Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора.

В этом опыте к первичной обмотке подключают номинальное напряжение. Ко вторичной - вольтметр V₂(см. рис. 1.25.), имеющий очень большое сопротивление, поэтому считают I₂=0, а I₁- минимален и равен I₁»0,05 I_1н. Поэтому из опыта Х.Х. определяются:

1. Коэффициент трансформации

- для понижающего трансформатора,

- для повышающего трансформатора.

2. Мощность потерь в стали (магнитопроводе) трансформатора

При I₂=0 и минимальном I₁потерями в обмотках (меди) пренебрегают, поэтому ваттметр W показывает мощность потерь в стали

Р_Х.Х.=DР_ст.

Так как величины Ф_mи f не зависят от нагрузки трансформатора, то иDР_ст не зависит от величины нагрузки (тока I₂). Следовательно,DР_ст=const.

2.Опыт короткого замыкания

В этом опыте вторичная обмотка замыкается накоротко, а напряжение U₁на первичной обмотке устанавливают такой величины, чтобы ток в ней был равен номинальному I₁=I_1Н (см. рис. 1.26.).

Из опыта К.З. находят:

1. Напряжение короткого замыкания, которое обычно равно:

U_1k=(0,05-0,1)U_1H.

2. Потери в меди (обмотках)

Поскольку U_1K<<U_1H, то и Ф_К<<Ф_Н, следовательно, потерями в стали можно пренебречь и считать, что вся мощность, потребляемая трансформатором в режиме К.З., выделяется в виде тепла на активных сопротивлениях обмоток

Р_К.З.=DР_МН=R₁I_1H²+R₂I_2H².

Потери в меди, в отличие от потерь в стали, зависят от нагрузки трансформатора. Обозначим , гдеb- коэффициент нагрузки и определим потери в меди при нагрузке, отличной от номинальной:

DP_M=R₁I₁²+R₂I₂²=R₁I_1H²b²+R₂I_2H²b²=b²P_К.З.

Номинальная мощность трансформатора. Под номинальной мощностью S_Нпонимают мощность, которую он способен передать нагрузке, не нагреваясь выше допустимой для него температуры.

S_H=U_2H^.I_2H.

При расчетах, учитывая высокий КПД трансформаторов (90% и выше), считают, что полная мощность вторичной цепи равна полной мощности первичной цепи.

S_H=U_2Н^,I_2H»U_1H^.I_1H.

Отсюда: .

Следовательно, во сколько раз напряжение вторичной обмотки меньше напряжения первичной, во столько же раз ток вторичной обмотки больше тока в первичной обмотке, т.е. в К раз (или меньше - для повышающего трансформатора).

Трехфазные трансформаторы

рис. 3

На рисунке представлена схема соединений обмоток для трехфазного трансформатора \рис. 3\. Начала обмоток обозначены в схеме прописными буквами — А, В, С и концы обмоток низкого напряжения с обозначением букв — a, b, c. Конструкция трехфазного трансформатора, как видно по рисунку, состоит из трех отдельных магнитопроводов. Из прочитанной технической литературы можно сделать вывод, что данный тип трансформаторов имеет редкое свое применение. Обычно, обмотки низкого и высокого напряжений трехфазных трансформаторов — выполняются на общем магнитопроводе.

В схемах трехфазных трансформаторов, приняты стандартные обозначения прописными буквами:

А, В, С — начала обмоток высокого напряжения;

X, Y, Z — концы обмоток высокого напряжения

— для первичных обмоток.

Строчными буквами — а, в, с и x, y, z обозначаются начала и концы вторичных обмоток.

Принцип действия трехфазного трансформатора тот же, что и у однофазного, и основан на принципе возникновения электродвижущей силы \э.д.с\ в его обмотках.

Автотрансформаторы

Автотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения.

Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. В промышленных сетях, где наличие заземления нулевого провода обязательно, этот фактор роли не играет, зато существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

Назначение, устройство и принцип действия автотрансформаторов

В некоторых случаях бывает необходимо изменять напряжение в небольших пределах. Это проще всего сделать не двухобмоточными трансформаторами, а однообмоточными, называемыми автотрансформаторами. Если коэфициент трансформации мало отличается от единицы, то разница между величиной токов в первичной и во вторичной обмотках будет невелика. Что же произойдет, если объединить обе обмотки? Получится схема автотрансформатора (рис. 1).

Автотрансформаторы относят к трансформаторам специального назначения. Автотрансформаторы отличаются от трансформаторов тем, что у них обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения, т. е. цепи этих обмоток имеют не только магнитную, но и гальваническую связь.

В зависимости от включения обмоток автотрансформатора можно получить повышение или понижение напряжения.

Трансформаторы тока

рансформатор тока состоит из замкнутого сердечника, набранного из тонких листов электротехнической стали, и двух обмоток — первичной и вторичной. Первичную обмотку включают последовательно в контролируемую цепь, ко вторичной обмотке присоединяют токовые катушки различных приборов и реле.

Рисунок 1 – Трансформатор тока:
а — устройство, б, в — схемы включения амперметра непосредственно в контролирующую цепь и через трансформатор тока
Устройство трансформатора тока и схемы включения амперметра показаны на рисунке 1, а—в. Магнитный поток в магнитопроводе 3 создается токами первичной 1 и вторичной 2 обмоток. Соотношение первичного I1 и вторичного I2 токов определяется формулой:
KТТ = I1/I2 = w2/wl,
где KТТ — коэффициент трансформации; w1 и w2 — число витков первичной и вторичной обмоток.
Если в силовых трансформаторах и трансформаторах напряжения увеличение сопротивления во вторичной цепи вызывает уменьшение тока во вторичной и в первичной цепях, а напряжение на выводах обеих обмоток почти не изменяется, то у трансформаторов тока увеличение сопротивления во вторичной цепи приводит к повышению напряжения на выводах вторичной обмотки. Это объясняется тем, что ток в первичной цепи не зависит от нагрузки трансформатора тока. Ток во вторичной цепи трансформатора тока практически не меняется с изменением ее сопротивления при данном режиме первичной цепи. Вследствие этого нагрузка трансформатора тока увеличивается с возрастанием сопротивления во вторичной цепи, складывающегося из сопротивлений, подключенных к трансформатору тока аппаратов и приборов, соединительных проводов и переходных контактов.
Трансформаторы тока для электроустановок напряжением до 1000 В показаны на рисунке 2, а, б, в (катушечный, шинный ТШ-0,5 и шинный с литой изоляцией ТШЛ-0,5). В шинных трансформаторах тока в качестве первичной обмотки используют шину, пропускаемую через окно 5 сердечника трансформатора тока, на который намотана вторичная обмотка.
Проходные трансформаторы тока для внутренней установки на напряжение 10 кВ выполняют многовитковыми, одновитковыми и шинными с фарфоровой и пластмассовой (литой) изоляцией (Рисунок 3, а—в).
Опорный трансформатор тока ТФНД-220 для наружной установки на напряжение 220 кВ (Рисунок 4) имеет обмотки, помещенные в фарфоровый корпус 3, залитый маслом и укрепленный на основании 4. На верхнем торце фарфорового корпуса укреплен чугунный расширитель 1 для масла с маслоуказателем и зажимами 2 первичной обмотки. Сердечник с вторичной обмоткой охватывается первичной обмоткой, имеющей в этом месте форму кольца. Выводы вторичной обмотки размещены в коробке 5 на основании трансформатора.

Рисунок 2 – Трансформаторы тока на напряжение до 1000 В:
а — катушечный, б, в — шинные ТШ-0,5 и ТШЛ-0,5; 1 — каркас, 2, 4 — зажимы вторичной и первичной обмоток, 3 — защитный кожух, 5 — окно

Рисунок 3 – Трансформаторы тока на напряжение 10 кВ с литой изоляцией:
а — многовитковый ТПЛ-10, б — одновитковый ТПОЛ-10, в —шинный ТПШЛ-10; 1, 2 — зажимы первичной и вторичной обмоток, 3 — литая изоляция, 4 — установочный угольник, 5 — сердечник

Рисунок 4 – Опорный трансформатор тока ТФНД-220 наружной установки
В высоковольтных распределительных устройствах подстанций применяют проходные (Рисунок 5, а) и опорные (Рисунок 5, б) трансформаторы тока.

Рисунок 5 – Трансформаторы тока:
а — проходной ТПФМ-10 на 10 кВ, б — опорный ТФН-35М на 35 кВ; 1 и 3 — первичная и вторичная обмотки, 2 — фарфоровый изолятор, 4 — сердечник вторичной обмотки, 5 — контактный угольник, 6 — крышка, 7 — кожух, 8 — верхний фланец, 9 — зажимы выводов вторичной обмотки, 10 — якореобразный болт, 11 — крышка, 12 — фарфоровая покрышка, 13 — изоляционное масло, 14 — кольцевые обмотки («восьмеркой»), 15 — полухомут, 16 — масловыпускатель, 17 — цоколь, 18 — коробка вторичных выводов, 19 — кабельная муфта, 20 — маслоуказатель

58.Трансформаторы напряжения Трансформаторы напряжения предназначены для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/ В и для отделения цепей измерения и релейной защиты оt первичных цепей высокого напряжения.

В зависимости от назначения трансформаторы напряжения изготавливаются с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 7,а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис. 7,б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться три однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y₀/Y₀, или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис. 7,в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле зашиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: