответов на них по теме трансформаторов
Что такое трансформатор?
Трансформатор — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.
В чем заключается принцип работы трансформатора?
Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
Что такое трансформатор тока?
Трансформатор тока — трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока, а вторичная обмотка замыкается на измерительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления.
Что такое измерительный трансформатор тока?
Измерительный трансформатор тока — трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значения, удобного для измерения. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке.
Где используются трансформаторы тока?
Трансформаторы тока (далее — ТТ) широко используются для измерения электрического тока и в устройствах релейной защиты электроэнергетических систем, в связи с чем на них накладываются высокие требования по точности. Трансформаторы тока обеспечивают безопасность измерений, изолируя измерительные цепи от первичной цепи с высоким напряжением, часто составляющим сотни киловольт.
Для чего нужны трансформаторы светодиодам?
Для стабильной работы светодиодного оборудования нужно напряжение, равное 12 В либо 24 В. Так как в основной сети данная величина составляет 220 В, возникает необходимость использования для светодиодов специальных приборов, преобразующих ток. К тому же трансформаторы обеспечат надлежащую стабильность и равномерность тока и напряжения, что очень важно ввиду значительной чувствительности светодиодных приборов к их перепадам.
Какие бывают виды трансформаторов?
В зависимости от цели использования выделяют силовые (снижающие напряжение сети до 220 В), трансформаторы тока (регулирующие силу тока), трансформаторы напряжения (регулирующие напряжение), импульсные (преобразуют импульсные токи), разделительные (наиболее безопасны вследствие особенностей соединения обмотки), пик- трансформаторы (переводят синусоидальное напряжение в импульсное), автотрансформаторы (у которых связь обмотки электромагнитная и электрическая). С учетом места установки различают устройства для внутреннего и наружного размещения, а также встраиваемые в другие приборы. По типу изоляции устройства бывают литыми, масляными, газовыми и сухими.
Чем отличаются трансформаторы 50 и 400 Гц?
Трансформаторы на 50 Гц оптимально подходят для бытового использования, так как они наиболее безопасны при эксплуатации и теряют меньший процент тепла (энергии) при передаче на значительные расстояния, на 400 Гц отличаются компактностью и сравнительно небольшой массой, чем и обусловлены более весомые энергетические потери. Такие приборы применяют в сфере авиаприборостроения.
Что такое анцапфа?
Анцапфа – это, так называемый, переключатель ПБВ (сокр., переключение без возбуждения). В силовом трансформаторе такой переключатель устанавливается со стороны высшего напряжения (ВН) и предназначается, в первую очередь, для изменения коэффициента трансформации. При изменениях высшего напряжения в пределах +- 10% от номинального значения, анцапфа позволяет поддерживать напряжение на вторичной обмотке постоянным. Переключение положения ПБВ (анцапфы) необходимо производить только при отключенном трансформаторе (снимая напряжение на стороне ВН).
Почему сердечник трансформатора изготавливают из нескольких изолированных пластин, а не из цельного куска стали?
Сердечник трансформатора изготавливается с использованием изолированных пластин для уменьшения или практически полного исключения потерь, вызываемых протеканием вихревых токов. Таким образом, благодаря сердечнику из изолированных пластин, общая сумма потерь, будет в разы ниже, чем потери при использовании цельного сердечника. Сердечник может быть изготовлен цельным, однако, обязательным условием является высокое удельное сопротивление материала (это могут быть, например, ферритовые сплавы).
Зачем пластины сердечника трансформатора стягиваются шпильками?
Это необходимо, чтобы обеспечить максимально плотное прилегание изолированных пластин друг к другу, а также, чтобы сделать пакет пластин сердечника прочным и достаточно устойчивым к механическим повреждениям.
Что такое холостой ход трансформатора? Как трансформатор работает в этом режиме?
Режим холостого хода трансформатора — это такой режим работы трансформатора, при котором одна из его обмоток запитана от источника переменного тока (напряжения) (линия электропередач), а цепи остальных обмоток разомкнуты. В реальности, такой режим работы встречается у трансформатора, в случае, когда он подключен к сети, а нагрузка, запитываемая от его вторичной обмотки, ещё не подключена.
Что происходит на вторичных обмотках трансформатора в случае понижения напряжения на первичной обмотке трансформатора?
Напряжение на вторичных обмотках трансформатора снижается строго пропорционально коэффициенту трансформации.
Что такое автотрансформатор?
Автотрансформатор – это один из вариантов электрического трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, благодаря чему, имеют и электромагнитную и гальваническую связь.
Чем отличаются трансформаторы тока типа ТОП и ТШП от ТТИ?
Сердечники у трансформаторов ТОП и ТШП изготовлены из трансформаторной стали с высоким содержанием кремния, что позволило увеличить межповерочный интервал до 12 лет (у ТТИ — 5 лет).
Какой коэффициент трансформации у трансформатора тока ТТИ-А 200/5 5ВА, класс точности 0,5 IEK?
У трансформатора тока ТТИ-А 200/5 5ВА коэффициент трансформации 40.
Какая периодичность государственной поверки трансформатора тока ТШП-0,66.
Межповерочный интервал у ТШП-0,66 составляет 12 лет.
Что обозначают буквы FS в названии трансформатора?
«FS» и после численное значение — так обозначается кратность тока термической стойкости. Чтобы защитить приборы от повреждения большими токами для измерительных обмоток приводится коэффициент безопасности приборов (FS) со значением 5 или 10. это означает, что при подключении номинальной нагрузки (10 В×А) вторичный ток может максимально увеличиться в 5 или 10 раз. Например: указано FS 5 – это говорит о том, что общая погрешность измерений при 5-ти кратном первичном номинальном токе, возникающем в результате магнитного насыщения сердечника, составляет минимум 10%.
Зачем в названии трансформатора указываются значения коэффициента безопасности?
Трансформаторы изготавливаются с различными значениями коэффициента безопасности приборов, при правильном выборе которых, можно избежать ненужных затрат на дополнительные системы защиты измерительных приборов. Защитные свойства вторичной обмотки трансформатора, предназначенной для измерения, возможны, если коэффициент безопасности прибора выбран таким образом, чтобы возможный максимальный ток, протекающий по цепи вторичной обмотке трансформатора, был бы меньше предельного тока включенных в цепь измерительных приборов.
Что такое номинальная предельная кратность?
Номинальная предельная кратность – коэффициент перегрузки по току для защитных обмоток. Защитные обмотки должны воспроизводить ток короткого замыкания и при этом не входить в насыщение. Обычное значение этого коэффициента составляет 10 или 20.
При использовании трансформатора на производстве как подсчитать экономию?
В ГОСТ 7746-2001 для трансформаторов тока установлены классы точности: 0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5. Разница между классами точности 0,2 и 0,5 составляет 2,5 раза, легко сосчитать, какая сумма при покупке электроэнергии будет потеряна из-за неправильного подбора класса точности трансформаторов тока. Нижний предел нормированной погрешности большинства установленных ныне трансформаторов тока при 5% номинального тока составляет 1,5%. В совокупности с погрешностями измерений трансформаторов напряжения и счетчиков общая погрешность измерительного канала достигает 2,9-3%.
Из чего состоит трансформатор?
Простейший трансформатор состоит из замкнутого магнитопровода и двух обмоток в виде цилиндрических катушек. Одна из обмоток подключается к источнику переменного синусоидального тока с напряжением u1 и называется первичной обмоткой. К другой обмотке подключается нагрузка трансформатора. Эта обмотка называется вторичной обмоткой.
Как осуществляется передача энергии из одной обмотки в другую?
Передача энергии из одной обмотки в другую осуществляется путём электромагнитной индукции. Переменный синусоидальный ток i1, протекающий по первичной обмотке трансформатора, возбуждает в магнитопроводе переменный магнитный поток Фс, который пронизывает витки обеих обмоток и наводит в них ЭДС с амплитудами пропорциональными числам витков w1 и w2. При подключении ко вторичной обмотке нагрузки в ней под действием ЭДС (электро движущая сила) e2 возникает переменный синусоидальный ток i2 и устанавливается некоторое напряжение u2. Электрическая связь между первичной и вторичной обмотками трансформатора отсутствует, и энергия во вторичную обмотку передаётся посредством магнитного поля, возбуждаемого в сердечнике.
Чем является вторичная обмотка трансформатора по отношению к нагрузке?
По отношению к нагрузке вторичная обмотка трансформатора является источником электрической энергии с ЭДС e2. Пренебрегая потерями в обмотках трансформатора можно считать, что напряжение питающей сети U1 ≈ E1, а напряжение в нагрузке U2 ≈ E2.
Что такое коэффициент трансформации?
Так как ЭДС обмоток пропорциональны числам витков, то соотношение напряжений питания трансформатора и нагрузки также определяется соотношением чисел витков обмоток, т.е. U1/U2 ≈ E1/E2 ≈ w1/w2 = k. Величина k называется коэффициентом трансформации.
Какой трансформатор называется понижающим?
Если число витков вторичной обмотки меньше числа витков первичной w2 < w1, то k >1 и напряжение в нагрузке будет меньше напряжения на входе трансформатора. Такой трансформатор называется понижающим.
Какой трансформатор называется повышающим?
Какая обмотка трансформатора называется обмоткой высшего напряжения (ВН)?
Обмотка, подключаемая к сети с более высоким напряжением, называется обмоткой высшего напряжения (ВН). Вторая обмотка называется обмоткой низшего напряжения (НН).
Какие трансформаторы называются «сухими»?
Трансформаторы, в которых отвод тепла производится потоком воздуха, называются «сухими» трансформаторами.
Какие трансформаторы называются «масляными»?
В тех случаях, когда воздушным потоком невозможно отвести тепловую энергию так, чтобы обеспечить ограничение температуры изоляции обмоток на допустимом уровне, для охлаждения используют жидкую среду, погружая трансформатор в бак со специальным трансформаторным маслом, которое одновременно выполняет роль хладоагента и электрической изоляции. Такие трансформаторы называются «масляными».
Как трансформаторы обозначают на электрических схемах?
На рисунке показаны условные обозначения однофазных двухобмоточных (1, 2, 3) и многообмоточных (7, 8) трансформаторов, а также трёхфазных трансформаторов (12, 13, 14, 15, 16). Здесь же показаны обозначения однофазных (4, 5) и трёхфазных (9, 10) автотрансформаторов и измерительных трансформаторов напряжения (6) и тока (11).
Чем определяются условия работы и свойства трансформатора?
Условия работы и свойства трансформатора определяются системой параметров, называемых номинальными, т.е. значениями величин, соответствующих расчётному режиму работы трансформатора. Они указываются в справочных данных и на табличке, прикрепляемой к изделию.
Что такое номинальные параметры трансформатора?
Номинальными параметрами трансформатора являются: первичное линейное напряжение U1N, в В или кВ;
вторичное линейное напряжение U2N, измеряемое при отключённой нагрузке и номинальном первичном напряжении, в В или кВ; токи первичной и вторичной обмоток I1N и I2N, в А или кА; полная мощность SN, равная для однофазных и трёхфазных трансформаторов соответственно.
Как влияет рабочая частота трансформатора на его массу и габариты?
Повышение рабочей частоты трансформатора позволяет при прочих равных условиях существенно уменьшить массу и габариты изделия. Увеличение частоты питания позволяет пропорционально уменьшить сечение сердечника при той же мощности трансформатора, т.е. уменьшить в квадрате его линейные размеры.
Для чего служит магнитопровод трансформатора?
Магнитопровод трансформатора необходим для увеличения взаимной индукции обмоток и в общем случае не является необходимым элементом конструкции. При работе на высоких частотах, когда потери в ферромагнетике становятся недопустимо большими, а также при необходимости получения линейных характеристик, применяются трансформаторы без сердечника, т.н. воздушные трансформаторы. Однако в подавляющем большинстве случаев магнитопровод является одним из трёх основных элементов трансформатора. По конструкции магнитопроводы трансформаторов подразделяются на стрежневые и броневые.
Каким условиям должна удовлетворять конструкция обмоток трансформатора?
Конструкция обмоток трансформаторов должна удовлетворять условиям высокой электрической и механической прочности, а также термостойкости. Кроме того, технология их изготовления должна быть по возможности простой, а потери в обмотках минимальными.
Из чего изготавливаются обмотки трансформатора?
Обмотки изготавливаются из медного или алюминиевого провода. Плотность тока в медных обмотках масляных трансформаторов находится в пределах 2…4,5 А/мм2, а в сухих трансформаторах 1,2…3,0 А/мм2. Верхние пределы относятся к более мощным трансформаторам. В алюминиевых обмотках плотность тока на 40…45% меньше. Провода обмоток могут быть круглого сечения площадью 0,02…10 мм2 или прямоугольного сечения площадью 6…60 мм2. Во многих случаях катушки обмоток наматываются из нескольких параллельных проводников. Обмоточные провода покрыты эмалевой и хлопчатобумажной или шёлковой изоляцией. В сухих трансформаторах применяются провода с термостойкой изоляцией из стекловолокна.
Как подразделяются обмотки трансформатора по способу расположения на стержнях?
По способу расположения на стержнях обмотки подразделяются на концентрические и чередующиеся. Концентрические обмотки выполняются в виде цилиндров, геометрические оси которых совпадают с осью стержней. Ближе к стержню обычно располагается обмотка низшего напряжения, т.к. это позволяет уменьшить изоляционный промежуток между обмоткой и стержнем. В чередующихся обмотках катушки ВН и НН поочерёдно располагают вдоль стрежня по высоте. Такая конструкция позволяет увеличить электромагнитную связь между обмотками, но значительно усложняет изоляцию и технологию изготовления обмоток, поэтому в силовых трансформаторах чередующиеся обмотки не используются.
Что такое главная изоляция обмотки трансформатора?
Главной называется изоляция обмотки от стержня, бака и других обмоток. Её выполняют в виде изоляционных промежутков, электроизоляционных каркасов и шайб. При малых мощностях и низких напряжениях функцию главной изоляции выполняет каркас из пластика или электрокартона, на который наматываются обмотки, а также несколько слоёв лакоткани или картона, изолирующих одну обмотку от другой.
Что такое продольная изоляция обмотки трансформатора?
Продольной называется изоляция между различными точками одной обмотки, т.е. между витками, слоями и катушками. Межвитковая изоляция обеспечивается собственной изоляцией обмоточного провода. Для междуслойной изоляции используются несколько слоёв кабельной бумаги, а междукатушечная изоляция осуществляется либо изоляционными промежутками, либо каркасом или изоляционными шайбами. Конструкция изоляции усложняется по мере роста напряжения обмотки ВН и у трансформаторов, работающих при напряжениях 200…500 кВ, стоимость изоляции достигает 25% стоимости трансформатора.
Как трансформаторы классифицируются по назначению?
По назначению трансформаторы бывают: измерительные; защитные; промежуточные (для включения измерительных приборов в токовые цепи релейной защиты, для выравнивания токов в схемах дифференциальных защит и т. д.); лабораторные (высокой точности, а также со многими коэффициентами трансформации).
Как различаются трансформаторы по роду установки?
По роду монтажа трансформаторы бывают: для наружной установки (в открытых распределительных устройствах); для внутренней установки (внутри зданий, помещений); встроенные в электрические аппараты и машины: выключатели, трансформаторы, генераторы и т. д.; накладные — надевающиеся сверху на проходной изолятор (например, на высоковольтный ввод силового трансформатора); переносные — мобильные (для контрольных измерений и лабораторных испытаний).
Что обозначают буквы в названии трансформаторов?
Российские трансформаторы тока имеют следующее обозначения: первая буква в обозначении «Т» — трансформатор тока; вторая буква — разновидность конструкции: «П» — проходной, «О» — опорный, «Ш» — шинный, «Ф» — в фарфоровой покрышке; третья буква —материал изоляции: «М» — масляная, «Л» — литая изоляция, «Г» — газовая (элегаз). Далее через тире пишется класс изоляции трансформатора тока, климатическое исполнение и категория установки. Например: ТПЛ-10УХЛ4 100/5А: «трансформатор тока проходной с литой изоляцией с классом изоляции 10 кВ, для умеренного и холодного климата, категории 4 с коэффициентом трансформации 100/5» (читается как «сто на пять»).
Что такое «трансформаторная сталь»?
Трансформатоорная сталь — электротехническая сталь (другие название — динамная сталь, кремнистая электротехническая сталь) — это сплав железа обычно с кремнием, иногда легированный алюминием, готовый продукт выпускается в виде тонких листов толщиной от 0,05 до 2 мм. Представляет собой магнитомягкий ферромагнитный материал. Имеет улучшенные ферромагнитные свойства для применения в знакопеременных магнитных полях.
Допустимо ли подсоединение к зажиму вторичной цепи трансформатора тока Т-0,66 двух проводников, заведенных с противоположных сторон зажима? При этом каждый проводник будет зажат одним винтом. Или проводник должен быть зажат двумя винтами?
Конструкция трансформаторов тока предусматривает подключения к ним средств измерений с одной из двух сторон, при этом с другой стороны отверстия они должны быть закрыты крышкой и опломбированы органами энергонадзора. В любом случае подсоединение проводников с двух сторон осуществляется при помощи соответствующих винтов и между ними (в пределах зажимов U1 или U2) имеется гальваническая связь. Каждый проводник может быть закреплен одним винтом.
Какой межповерочный интервал трансформаторов тока 150/5?
Межповерочный интервал трансформаторов тока 150/5 составляет не более 4 лет.
Работают ли трансформаторы тока Т-066 на частоте питающей сети 400 Гц. Какой рабочий диаппазон частот Т — 066?
Номинальная частота для трансформаторов тока Т-066 составляет 50 Нz или 60 Hz.
Какой максимальный ток может выдержать трансформатор тока Т-0,66 150/5?
Для трансформаторов тока Т-0,66 150/5, согласно ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия», рабочие первичные токи не должны превышать уровня в 160А. В этих условиях трансформатор тока Т-0,66 150/5 может функционировать в течение неограниченно долгого времени. Превышение не должно быть более чем на 20%, и не чаще 2 раз в неделю. Соответственно при нагрузке в 150% трансформатор работать не сможет.
Какие параметры и данные нужно учитывать при выборе трансформатора тока при параметрах: 208-400В, 1-10А.; счётчик СЭТ-4ТМ-03-09; расчетный ток нагрузки 28,5-30,0А; напряжение в сети 380В?
При расчете нужно учитывать, что нагрузка должна составлять примерно 2/3 от номинального тока трансформатора. При меньшей нагрузке счетчик будет считать неправильно, большая нагрузка на трансформатор тока недопустима. При заданных входных параметрах рекомендуется использовать агрегаты Т-0,66 50/5.
Что такое межвитковое замыкания обмоток трансформаторов и от чего они возникают?
У включенного под нагрузку трансформатора тока может нарушиться электрическое сопротивление изоляции обмоток или их проводимость под действием теплового перегрева, случайных механических воздействий либо из-за некачественного монтажа. В действующем оборудовании чаще всего повреждаются изоляция, что приводит к межвитковым замыканиям обмоток (снижению передаваемой мощности) или возникновению токов утечек через случайно созданные цепи вплоть до КЗ.
Какие главные меры безопасности при работе с ТТ?
Режим работы трансформатора тока близкий к режиму короткого замыкания. При размыкании вторичной обмотки аппарата происходит исчезновение размагничивающего тока, вследствие этого на выводах вторичной обмотки возникает ток первичной обмотки, что в конечном счете приводит к повреждению ТТ. Кроме того, в результате возникновения большого магнитного потока, во вторичной обмотке ТТ наводится электродвижущая сила величиной в несколько десятков киловольт, что влечет за собой повреждение изоляции вторичных цепей, устройств релейной защиты, автоматики, измерительных приборов, а также представляет опасность обслуживающему персоналу электроустановки. Следовательно, категорически запрещается размыкать выводы вторичной обмотки трансформатора тока, они должны быть всегда подключены к токовым цепям устройств РЗиА, измерительных приборов или счетчиков электрической энергии. При возникновении необходимости замены измерительного прибора или токового реле, следует предварительно зашунтировать выводы вторичной обмотки. Если установка шунтирующей перемычки на работающем ТТ невозможна, то для замены прибора следует обесточить аппарат выводом присоединения в ремонт.
Трансформатор
Трансформаторы применяются в энергосистемах при передаче электроэнергии от электростанции к потребителям, в энергоустановках различного вида, в системах автоматики, телемеханики, вычислительной техники, в устройствах связи. Широко применяются трансформаторы в системах питания радиоустройств, причём в качестве трансформаторов питания электронной аппаратуры используются трансформаторы малой мощности , которые предназначены для преобразования напряжения электрических сетей в напряжения, необходимые для питания электронной аппаратуры.
Рассматриваемые трансформаторы питания можно классифицировать по следующим признакам:
— в зависимости от числа фаз преобразуемого напряжения – на однофазные и трехфазные.
— в зависимости от числа обмоток – на двухобмоточные и многообмоточные.
— в зависимости от конфигурации магнитопровода – на стрежневые, броневые и тороидальные.
Принцип действия однофазного двухобмоточного трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Данный трансформатор состоит из магнитопровода, называемого иногда сердечником, и двух обмоток. Одна из обмоток называется – первичная w1 (рис.1.1) подключается к источнику переменного напряжения U1. К другой обмотке w2 подключен потребитель Zн. ее называют вторичной.
При подаче переменного напряжения U1 на первичную обмотку w1 в ней появляется переменный ток, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф.
Замыкаясь по магнитопроводу, магнитный поток Ф сцепляется с витками обмоток трансформатора w1 и w2 и наводит в них ЭДС:
Таким образом, энергия из первичной обмотки во вторичную передается с помощью переменного магнитного поля, а гальваническая связь между обмотками отсутствует.
При практических расчетах трансформаторов используют выражения для действующего значения ЭДС обмоток трансформатора, а также принимается допущение, что магнитный поток трансформатора является синусоидальной функцией времени, т.е.
После подстановки (1.3) в (1.1) и (1.2) и дифференцирования получим
При сравнении (1.3) и (1.4) видно, что ЭДС е1 и е2 отстают по фазе от потока Ф на π/2 т.е. на четверть периода. Из (1.4) максимальное значение ЭДС можно представить как
Разделив Е1m и E2m √2 и подставив ω = 2πf, получим действующие значения ЭДС обмоток трансформатора:
Разделив (1.5) на (1.6), получим
Отношение n12 называется коэффициентом трансформации.
Обмотка трансформатора с большим числом витков ( с большим напряжением ) называется обмоткой высшего напряжения (ВН), обмотка с меньшим числом витков ( с меньшим напряжением) – обмоткой низшего напряжения (НН).
В зависимости от способа включения один и тот же трансформатор может работать как повышающий, либо как понижающий.
- Наш адрес: 127253, г. Москва, Лианозовский проезд, д. 6
- Наш телефон: +7 (495) 740-94-92
- Почта: info@mip-sb.ru