Какие устройства нельзя подключать к трансформатору напряжения — MOREREMONTA

Принципиальная схема автотрансформатора изображена на рис. 10.19. У автотрансформатора часть витков первичной обмотки используется в качестве вторичной обмотки, поэтому помимо магнитной связи имеется электрическая связь между первичной и вторичной цепями. В соответствии с этим энергия из первичной цепи во вторичную передается как при помощи магнитного потока, замыкающегося по магнитопроводу, так и непосредственно по проводам.

Поскольку формула трансформаторной ЭДС применима к обмоткам автотрансформатора гак же, как и к обмоткам трансформатора, коэффициент трансформации автотрансформатора выражается известными отношениями:

Вследствие электрического соединения обмоток через часть витков, принадлежащую одновременно первичной и вторичной цепям, протекают токи /, и /₂, которые направлены встречно и при небольшом коэффициенте трансформации мало отличаются друг от друга по величине.

Поэтому их разность оказывается небольшой и обмотку можно выполнить из тонкого провода. Таким образом, при коэффициенте трансформации к = 1,2—2 экономится значительное количество меди. При больших коэффициентах трансформации это преимущество автотрансформатора исчезает. Электрическое соединение первичной и вторичной цепей повышает опасность при эксплуатации аппарата, так как при пробое изоляции в понижающем автотрансформаторе оператор может оказаться под высоким напряжением первичной цепи.

Автотрансформаторы применяются для пуска мощных двигателей переменного тока, регулирования напряжения в осветительных сетях, а также в других случаях, когда необходимо регулировать напряжение в небольших пределах.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока применяются для включения измерительных приборов, аппаратуры автоматического регулирования и защиты в высоковольтные цепи. Они позволяют уменьшить размеры и массу измерительных устройств, повысить безопасность обслуживающего персонала, расширить пределы измерения приборов переменного тока.

Измерительные трансформаторы напряжения служат для включения вольтметров и обмоток напряжения измерительных приборов. Поскольку эти обмотки имеют большое сопротивление и потребляют маленькую мощность, можно считать, что трансформаторы напряжения работают в режиме холостого хода. Схема включения и условное обозначение измерительного трансформатора напряжения показаны на рис. 10.20.

Измерительные трансформаторы тока используются для включения амперметров и токовых катушек измерительных приборов. Эти катушки имеют очень маленькое сопротивление, поэтому трансформаторы тока практически работают в режиме короткого замыкания. Схема включения и условное обозначение измерительного трансформатора тока показаны на рис. 10.21.

Результирующий магнитный поток в сердечнике трансформатора равен разности магнитных потоков, создаваемых первичной и вторичной обмотками. В нормальных условиях работы трансформатора тока он невелик. Однако при размыкании цепи вторичной обмотки в сердечнике будет существовать только магнитный поток первичной обмотки, который значительно превышает разностный магнитный поток.

Потери в сердечнике резко возрастут, трансформатор перегреется и выйдет из строя. Кроме того, на концах оборванной вторичной цепи появится большая ЭДС, опасная для работы оператора. Поэтому трансформатор тока нельзя включать в линию без подсоединенного к нему измерительного прибора. Для повышения безопасности обслуживающего персонала кожух измерительного трансформатора должен быть тщательно заземлен.

Автотрансформаторы и измерительные трансформаторы

Чем принципиально отличается автотрансформатор от трансформатора?

Возможностью изменения коэффициента трансформации

Электрическим соединением первичной и вторичной цепей

Продолжение карт. № 10.11

Коэффициент трансформации автотрансформатора k — 10.

Это зависит от подключенного измерительного прибора

$$Чтобы измерить фазное напряжение

$$$Замена ручного труда человека исполнительными механизмами — это:

Из-за чего возникают механические потери энергии машин постоянного тока?

$$Возникают от трения вала в подшипниках и от трения щеток о коллектор.

Из какого материала изготавливаются многопроволочные провода?

$$Из всех перечисленных материалов

$$$Измерена мощность на входе и выходе трансформатора Р₁=10 кВт, Р₂=9,7 кВт. Найдите КПД трансформатора.

$$$Измерена мощность на входе и выходе трансформатора Р₁=10 кВт, Р₂=6,3 кВт. Найдите КПД трансформатора.

Из какого уравнения можно определить скорость движения проводника, если груз отсутствует (холостой ход двигателя)?

Каков сдвиг фаз между токами в двухфазной и трехфазной системе?

Как изменить направление вращения магнитного поля трехфазного тока?

$$Нужно поменять местами любые две фазы

Какие устройства нельзя подключать к трансформатору напряжения?

$$Вольтметры, обмотки напряжения ваттметров, высокоомные обмотки реле

Какие устройства нельзя подключать к трансформатору напряжения?

$$Вольтметры, обмотки напряжения ваттметров, высокоомные обмотки реле

Какие трансформаторы используются для питания электроэнергией жилых помещений?

Какие трансформаторы используются для плавного регулирования напряжения?

Какие трансформаторы используются в электрических цепях для измерения больших токов?

Какие трансформаторы используются в электрических цепях для измерения большого напряжения?

К какому устройству электропривода относится трансформатор?

Как называется вращающаяся часть машины постоянного тока?

Как будет изменяться ток в обмотке ротора по мере раскручивания ротора?

К какому устройству электропривода относится редуктор?

Какую роль играет преобразовательное устройство в электроприводе?

$$преобразует напряжение, род тока и частоту напряжения

Как изменится вращающий момент асинхронного двигателя при увеличении скольжения от 0 до 1?

$$Сначала увеличиться, затем уменьшится

Как изменится вращающий момент асинхронного двигателя при изменении скольжения от 1 до 0?

$$ Сначала уменьшится, затем увеличиться

Какие выключатели применяются для включения цепей сигнализации?

Как производится реверсирование у трехфазных асинхронных двигателей?

$$Необходимо поменять любые две фазы питания

а) Сила тока увеличится+ б) Сила тока уменьшится

в) Сила тока не изменится г) Произойдет короткое замыкание

10.

Определить коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока, если его номинальные параметры составляют ₁ = 100 А ; ₁ = 5 А?

а) k = 20 + б) k = 5

в) k = 0,05 г) Для решения недостаточно данных

11. В каком режиме работают измерительные трансформаторы тока (Т Т) и трансформаторы напряжения (ТН). Указать неправильный ответ:

а) Т Т в режиме короткого замыкания б) ТН в режиме холостого хода

в) Т Т в режиме холостого хода+ г) ТН в режиме короткого замыкания

К чему приводит обрыв вторичной цепи трансформатора тока?

а) к короткому замыканию б) к режиму холостого хода +

в) к повышению напряжения г) к поломке трансформатора

В каких режимах может работать силовой трансформатор?

а) В режиме холостого хода б) В нагрузочном режиме+

в) В режиме короткого замыкания г) Во всех перечисленных режимах

Какие трансформаторы позволяют плавно изменять напряжение на выходных зажимах?

а) Силовые трансформаторы б) Измерительные трансформаторы

в) Автотрансформаторы+ г) Сварочные трансформаторы

Какой режим работы трансформатора позволяет определить коэффициент трансформации?

а) Режим нагрузки+ б) Режим холостого хода

в) Режим короткого замыкания г) Ни один из перечисленных

Первичная обмотка трансформатора содержит 600 витков, а коэффициент трансформации равен 20. Сколько витков во вторичной обмотке?

а) Силовые трансформаторы б) Измерительные трансформаторы

в) Автотрансформаторы г) Сварочные трансформаторы

Чем принципиально отличается автотрансформаторы от трансформатора?

а) Малым коэффициентом трансформации

б) Возможностью изменения коэффициента трансформации+

в) Электрическим соединением первичной и вторичной цепей

Какие устройства нельзя подключать к измерительному трансформатору напряжения?

а) вольтметр б) амперметр+

в) обмотку напряжения ваттметра г) омметр

Раздел 6 «Асинхронные машины»

Частота вращения магнитного поля асинхронного двигателя 1000 об/мин. Частота вращения ротора 950 об/мин. Определить скольжение.

Какой из способов регулирования частоты вращения ротора асинхронного двигателя самый экономичный?

а) Частотное регулирование

б) Регулирование измерением числа пар полюсов +

в) Реостатное регулирование

г) Ни один из выше перечисленных

С какой целью при пуске в цепь обмотки фазного ротора асинхронного двигателя вводят дополнительное сопротивление?

а) Для получения максимального начального пускового момента. +

б) Для получения минимального начального пускового момента.

в) Для уменьшения механических потерь и износа колец и щеток г) Для увеличения КПД двигателя

4.Определите частоту вращения магнитного поля статора асинхронного короткозамкнутого двигателя, если число пар полюсов равна 1, а частота тока 50 Гц.

а) 3000 об/мин + б) 1000 об/мин

в) 1500 об/мин г) 500 об/мин

Как изменить направление вращения магнитного поля статора асинхронного трехфазного двигателя?

а) Достаточно изменить порядок чередования всех трёх фаз б) Достаточно изменить порядок чередования двух фаз из трёх+

в) Достаточно изменить порядок чередования одной фазы г) Это сделать не возможно

Какую максимальную частоту вращения имеет вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя при частоте переменного тока 50 Гц?

а) 1000 об/мин б) 5000 об/мин

в) 3000 об/мин+ г) 100 об/мин

7.Перегрузочная способность асинхронного двигателя определяется так:

а) Отношение пускового момента к номинальному

б) Отношение максимального момента к номинальному +

в) Отношение пускового тока к номинальному току

г) Отношение номинального тока к пусковому

8. Чему равна механическая мощность в асинхронном двигателе при неподвижном роторе? (S=1)

а) Короткое замыкание; б) холостой ход

Режимы работы трансформатора. Описание режима холостого хода и КЗ

Трансформаторы за время эксплуатации работают в разных режимах. Но не все они одинаково сказываются на сроке службы электромагнитного оборудования. Режимы работы силового трансформатора зависят от его нагрузки, напряжения обмоток, температуры масла и обмоток, условий окружающей среды и других параметров.

Режимы работы трансформатора:

• нормальный;
• перегрузочный;
• аварийный.

Нормальные режимы работы трансформатора

К ним относятся номинальный, оптимальный, режим холостого хода и режим параллельной работы.

Номинальный и оптимальный режим

Еще эти режимы трансформатора называют рабочими. Потому что при них напряжение и ток близки к номинальным (на которые рассчитано оборудование) условиям.

Номинальный режим – это когда ток и напряжение на первичной обмотке соответствуют номинальным показателям. Но на деле трансформатор редко работает в таких условиях. Потому что в сети происходят постоянные колебания нагрузки. При таком режиме трансформатор работает исправно. Но коэффициент полезного действия (КПД) оборудования не достигает максимума.

Оптимальный режим – это режим, при котором трансформатор имеет максимальный КПД. Как правило, максимальные КПД трансформатор показывает под нагрузкой 50-70% от номинальной. Современные силовые трансформаторы работают с КПД 90% и выше.

На деле большинство трансформаторов не работают в одном и том же режиме. Потому что нагрузка в сети непостоянная. 

Холостой режим трансформатора

При режиме холостого хода на первичную обмотку трансформатора поступает напряжение, а вторичная обмотка не подключена к сети потребителя электроэнергии. В таком режиме КПД равен 0.

На холостом ходу силового трансформатора определяют коэффициент трансформации, мощность потерь в металле и параметры намагничивающей ветви схемы замещения. Для таких измерений на первичную обмотку трансформатора пускают электрический ток номинального напряжения.

А для трансформатора напряжения режим холостого хода является рабочим.

Режим параллельной работы

Два трансформатора устанавливаются в сетях, питающих энергией потребителей первой и второй категории. Важно подключить трансформаторы так, чтобы ни один из них не испытывал перегрузки.

Для этого у трансформаторов:

• должны быть одни и те же группы соединений обмоток;
• коэффициенты трансформации не должны отличаться больше, чем на 0,5 %;
• номинальные мощности должны соотноситься не более, чем один к трем;
• напряжения короткого замыкания должны различаться не более, чем на 10 %;
• должна выполняться фазировка трансформаторов.

Перегрузочный режим

Трансформатор испытывает перегрузки при воздействии нагрузок и температур выше допустимой нормы. Для каждой модели эти показатели свои. Производители силовых трансформаторов предусматривают возможность работы оборудования в условиях перегрузки. Но если устройство испытывает их продолжительное время или регулярно – это уменьшает срок службы оборудования. Допустимые перегрузки описаны в стандартах. Например, для масляных трансформаторов разработан ГОСТ 14209-97.   

Аварийный режим

Трансформатор находится в аварийном режиме, если на него воздействует электрический ток, который сильно превосходит номинальные величины. Дальше давать работать оборудованию нельзя. Как правило, в трансформаторах существуют автоматические выключатели. Они отключают питание оборудования.

Признаки аварийного режима:

• громкий и неритмичный шум и треск в баке трансформатора;
• повышение температуры рабочей части трансформатора;
• утечка трансформаторного масла.

Часто аварийный режим возникает из-за короткого замыкания во вторичной обмотке. Исключение – трансформаторы тока и сварочные трансформаторы. Для них режим короткого замыкания является рабочим.

Напряжение во время короткого замыкания (КЗ) – это еще и важный показатель, который влияет на эксплуатацию трансформатора. Его измеряют в процентах. Для трансформаторов со средним показателем мощности напряжение КЗ составляет 5-7%, а для более мощных – 6-12 %.

Важно не допускать работы трансформатора в аварийном режиме вообще и ограничивать его перегрузки. В этом случае оборудование прослужит вам заявленный производителем срок.

К чему приводит обрыв вторичной цепи трансформатора тока? — Студопедия

а) К короткому замыканию                                               б) к режиму холостого хода

в) К повышению напряжения                                            г) К поломке трансформатора

В каких режимах может работать силовой трансформатор?

а) В режиме холостого хода                                            б) В нагрузочном режиме

в) В режиме короткого замыкания                                   г) Во всех перечисленных режимах

Какие трансформаторы позволяют плавно изменять напряжение на выходных зажимах?

а) Силовые трансформаторы                                         б) Измерительные трансформаторы

в) Автотрансформаторы                                                  г) Сварочные трансформаторы

Какой режим работы трансформатора позволяет определить коэффициент трансформации?

а) Режим нагрузки                                                           б) Режим холостого хода

в) Режим короткого замыкания                                       г) Ни один из перечисленных

36. Первичная обмотка трансформатора содержит 600 витков, а коэффициент трансформации равен20. Сколько витков во вторичной обмотке?

а) Силовые трансформаторы                                         б) Измерительные трансформаторы

в) Автотрансформаторы                                                  г) Сварочные трансформаторы

Чем принципиально отличается автотрансформаторы от трансформатора?

а) Малым коэффициентом трансформации               

б) Возможностью изменения коэффициента трансформации 

в) Электрическим соединением первичной и вторичной цепей

г) Мощностью

Какие устройства нельзя подключать к измерительному трансформатору напряжения?

а) вольтметр                                                                   б) амперметр

в) обмотку напряжения ваттметра                                 г) омметр

Механическая характеристика двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.

а) Мягкая                                                                       б) Жесткая

в) Абсолютно жесткая                                                  г) Асинхронная

40.Электроприводы крановых механизмов должны работать при:

а) Переменной нагрузке                                                б) Постоянной нагрузки

в) Безразлично какой                                                     г) Любой

41. Электроприводы насосов, вентиляторов, компрессоров нуждаются в электродвигателях с жесткой механической характеристикой. Для этого используются двигатели:

 а) Асинхронные с контактными кольцами                  б) Короткозамкнутые асинхронные

в) Синхронные                                                                г) Все перечисленные

Сколько электродвигателей входит в электропривод?

А) Один                                                                          б) Два

в) Несколько                                                                  г) Количество электродвигателей зависит от

                                                                                           типа электропривода

В каком режиме работают электроприводы кранов, лифтов, лебедок?

А) В длительном режиме                                             б) В кратковременном режиме

в) В повторно- кратковременном режиме                  г) В повторно- длительном режиме

Какое устройство не входит в состав электропривода?

а) Контролирующее устройство                                  б) Электродвигатель

в) Управляющее устройство                                        г) Рабочий механизм

45. Электроприводы разводных мостов, шлюзов предназначены для работы:

а) В длительном режиме                                             б) В повторно- кратковременном режиме                      

в) В кратковременном режиме                                    г) В динамическом режиме

Какие функции выполняет управляющее устройство электропривода?

а) Изменяет мощность на валу рабочего механизма

б) Изменяет значение и частоту напряжения

в) Изменяет схему включения электродвигателя, передаточное число, направление вращения                                      г) Все функции перечисленные выше

При каком режиме работы электропривода двигатель должен рассчитываться на максимальную мощность?

а) В повторно- кратковременном режиме                  б) В длительном режиме                                                

в) В кратковременном режиме                                    г) В повторно- длительном режиме

Какие задачи решаются с помощью электрической сети?

а) Производство электроэнергии                                б) Потребление электроэнергии                   

в) Распределение электроэнергии                             г) Передача электроэнергии

49. Что такое электрический ток?

A. графическое изображение элементов.

B. это устройство для измерения ЭДС.

C. упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике.

D. беспорядочное движение частиц вещества.

E. совокупность устройств, предназначенных для использования электрического сопротивления.

50. Устройство, состоящее из двух проводников любой формы, разделенных диэлектриком

A. электреты

B. источник

C. резисторы

D. реостаты

E. конденсатор

                     

ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ

Для проверки теоретических знаний

По дисциплине ОП.03 Электротехники и электроника

 23.02.07 Техническое обслуживание и ремонт

 двигателей, систем и агрегатов автомобилей

ВАРИАНТ 2

 

ФИО обучающегося: _____________________   

Дата проведения:       .     . 2020г. ГруппаТОР 19-1Т

 

1.Заданы ток и напряжение: i =  _max * sin ( t) u = u_max * sin( t + 30⁰). Определите угол сдвига фаз.

а) 0⁰                                                                 б) 30⁰            

в) 60⁰                                                               г) 150⁰

2. Схема состоит из одного резистивного элемента с сопротивлением R=220        Ом. Напряжение на её зажимах u= 220 * sin 628t. Определите показания амперметра и вольтметра.

а)  = 1 А u=220 В                                    б)  = 0,7 А u=156 В  

в)  = 0,7 А u=220 В                                    г)  = 1 А   u=156 В

3. Амплитуда синусоидального напряжения 100 В, начальная фаза = — 60⁰, частота 50 Гц. Запишите уравнение мгновенного значения этого напряжения.

 

а) u=100 * cos(-60t)                                      б) u=100 * sin (50t — 60)

в) u=100*sin (314t-60)                                      г) u=100*cos (314t + 60)

4. Полная потребляемая мощность нагрузки S= 140 кВт, а реактивная мощность Q= 95 кВАр. Определите коэффициент нагрузки.

а) cos  = 0,6                                                   б) cos   = 0,3

в) cos   = 0,1                                                    г) cos   = 0,9

Китай 145 кВ трансформатор тока высокого напряжения производители оборудования&- прямая цена с завода

Определение

Трансформатор тока — это измерительный трансформатор, используемый вместе с измерительными или защитными устройствами, в котором вторичный ток пропорционален первичному току (при нормальных условиях эксплуатации) и отличается от него на угол, приблизительно равный нулю.

Функции

Трансформаторы тока выполняют следующие функции:

• Трансформаторы тока питают защитные реле токами, величина которых пропорциональна токам силовой цепи, но значительно уменьшена по величине.

• Измерительные устройства нельзя напрямую подключать к источникам большой мощности. Следовательно, трансформаторы тока используются для питания этих устройств токами, величина которых пропорциональна силе.

• Трансформатор тока также изолирует измерительные приборы от цепей высокого напряжения.

Принцип

Основной принцип трансформатора тока такой же, как и у силового трансформатора. Как и силовой трансформатор, трансформатор тока также содержит первичную и вторичную обмотки. Когда через первичную обмотку протекает переменный ток, создается переменный магнитный поток, который затем индуцирует переменный ток во вторичной обмотке. В случае трансформаторов тока полное сопротивление нагрузки или «нагрузка» очень мала. Поэтому трансформатор тока работает в условиях короткого замыкания. Также ток во вторичной обмотке не зависит от сопротивления нагрузки, а зависит от тока, протекающего в первичной обмотке.

Трансформатор тока в основном состоит из железного сердечника, на который намотаны первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка трансформатора подключена последовательно с нагрузкой и несет фактический ток, протекающий к нагрузке, а вторичная обмотка подключена к измерительному устройству или реле. Количество витков вторичной обмотки пропорционально току, протекающему через первичную обмотку; т. е. чем больше величина тока, протекающего через первичную обмотку, тем больше число витков вторичной обмотки.

Отношение первичного тока к вторичному току известно как коэффициент трансформации тока трансформатора тока. Обычно коэффициент трансформации трансформатора тока высокий. Обычно вторичные номиналы имеют порядок 5 А, 1 А, 0,1 А, тогда как первичные номиналы варьируются от 10 А до 3000 А или более.

CT потребляет гораздо меньше энергии. Номинальная нагрузка может быть определена как произведение тока и напряжения на вторичной стороне ТТ. Он измеряется в вольтах-амперах (ВА).

Вторичная обмотка трансформатора тока не должна отключаться от номинальной нагрузки, пока в первичной обмотке протекает ток. Поскольку первичный ток не зависит от вторичного тока, весь первичный ток действует как ток намагничивания при размыкании вторичной обмотки. Это приводит к глубокому насыщению сердечника, которое не может вернуться в нормальное состояние, и ТТ больше не может использоваться.

Типы

По функции, выполняемой трансформатором тока, его можно классифицировать следующим образом:

1. Измерительные трансформаторы тока.Эти трансформаторы тока используются вместе с измерительными устройствами для измерения тока, энергии и мощности.

2. Защитные трансформаторы тока.Эти трансформаторы тока используются вместе с защитным оборудованием, таким как катушки отключения, реле и т. Д.

По построению функции ее также можно классифицировать следующим образом:

1. Тип бара.Этот тип состоит из стержня подходящего размера и материала, составляющего неотъемлемую часть трансформатора.

2. Тип раны.Этот тип имеет первичную обмотку из руды, а не один полный виток, намотанный на сердечник.

3. Тип окна.У этого типа нет первичной обмотки. Вторичная обмотка трансформатора тока размещается вокруг проводника, протекающего с током. Магнитное электрическое поле, создаваемое током, протекающим по проводнику, индуцирует ток во вторичной обмотке, которая используется для измерения.

Ошибки

Идеальный трансформатор тока может быть определен как такой, в котором любое первичное состояние воспроизводится во вторичной цепи в точном соотношении и фазовом соотношении. Векторная диаграмма идеального трансформатора тока показана на рисунке 1.

Для идеального трансформатора:

I_pT_p= I_sT_s

I_p/ I_s= T_s/ T_p

Следовательно, соотношение токов первичной и вторичной обмоток равно отношению витков. Также токи первичной и вторичной обмоток равны точно 180⁰в фазе.

В реальном трансформаторе обмотки имеют сопротивление и реактивное сопротивление, а также трансформатор имеет компонент намагничивания и потерь тока для поддержания магнитного потока (см. Рисунок 2). Следовательно, в реальном трансформаторе отношение тока не равно соотношению витков, а также существует разность фаз между первичным током и вторичными токами, отраженными обратно на первичную сторону, и, следовательно, у нас есть ошибка отношения и ошибка угла фазы.

K_n= передаточное число

= число витков вторичной обмотки / число витков первичной обмотки,

r_s, x_s= сопротивление и реактивное сопротивление вторичной обмотки соответственно,

r_p, x_p= сопротивление и реактивное сопротивление первичной обмотки соответственно,

E_p, E_s= первичные и вторичные наведенные напряжения соответственно,

T_p, T_s= количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно,

I_p, I_s= токи первичной и вторичной обмоток соответственно,

θ=фазовый угол трансформатора

Φ_m= рабочий поток трансформатора

δ=угол между вторичным наведенным напряжением и вторичным током,

I_o= возбуждающий ток,

I_m= намагничивающая составляющая возбуждающего тока

I_l= составляющая потерь возбуждающего тока,

α=угол между I_oи Φ_m

Фактический коэффициент трансформации

R = I_p/ I_s

= K_n+ (I_lcos δ + I_mгрех δ) / К_nI_s

Фазовый угол θ=180 / π (I_lcos δ + I_mгрех δ) / К_nI_s

Ошибка соотношения=(K_nI_s— I_p)/ I_px 100%

= (K_n– R) / R x 100 %

Вторичный текущий рейтинг

Значение номинального вторичного тока 5А. Номинальный ток вторичной обмотки 2 А и 1 А также может использоваться в некоторых случаях, если количество витков вторичной обмотки невелико и соотношение не может быть отрегулировано в требуемых пределах путем добавления или удаления одного витка, если длина вторичного соединительного провода так что нагрузка из-за них при более высоком вторичном токе будет чрезмерной.

Недостаток изготовления трансформаторов с более низким номинальным вторичным током состоит в том, что они вырабатывают гораздо более высокое напряжение, если их случайно оставить разомкнутыми. По этой причине на вторичном уровне лучше принять рейтинг 5 А.

Компенсация оборотов

Компенсация витков используется в трансформаторах тока для уменьшения погрешности соотношения. Если фазовый угол вторичной обмотки равен нулю;

R = K_n+ I_l/ I_s

Уменьшение количества вторичных витков снизит фактический коэффициент трансформации b на равный процент. Обычно лучшее количество вторичных витков на 1-2 меньше, чем количество, которое сделает K_nравняется номинальному коэффициенту тока трансформатора.

Терминология трансформатора тока

Номинальный коэффициент трансформации.Коэффициент трансформации определяется как отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току.

Текущая ошибка (ошибка соотношения).Погрешность в процентах величины вторичного тока определяется по следующей формуле:

Ошибка соотношения=(K_nI_s— I_p)/ I_px 100%

I_p, I_s= токи первичной и вторичной обмоток соответственно,

K_n= передаточное число

Класс точности.Класс точности показывает, насколько точен трансформатор тока. Класс точности должен быть 0,2, 0,5, 1, 3 или 5. Например, если класс точности трансформатора тока равен 1, то погрешность отношения будет составлять ± 1% при номинальном первичном значении.

Сдвиг фаз.Разность фаз между векторами первичного и вторичного тока, направление векторов выбирается таким, чтобы угол был равен нулю для идеального трансформатора.

Номинальный вторичный ток.Значение номинального вторичного тока должно составлять 5 А. В некоторых случаях также могут использоваться номинальные значения вторичного тока 2 и 1 А.

Номинальная нагрузка.Произведение тока и напряжения на вторичной стороне ТТ называется номинальной нагрузкой. Он измеряется в вольтах-амперах (ВА).

Таблица 1 — Номинальный первичный ток

ампер	ампер	ампер	ампер	ампер
0.5	10	100	1000	10000
1	12.5	125	1250
2.2	15	150	1500
5	20	200	2000
	25	250	2500
	30	300	3000
	40	400	4000
	50	500	5000
	60	600	6000
	75	750	7500
		800

Повышение температуры

Превышение температуры обмотки трансформатора тока ГГ №39 при пропускании номинального первичного тока, номинальной частоты и номинальной нагрузки не должно превышать приблизительных значений, приведенных в таблице 2.

Таблица 2 — Пределы превышения температуры обмоток

Класс изоляции	Максимальное повышение температуры (градус Цельсия)
Все классы погружены в масло	60
Все классы погружены в битумный компаунд	50
Y	90
A	105
E	120
B	130
F	155
H	180
C	GG gt; 180

Лист технических данных иКонтурный рисунок

Наша компания

Компания Dalian Huayi Electric Power Electric Appliances Co., Ltd расположена в городе Далянь» China Instrument Transformer Capital&quot ;.

HYEE — профессиональный производитель различных типов’ Измерительный трансформатор высокого, среднего и низкого напряжения, молниеотвод, реактор, сухой трансформатор и другое электрооборудование.

Наши сертификаты

Продукция компании’ не только прошла национальную сертификацию качества Китая’ некоторые экспортируемые продукты, но также сертифицированы членами STL, SGS, BV и т. Д. В настоящее время HYEE прошел ISO9001,14001, OHSAS18001, все продукты и технологии соответствуют стандартам GB и IEC, последовательно получили десятки почетных званий, таких как» Провинциальный центр корпоративных технологий&quot ;,» Национальное высокотехнологичное предприятие и так далее.

Наши клиенты

Безупречные предпродажные работы, продажи и послепродажное обслуживание завоевали клиентов’ доверие и поддержка. Признание клиентов — движущая сила постоянного стремления и усилий сотрудников HYEE 39.

Наши проекты

Наши зарубежные клиенты

Продукция экспортировалась в Северную Америку, Южную Америку, Юго-Восточную Азию, Ближний Восток, Африку и другие регионы мира.

Он безопасно эксплуатируется более чем в 40 странах и регионах.

Свяжитесь с нами

Hot Tags: Трансформатор тока 145кВ, Китай, производители, поставщики, завод, цена, купить

Как повлияет на величину тока холостого хода уменьшение числа витков первичной обмотки однофазного трансформатора?

а) Сила тока увеличится б) Сила тока уменьшится

в) Сила тока не изменится г) Произойдет короткое замыкание

10. Определить коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока, если его номинальные параметры составляют ₁ = 100 А ; ₁ = 5 А?

а) k = 20 б) k = 5

в) k = 0,05 г) Для решения недостаточно данных

11. В каком режиме работают измерительные трансформаторы тока (Т Т) и трансформаторы напряжения (ТН). Указать неправильный ответ:

а) Т Т в режиме короткого замыкания б) ТН в режиме холостого хода

в) Т Т в режиме холостого хода г) ТН в режиме короткого замыкания

К чему приводит обрыв вторичной цепи трансформатора тока?

а) К короткому замыканию б) к режиму холостого хода

в) К повышению напряжения г) К поломке трансформатора

В каких режимах может работать силовой трансформатор?

а) В режиме холостого хода б) В нагрузочном режиме

в) В режиме короткого замыкания г) Во всех перечисленных режимах

Какие трансформаторы позволяют плавно изменять напряжение на выходных зажимах?

а) Силовые трансформаторы б) Измерительные трансформаторы

в) Автотрансформаторы г) Сварочные трансформаторы

Какой режим работы трансформатора позволяет определить коэффициент трансформации?

а) Режим нагрузки б) Режим холостого хода

в) Режим короткого замыкания г) Ни один из перечисленных

Первичная обмотка трансформатора содержит 600 витков, а коэффициент трансформации равен 20. Сколько витков во вторичной обмотке?

а) Силовые трансформаторы б) Измерительные трансформаторы

в) Автотрансформаторы г) Сварочные трансформаторы

Чем принципиально отличается автотрансформаторы от трансформатора?

а) Малым коэффициентом трансформации

б) Возможностью изменения коэффициента трансформации

в) Электрическим соединением первичной и вторичной цепей

г) Мощностью

Какие устройства нельзя подключать к измерительному трансформатору напряжения?

а) вольтметр б) амперметр

в) обмотку напряжения ваттметра г) омметр

 

Раздел 8 «Асинхронные машины»

Частота вращения магнитного поля асинхронного двигателя 1000 об/мин. Частота вращения ротора 950 об/мин. Определить скольжение.

а) 50 б) 0,5

в) 5 г) 0,05

Какой из способов регулирования частоты вращения ротора асинхронного двигателя самый экономичный?

а) Частотное регулирование б) Регулирование измерением числа пар полюсов

в) Реостатное регулирование г) Ни один из выше перечисленных

С какой целью при пуске в цепь обмотки фазного ротора асинхронного двигателя вводят дополнительное сопротивление?

а) Для получения максимального начального пускового момента.

б) Для получения минимального начального пускового момента.

в) Для уменьшения механических потерь и износа колец и щеток г) Для увеличения КПД двигателя

Определите частоту вращения магнитного поля статора асинхронного короткозамкнутого двигателя, если число пар полюсов равна 1, а частота тока 50 Гц.

а) 3000 об/мин б) 1000 об/мин

в) 1500 об/мин г) 500 об/мин

Как изменить направление вращения магнитного поля статора асинхронного трехфазного двигателя?

а) Достаточно изменить порядок чередования всех трёх фаз б) Достаточно изменить порядок чередования двух фаз из трёх

в) Достаточно изменить порядок чередования одной фазы г) Это сделать не возможно

Какую максимальную частоту вращения имеет вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя при частоте переменного тока 50 Гц?

а) 1000 об/мин б) 5000 об/мин

в) 3000 об/мин г) 100 об/мин

7. Перегрузочная способность асинхронного двигателя определяется так:

а) Отношение пускового момента к номинальному

б) Отношение максимального момента к номинальному

в) Отношение пускового тока к номинальному току

г) Отношение номинального тока к пусковому

8.Чему равна механическая мощность в асинхронном двигателе при неподвижном роторе? (S=1)

а) P=0 б) P>0

в) P<0 г) Мощность на валу двигателя

Почему магнитопровод статора асинхронного двигателя набирают из изолированных листов электротехнической стали?

а) Для уменьшения потерь на перемагничивание

б) Для уменьшения потерь на вихревые токи

в) Для увеличения сопротивления

г) Из конструкционных соображений

При регулировании частоты вращения магнитного поля асинхронного двигателя были получены следующие величины: 1500; 1000; 750 об/мин. Каким способом осуществлялось регулирование частоты вращения?

а) Частотное регулирование. б) Полюсное регулирование.

в) Реостатное регулирование г) Ни одним из выше перечисленного

Что является вращающейся частью в асинхронном двигателе?

а) Статор б) Ротор

в) Якорь г) Станина

Ротор четырехполюсного асинхронного двигателя, подключенный к сети трехфазного тока с частотой 50 Гц, вращается с частотой 1440 об/мин. Чему равно скольжение?

а) 0,56 б) 0,44

в) 1,3 г) 0,96

Как подключить трансформатор тока к счетчику

Не во всех случаях есть возможность измерять израсходованную электроэнергию с помощью простого подключения устройства учёта, то есть счётчика, в сеть. В электрических цепях с переменным напряжением 0,4 кВ (380 Вольт), силой тока больше чем 100 Ампер и с потреблением мощности соответственно больше 60 кВт применяется подключение трёхфазного электросчётчика через измерительный трансформатор тока. Такое подключение называется косвенным и только оно даёт точные показатели при измерении таких мощностей. Для начала перед рассмотрением самих схем соединения, нужно разобраться в принципе работы измерительного трансформатора.

Принцип работы измерительных трансформаторов

Принцип измерительного и обычного трансформатора тока (ТТ) не имеют различия кроме точности передачи тока во вторичной обмотке. Не измерительные ТТ применяются в цепях токовой релейной защиты, однако, в любом случае принцип их работы одинаков. По первичной обмотке, включенной последовательно в линию, будет протекать электрический ток такой же, как и в нагрузке. Иногда, это зависит от конструкции ТТ, первичной обмоткой может служить алюминиевая или медная шина, идущая от источника энергии, к потребителю. За счёт прохождения тока и наличия магнитопровода во вторичной обмотке возникает тоже ток но уже меньшей величины, который уже можно измерять с помощью обычных измерительных приборов, или же счётчиков. При расчете израсходованной электроэнергии нужно учитывать коэффициент, определяющий окончательную величину затрат. Фазный ток, протекающий по линии, будет в разы больше чем ток вторичной обмотки, и зависит он от коэффициента трансформации.

Таким образом, данная манипуляция и установленный трансформатор тока обеспечивает не только возможность измерять большие тока, но и способствуют безопасности проведения таких измерений.

Интересным является тот факт что все ТТ выдают при определённом номинале, на который он рассчитан в первичной обмотке, всего лишь 5 Ампер во вторичной. Например, если номинальный ток первичной обмотки будет 100А, то во вторичной будет 5 А. Если оборудование более мощное и выбирается измерительный трансформатор 500А, то всё равно коэффициент трансформации выбран таким образом, что во вторичной обмотке будет опять-таки 5 Ампер. Поэтому выбор счётчика здесь очевиден и несложен, главное, чтоб он был рассчитан на 5 Ампер. Вся ответственность лежит на выборе именно измерительного трансформатора. Ещё один важный фактор работы такой цепочки это частота переменного напряжения, она должна быть строго 50 Гц. Это стандартная величина частоты, которая чётко контролируется компанией поставщиком электроэнергии и её отклонение недопустимо для работы любого, применяемого в странах постсоветского пространства стандартного электрооборудования. По всей плане эта частота регламентируется другими величинами.

Одной из важных особенностей ТТ является также невозможность работы его без нагрузки, а когда это необходимо какими-либо мероприятиями, то стоит закоротить концы вторичной обмотки, чтобы не было пробоя.

Схема подключения к трёхфазной цепи

Существует несколько схем предназначенных для подключения счетчика через трансформаторы тока, вот самая распространённая из них

Как видно, измерительный трансформатор имеет клеммы, которые обозначены Л1 и Л2. Л1 обязательно подключается к источнику электроэнергии, а Л2 к нагрузке. Перепутывать их и переставлять местами нельзя.

А также имеются и клеммы идущие непосредственные на подключение непосредственно к счётчику, они обозначены как И1 и И2. Для цепей измерительного трансформатора рекомендуется использовать провода с сечением не меньше 2,5 мм2. Желательно иметь и выполнять монтаж соответствующего цвета проводами, для упрощения их коммутации. Стандартная раскраска жил и токоведущих шин:

• Жёлтый — это фаза А;
• Зелёный — В;
• Красный — С;
• Синий проводник или чёрный обозначает земляной или нулевой провод.

При монтаже лучше использовать клеммные коробки для соединения, чтобы было легче в случае неисправности производить диагностику или замену какого-либо узла или элемента. Это связано с тем что сами счётчики пломбируются.

Схема подключения соединенных ТТ звездой также применяется в электроустановках, как видно вторичная обмотка подлежит заземлению. Это делается для того, чтобы обезопасить, и устройства учета, и персонал обслуживающий их от возможного появления, в результате пробоя во вторичных цепях, высокого напряжения.

Недостатки такого подключения

1. Ни в коем случае в трёхфазной цепи нельзя использовать трансформаторы с разными коэффициентами трансформации, подключаемые к одному и тому же счётчику.
2. Существенный недостаток, который был замечен при применении устаревших индукционных электросчётчиков. При низких показателях тока в первичной цепи его вращающийся механизм может оставаться без движения, а значить не учитывать электроэнергию. Такой эффект получается из-за того, что сам индукционный прибор имеет значительное потребление и возникающий в его цепи ток уходил в его электромагнитный поток. С цифровыми современными приборами учёта такая ситуация невозможна.

Как подключить через ТТ счётчик в однофазной цепи

Очень редко появляется необходимость подключать счетчик через трансформаторы тока в однофазных сетях, так как токи в них не достигают больших величин. Но всё же если такая необходимость есть нужно воспользоваться схемой, приведённой ниже.

На рисунке «а» изображено обычное прямое подключение счётчика, на рисунке «б» через измерительный ТТ. Катушки напряжения в этих схемах подключены идентично, а вот токовые цепи подключаются через трансформатор тока. В таком случае производится гальваническая развязка, за счёт которой и возможно данное подключение.

В любом случае измерение затраченной электроэнергии необходимо, так как только так можно законно покупать этот вид продукции.

Электросчетчик, который стоит в подъезде, своими обмотками умножает ток на напряжение, и получается мощность, с которой квартирные электроприборы расходуют энергию. А ток и напряжение счетчик измеряет, будучи включенным в нашу питающую сеть. Только такое не всегда разумно, например, в высоковольтных сетях нашей энергосистемы. В них показания снимают косвенным способом

Косвенное измерение на электрической линии состоит в том, что сама питающая сеть электроэнергия через прибор не пропускается, а с нее снимается индуктивным способом вторичное электричество. Для измерения в счетчике используются две обмотки — обмотка измерения тока и обмотка измерения напряжения. В одном приборе действие этих обмоток и дает произведение тока и напряжения, то есть мощность.

Способов отбора этих измерительные токов/напряжений из первичной сети несколько, отсюда и несколько схем подключения счетчиков.

Во всех этих конфигурациях задействуются измерительные трансформаторы.

Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы могут быть по крайней мере двух разных видов:

• трансформатор напряжения;
• трансформатор тока.

Конструктивно по своему действию, а также режимам работы они прямо противоположны друг другу.

Трансформатор напряжения — это устройство, подобное обычным силовым трансформаторам, которые используются всюду для подключения нагрузки к питающей линии переменного тока. Так как в линиях электропитания напряжение выбрано для уменьшения потерь при передаче энергии, то такие трансформаторы обычно обладают понижающим действием: в электроприборах для хорошего потребления энергии нужно не высокое напряжение, а определенный номинальный ток. Поэтому напряжение снижают, ток при этом увеличивается.

Включается в одну фазу или три однофазных, рассчитанных на подключение к трехфазному счетчику электроэнергии

Отличие измерительных трансформаторов напряжения от силовых трансформаторов состоит в том, что при измерении ток, поступающий в счетчик, нужен только для того, чтобы вызвать действие в измерительной обмотке прибора, которая регистрирует напряжение. Он не должен быть большим, и его малой величины добиваются высоким сопротивлением измерительной обмотки.

Как мы знаем из лабораторных работ по физике, чтобы измерить напряжение, вольтметр подключается к участку цепи, где происходит измерение падения напряжения, параллельно. А для того, чтобы само измерение влияло на результаты как можно меньше, надо, чтобы сопротивление прибора было максимально возможным. То есть, когда

Характерной особенностью обоих этих трансформаторов напряжения — и силового, и измерительного — является то, что если разомкнуть вторичную цепь, в которой работают нагрузки, силовая или измерительная, то трагедии не будет. Трансформатор перейдет в режим холостого хода, на клеммах будет не очень большое напряжение (номинал вторичной обмотки трансформатора), а ток ХХ будет нулевым.

С трансформаторами тока (тт) все наоборот.

Если мерить ток в цепи, то амперметр включается в схему последовательно. И чтобы он не оказывал влияния на ток — и свои же собственные показания — сопротивление его должно быть как можно меньше. То есть на месте измерителя тока схема «должна чувствовать» просто кусок провода почти без сопротивления.

Измерительный трансформатор позволяет прибору не включаться в схему, по которой течет измеряемый ток. Он снимает с токонесущей шины электричество индуктивно, своей вторичной обмоткой, при этом ток значительно уменьшается — масштабируется в меньшую сторону, до мыслимых величин, чтобы можно было провести измерение, не сжигая измерителя.

А что произойдет при этом с напряжением во вторичной обмотке? Если вторичную, измерительную цепь разорвать, то на месте разрыва получится напряжение… Правильно, огромной величины — оно станет «масштабировано» в другую сторону — увеличения. А от разрыва цепи энергии деваться будет некуда и она начнет разогревать магнитный сердечник трансформатора до запредельных величин. Все, будет авария!

И получается, если трансформатор напряжения боится короткого замыкания, то трансформатор тока наоборот, боится разрыва. А во время нормальной работы напряжение все «разряжается» через «почти нулевую» обмотку прибора. И обмотка эта делается так, чтобы ее сопротивление было как можно меньше. Это как бы шунт, «почти» короткозамкнутая цепь вторичной обмотки. Ток в ней будет не таким уж и большим, вполне приемлемым для измерений и безопасным.

Принцип работы трансформаторов тока (ТТ)

Измерительный трансформатор (трансформатор тока, ТТ) в принципе работает, как и обычный трансформатор. За исключение одного — он всегда включен и в отношении напряжения работает как повышающий. Ток же он понижает согласно коэффициенту трансформации (w2/w1)

Схема подключения электросчетчика

Индукционные счетчики производят действие умножения остроумно сконструированной конфигурацией магнитных потоков от двух обмоток и одного магнита, вместе вращающих измерительный диск.

Несмотря на разницу в принципах работы, действие приборов сходно, поэтому на схемах подключения они обозначаются одинаково — в виде двух перпендикулярных друг другу измерительных обмоток.

В трехфазных сетях подключаемый трехфазный счетчик рисуют на схемах подключения как три однофазных, которые подключаются каждый двумя обмотками к своей отдельной фазе. Способ снятия напряжения — трансформаторный или прямой — зависит от выбранной конфигурации подключения.

Предпочтение в конфигурации зависит от сетей, которые они обслуживают, их токов, напряжений. Отсюда получаются некоторые выгоды каждой конфигурации в конкретном случае.

Подключение счетчика через трансформаторы тока

Самая простая схема подключения трансформаторов тока

На этой схеме показано подключение трансформатора тока каждой фазной шины к клеммам счетчика. С помощью перемычек Л1-И1 (на ТТ) достигается совмещение шин: фазные шины подаются на обмотки напряжения счетчика (на счетчике для этого также установлены перемычки между контактами 1-2, 4-5 и 7-8) которые другим полюсом идут на нулевую шину линии.

Таким образом, счетчик через трансформаторы тока получает масштабированный ток для измерения. Обмотки тока счетчика подсоединены к вторичным обмоткам трансформаторов тока, а на обмотки напряжения счетчика заводятся фазы линии, подключение их другим проводом через клемму 10 к нулевой шине реализует подключение типа звезда.

Подключить трансформатор тока можно и иначе

В данной схеме вторые контакты обмоток — токовой и напряжения — подключены к контакту 10 счетчика (перемычка между 3, 6, 9 и 10 контактами), присоединенного к нулю линии.

Приведенные схемы подключения используются, когда ведут учет электроэнергии в низковольтных сетях 380/220 В. Для высоковольтных сетей используются как ТТ, так и трансформаторы напряжения.

В данной схеме к счетчику подводятся только вторичные обмотки измерительных трансформаторов. Таким образом, подключение электросчетчика выполнено при полном схемном разделении с линией, от ее опасного тока и напряжения. В данной схеме использованы 6 измерительных трансформаторов, но бывают схемы и с другим числом трансформаторов тока, как и трансформаторов напряжения.

Приборы используют в сетях 380 В для создания работоспособной системы с высоким потреблением энергии. Подключение электросчетчика через трансформаторы тока производят не напрямую, что позволяет измерять показатели, превышающие допустимые.

ТТ для электросчетчиков

Принцип работы заключается в создании электричества во вторичной цепи благодаря прохождению электрических зарядов через обмотку трансформатора. Последняя подключается последовательно, благодаря чему начинает работать электромагнитная индукция, создающая электрические заряды.

Важно! Счетчик работает с повышенным током нагрузки благодаря трансформатору: устройство преобразует электричество, позволяя снять показания при мощности, превышающей допустимую.

Большинство преобразователей рассчитано на рабочую частоту 50 Гц с номинальным током 5 А. Устройство преобразовывает первичный заряд в безопасный для работы измерителя. Для получения реального результата требуется умножить показания счетчика на коэффициент трансформации. Это позволяет использовать прибор с низкой номинальной мощностью.

Устройство обладает недостатком: измерительный ток может быть ниже стартового — тогда показания не будут сняты. Подобный эффект имеет место при установке старых счетчиков, потребляющих электроэнергию. Современные модели используют электричество для работы, но в минимальных количествах.

Провод, использующийся для обмотки вторичной токовой цепи, должен иметь площадь более 2,5 мм² в поперечном сечении. Подключение происходит через опломбированный клеммник. Он позволяет:

• сменить неисправное устройство, не останавливая подачу электричества к потребителям;
• произвести технический осмотр.

Соединения выполняются маркированными проводниками. Каждый выход обозначается отдельным цветом, что облегчает будущий ремонт.

Перед подключением необходимо ознакомиться с паспортом, в котором указаны все необходимые сведения.

Подключение измерительного прибора через ТТ

При включении преобразователя обязательно соблюдение полярности. На картинках, представленных ниже, входные клеммы обозначены как Л1 и Л2, а измерительные — как И1 и И2. Обязательно использование проводника, подходящего к системе по допустимой нагрузке.

Существует две основных схемы. В паспорте устройства указана рекомендуемая. Большинство приборов не рассчитано на прямое включение.

К одному устройству запрещается подключать несколько преобразователей с разными коэффициентами.

Схематичные варианты монтажа

Схемы подключения трехфазных счетчиков через трансформаторы тока представлены на картинках:

• Семипроводная опасна для цепи, поскольку оба проводника связаны под общим напряжением.

• Десятипроводная отличается отсутствием связи между цепями, что делает систему безопаснее.

Большинство трехфазных счетчиков подключают по второй схеме, если система не требует иного.

Переходная испытательная коробка для электросчетчиков

Как подключить трехфазный счетчик через трансформаторы тока при использовании испытательной коробки показано на схеме ниже. Согласно пункту 1.5.23 ПУЭ, она используется при использовании образцового электросчетчика. Наличие коробки позволяет производить манипуляции над системой без снятия нагрузки на сеть. Могут быть произведены:

• шунтирование;
• отключение проводников;
• включение нового прибора без предварительного отключения;
• пофазное снятие напряжения.

В основе схемы лежит десятипроводной тип подключения. Отличие заключается в размещении испытательной коробки между ТТ и счетчиком, а также усложнении монтажа.

Выбор трансформатора

Чтобы выбрать устройство, нужно ознакомиться с пунктом 1.5.17 ПУЭ. В нем указано, что расход вторичной обмотки не должен падать ниже 40% от номинального при максимальной загруженности, ниже 5% при минимальной. Необходимо создать правильную последовательность фаз A, B, C. Для определения используют фазометр.

Важно! Обращают внимание на U и I. Первое число должно быть равно напряжению или превышать его, второе, соответственно силу тока.

Вместо трехфазного электросчетчика можно установить три однофазных. К каждому потребуется отдельный преобразователь, что многократно усложняет монтаж.

Для чего используют

Трансформаторы применяют для защиты от перегорания. Трёх фазные счетчики пропускают низкий номинальный ток. Поэтому нельзя измерить энергопотребление системы с десятикратной и большей нагрузкой. Преобразователь позволяет вычислить потребление электричества, затем умножить на коэффициент и получить реальный расход. Умножив на стоимость, человек получает счет за электрическую энергию.

Расчеты нагрузки

В пункте 1.5.1 ПУЭ описаны нормативы, которым должны соответствовать электросчетчик и трансформаторы тока. Описаны нормативные расчетные мощности.

Измерение по нагрузке схоже со следующим(в качестве примера взят ТТ с коэффициентом 200/5, система потребляет 140(14) ампер):

• номинальная:
  1. 140/40 = 3,5.
  2. 0,05*200/5 = 2.
  3. минимальная:
     1. 14/40 = 0,35.
     2. 5*0,05 = 0,25.
     3. 25%:
        1. 140*0,25/40 = 0,875.
        2. 0,05 А умножают на отношение номинального к минимальному: 0,05*140/14 = 0,5.

Первые числа должны быть соответственно больше вторых.

Важно! Вычисления производятся в амперах. Выполнение условия из пункта 4 означает допустимость использования ТТ.

Выбирая преобразователь, следует учитывать следующие факторы:

1. Определяя размеры проводки, учитывают класс точности ТТ. Для 0.5 допустимая потеря напряжения составляет четверть процента, для 1.0 — половина процента. В технических электросчетчиках допускается падение напряжения на величину до 1,5%.
2. В АИИС КУЭ используют высокоточные устройства класса S. ТТ подобного типа способны снимать точные показания при низком уровне тока.
3. Для технического учета и для счетчиков с классом точности 2.0 нужны ТТ с показателем 1.0. В остальных случаях рекомендуют устанавливать ТТ с классом точности 0.5 или менее.
4. Прибор с повышенным коэффициентом используется, если максимальный показатель системы не падает ниже 40% от номинального, указанного на устройстве.
5. Во время расчета потребления электроэнергии учитывают площадь сечения проводки, расчетную мощность и коэффициент преобразователя.

Незаземляемые трансформаторы напряжения в сетях (6–10) кВ

 В соответствии с требованиями положения ПАО «Россети» «О единой технической политике в электротехническом комплексе» и ПУЭ (издание 7) недопустимо одновременное подключение к измерительным обмоткам трансформаторов тока и напряжения,  задействованных в цепях учета, приборов сигнализации  и защиты, автоматики или других электроприборов. Иными словами, если к измерительной обмотке подключен прибор учета, то ничего более к этой обмотке подключать нельзя.  В связи с этим требованием появляется ряд проблем, связанных с эксплуатацией трансформаторов напряжения (ТН).

Для учета электрической энергии используют как заземляемые, так и незаземляемые ТН. Самая распространенная схема – три заземляемых ТН и три трансформатора тока (ТТ).

Заземляемые трансформаторы напряжения изготавливаются в однофазном и в трехфазном исполнении. В моей статье речь пойдет об однофазных трансформаторах, которые соединяются в трехфазные группы.

Заземляемые однофазные трансформаторы напряжения могут быть выполнены с одной или двумя вторичными обмотками для измерения и учета и одной дополнительной, которая предназначена для питания цепей защиты. Однофазные трансформаторы соединяются в трехфазную группу, при этом обмотки высокого напряжения соединяются в звезду с выведенной нейтралью. Измерительные обмотки НН – в звезду, дополнительные обмотки соединяются по схеме разомкнутого треугольника. Основное назначение заземляемых трансформаторов напряжения – контроль изоляции сети в сетях с изолированной нейтралью.

Номинальное напряжение дополнительной обмотки однофазного ТН, как правило, 100/3 В. При соединении дополнительных обмоток в схему разомкнутого треугольника, при симметричном режиме сети, напряжение на выводах а_д – х_д не будет равно нулю и не должно превышать трех вольт. При однофазном замыкании на землю напряжение на выводах разомкнутого треугольника должно стать равным 100 В. На это напряжение рассчитано реле сигнализации замыкания на землю.

Зачастую заземляемые ТН используют только для учета электроэнергии. В этом случае измерительные обмотки нагружены на прибор учета, а дополнительные либо не используется совсем, либо запитаны на собственные нужды. Этот режим эксплуатации заземляемых трансформаторов напряжения обусловлен требованиями положения ПАО «Россети» «О единой технической политике в электротехническом комплексе» и ПУЭ. Такие схемы применяются в пунктах коммерческого учета (ПКУ), для питания модулей GSM и обогрева электронных счетчиков. При эксплуатации заземляемых трансформаторов напряжения с такими схемными решениями просматривается ряд проблем.

1. Как говорилось ранее, в симметричном режиме работы сети напряжение на разомкнутом треугольнике не превышает 3 В. Потребляемая дополнительными обмотками мощность стремится к нулю. Измерительная обмотка нагружена в диапазоне 25%  – 100%, от номинальной мощности. Это нормальный режим эксплуатации ТН.

 Режим, когда дополнительные обмотки, в симметричном режиме сети, постоянно запитаны на нагрузку, приведет к перегрузке трансформатора, что отразится на метрологических характеристиках трансформатора. Погрешности по напряжению выйдут за допускаемый диапазон. Если необходимо, чтобы трансформатор работал именно в таком режиме, это требование оговаривают при заказе, при этом вторичная нагрузка должна быть симметричной. При проведении приемо-сдаточных испытаний измерительная обмотка будет проверена на соответствие заданному классу точности с одновременно нагруженными всеми вторичными обмотками.

2. Включение дополнительного активного сопротивления 25 Ом в дополнительную обмотку, соединенную в открытый треугольник, позволяет предотвратить феррорезонанс в сети или значительно снизить его негативное воздействие.  При неиспользовании дополнительных обмоток или использовании их в качестве источника напряжения, в режиме замыкания одной из фаз сети на землю, ток обмотки ВН не будет ограничиваться. Это приведет к повреждению ТН. Да и вообще, устойчивость трансформаторов напряжения к феррорезонансным явлениям в сетях в случае, когда дополнительные обмотки используются не по назначению, не гарантируется. Испытания (расчет) трансформаторов на устойчивость к феррорезонансу проводятся при номинальных режимах, которые подразумевают включение в дополнительные обмотки, соединенные по схеме разомкнутого треугольника, вторичной нагрузки установленного производителем ТН номинала. Некоторые производители, для повышения надежности ТН,  рекомендуют установку других устройств гашения феррорезонанса, например СЗТн (разработка ОАО «СЗТТ»). 

Что же делать, когда требуется создать систему учета с трансформаторами напряжения, но при этом необходим отбор мощности для питания цепей собственных нужд?

    На нашем предприятии разработан незаземляемый трансформатор напряжения НОЛ.08,3-6(10)М с двумя вторичными обмотками. Основная обмотка предназначена для питания цепей учета и измерения, с классами точности 0,2; 0,5 или 1, по ГОСТ 1983–2015. Дополнительная обмотка предназначена для питания цепей собственных нужд.  Отклонение вторичного напряжения от номинального ±0,5%.

Трехфазная группа из незаземляемых трансформаторов соединяется по схеме треугольник/треугольник/треугольник. Особенность этого трансформатора заключается в том, что он абсолютно не подвержен влиянию феррорезонанса, так как не имеет заземляемого вывода обмотки высокого напряжения, следовательно, нет условий для возникновения феррорезонанса. Дополнительные обмотки могут нагружаться для питания цепей обогрева, модулей GSM и других целей.

Еще одно немаловажное преимущество, в сравнении с заземляемыми трансформаторами, – это возможность испытания главной изоляции трансформаторов в условиях эксплуатации. Внутренняя изоляция заземляемых трансформаторов напряжения испытывается индуктированным напряжением частотой от 100 Гц до 400 Гц, выбор частоты определяется конструктивом ТН. Уровень испытательного напряжения – в соответствии с ГОСТ 1516.3. Как правило, в эксплуатирующих организациях нет источника напряжения повышенной частоты. ГОСТ 1516.3 допускает испытание внутренней изоляции напряжением промышленной частоты, но при этом уровень напряжения – не более 1,3 номинального. Это испытание не дает полного представления о состоянии изоляции трансформатора. В отличие от заземляемых, внутреннюю изоляцию незаземляемых трансформаторов можно испытывать приложенным напряжением промышленной частоты. А это значит, что их можно испытывать совместно с трансформаторами тока и ошиновкой высоковольтного отсека.

Применение незаземляемых трансформаторов напряжения в схемах измерения и учета ведет к уменьшению потерь от недоучета электроэнергии. Незаземляемые измерительные трансформаторы напряжения лишены всех тех недостатков, которые характерны для заземляемых ТН, поэтому в пунктах коммерческого учета целесообразно использовать трехфазную группу 3хНОЛ.08.3-6(10)М.

 

                                                                                                                                                   Е.В. Игнатенко, главный конструктор ОИТ ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока»

Трансформаторы потенциала

Это непростой способ измерения высокого напряжения и токов, связанных с системами передачи и распределения электроэнергии, поэтому часто используются измерительные трансформаторы для понижения этих значений до более безопасного уровня для измерения. Это связано с тем, что измерительные приборы или устройства и защитные реле являются устройствами низкого напряжения, поэтому не могут быть подключены напрямую к цепи высокого напряжения для измерения и защиты системы.

Помимо снижения уровней напряжения и тока, эти трансформаторы изолируют измерительную или защитную цепь от главной цепи, которая работает на высоких уровнях мощности.

Трансформаторы тока уменьшают уровень тока до рабочего диапазона прибора или реле, тогда как трансформаторы напряжения преобразуют высокое напряжение в цепь, работающую с низким напряжением. В этой статье мы собираемся подробно обсудить потенциальные трансформаторы.

Что такое трансформатор потенциала

Трансформатор потенциала — это понижающий трансформатор напряжения, который снижает напряжение в цепи высокого напряжения до более низкого уровня для целей измерения.Они подключаются поперек или параллельно контролируемой линии.

Основной принцип работы и конструкция этого трансформатора аналогична стандартному силовому трансформатору. Обычно трансформаторы напряжения обозначаются аббревиатурой PT.

Первичная обмотка состоит из большого количества витков, которые подключены к стороне высокого напряжения или к линии, в которой должны проводиться измерения или которая должна быть защищена. Вторичная обмотка имеет меньшее количество витков, которые подключены к вольтметрам или потенциальным катушкам ваттметров и счетчиков энергии, реле и других устройств управления.Это могут быть однофазные или трехфазные трансформаторы напряжения. Независимо от номинального напряжения первичной обмотки, они рассчитаны на вторичное выходное напряжение 110 В.

Поскольку вольтметры и потенциальные катушки других измерителей имеют высокий импеданс, через вторичную обмотку трансформатора тока протекает небольшой ток. Таким образом, ПТ ведет себя как обычный двухобмоточный трансформатор, работающий без нагрузки. Из-за такой низкой нагрузки (или нагрузки) на ПТ, номинальные значения в ВА ПТ низки и находятся в диапазоне от 50 до 200 ВА.На вторичной стороне один конец заземлен из соображений безопасности, как показано на рисунке.

Как и у обычного трансформатора, коэффициент трансформации определяется как

V1 / V2 = N1 / N2

Из приведенного выше уравнения, если показания вольтметра и коэффициент трансформации известны, то можно определить напряжение на стороне высокого напряжения.

В начало

Конструкция

По сравнению с обычным трансформатором, в трансформаторах напряжения или трансформаторах напряжения используются проводники и сердечники большего диаметра.ПП, предназначенные для обеспечения большей точности и, следовательно, при проектировании экономия материала не рассматривается как главный аспект.

PT изготовлены со специальным высококачественным сердечником, работающим при более низкой плотности потока, чтобы иметь небольшой ток намагничивания и минимизировать потери нагрузки. Для ПТ предпочтительны конструкции как сердечника, так и оболочки. Для высоких напряжений используются трансформаторы тока с сердечником, а для низких напряжений предпочтительны трансформаторы с оболочкой. Конструкция

Для уменьшения реактивного сопротивления утечки используются коаксиальные обмотки как для первичной, так и для вторичной обмотки.Для снижения стоимости изоляции вторичная обмотка низкого напряжения размещается рядом с сердечником. А для трансформаторов высокого напряжения первичная обмотка высокого напряжения разделена на секции катушек, чтобы уменьшить изоляцию между слоями катушек. Для этих намоток в качестве ламината используется исчезнувший батист и хлопковая лента. Между змеевиками используются сепараторы из твердых волокон.

Они тщательно спроектированы, чтобы иметь минимальный фазовый сдвиг между входным и выходным напряжениями, а также поддерживать минимальное соотношение напряжений при изменении нагрузки.Масляные трансформаторы тока используются для высоких уровней напряжения (выше диапазона 7 кВ). В таких ПТ предусмотрены маслонаполненные вводы для соединения основных линий.

Вернуться к началу

Типы трансформаторов напряжения или потенциала

В основном они подразделяются на трансформаторы напряжения для наружной и внутренней установки.

1. Внешние трансформаторы напряжения

Это могут быть одно- или трехфазные трансформаторы напряжения, доступные для различного диапазона рабочих напряжений, которые используются для наружных реле и измерений.До 33кВ это одно- и трехфазные трансформаторы напряжения электромагнитного типа. Однофазные трансформаторы напряжения для наружной установки мощностью выше 33 кВ могут быть двух типов: электромагнитного типа и емкостного трансформатора напряжения (CVT).

Электромагнитный трансформатор напряжения или обычный трансформатор напряжения с обмоткой

Они похожи на обычные маслонаполненные трансформаторы с обмоткой с проволокой. На рисунке ниже показан ПТ электромагнитного типа, в котором водопроводный кран подключен к линейному выводу. На баке имеется пробка для заливки масла, и этот бак установлен на изолирующей опоре.

В основании имеется клемма заземления и пробка для слива масла. В этом случае первичная обмотка подключается между двумя фазами или между одной фазой и землей. Таким образом, один конец первичной обмотки подключен к главной линии вверху, а другой конец выведен снизу и заземлен с другими клеммами заземления.

Клеммы вторичной обмотки, включая клемму заземления, расположены в клеммной коробке внизу, далее они подключаются к цепям измерения и реле. Они используются при рабочих напряжениях до 132 кВ или ниже из-за аспектов изоляции.

PotentialTransformer

Емкостные трансформаторы напряжения (CVT)

Это емкостной делитель потенциала, подключенный между фазой основной линии и землей. Это могут быть вариаторы с конденсатором связи или вводом. Эти два типа электрически менее или более похожи, но разница в том, что образование емкости, которая в дальнейшем определяет их номинальную нагрузку (или нагрузку).

Конденсатор связи представляет собой набор последовательно соединенных конденсаторов, состоящих из пропитанной маслом бумаги и алюминиевой фольги.Для получения желаемых первичных и вторичных напряжений первичные и вторичные клеммы подключаются через конденсаторы.

В втулках вариатора используются втулки конденсаторного типа с резьбой. Бесступенчатые трансмиссии также используются для связи по линиям электропередач и, следовательно, более экономичны.

Емкостные трансформаторы напряжения

Вернуться к началу

2. Внутренние трансформаторы потенциала

Они также доступны в виде одно- или трехфазных трансформаторов тока, которые имеют литой магнитный тип. Механизм крепления может быть фиксированным или выкатным.В этом типе трансформаторов тока все части первичной обмотки изолированы от земли с номинальной изоляционной способностью. Они предназначены для управления реле, измерительными приборами и другими устройствами управления в помещениях с высокой точностью.

Внутренние трансформаторы потенциала

В зависимости от функции трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения подразделяются на измерительные трансформаторы напряжения и защитные трансформаторы напряжения.

В начало

Ошибки в трансформаторе напряжения

Для идеального трансформатора напряжения напряжение, создаваемое во вторичной обмотке, точно пропорционально первичному напряжению и находится в точном противофазе.Но в реальных трансформаторах это не так из-за наличия падений напряжения на первичном и вторичном сопротивлениях, а также из-за коэффициента мощности нагрузки на вторичную обмотку. Это приводит к возникновению ошибок соотношения и угла сдвига фаз в трансформаторах напряжения. Дайте нам знать подробно.

Ошибки в трансформаторе напряжения

Рассмотрим векторную диаграмму трансформатора напряжения, показанную выше,

, где

Io = ток холостого хода

Im = намагничивающая составляющая тока холостого хода

Iu = Ваттная составляющая тока холостого хода

Es и Ep = наведенные напряжения во вторичной и первичной обмотках соответственно

Np и Ns = количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно

Ip и Is = первичный ток и вторичный ток

Rp и Rs = сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно

Xp и Xs = реактивные сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно

β = фазовая погрешность

Первичное индуцированное напряжение или ЭДС Ep получается путем вычитания первичного сопротивления (IpRp) и реактивного падения (IpXp) из первичного напряжения Vp.Кроме того, напряжение на клеммах вторичной обмотки Vs получается путем векторного вычитания падения сопротивления вторичной обмотки (IsRs) и падения реактивного сопротивления (IsXs) из вторичной наведенной ЭДС Es. Из-за этих падений номинальный коэффициент трансформатора напряжения не равен фактическому коэффициенту трансформатора напряжения, следовательно, возникает ошибка коэффициента преобразования.

Ошибка соотношения

Ошибка соотношения трансформатора напряжения определяется как отклонение фактического соотношения преобразования от номинального.

Ошибка соотношения процентов = (Kn — R) / R × 100

Где

Kn — номинальный или номинальный коэффициент трансформации, равный

Kn = номинальное первичное напряжение / номинальное вторичное напряжение

Погрешность фазового угла

В идеале PT, между первичным напряжением и обратным вторичным напряжением не должно быть никакого фазового угла.Но на практике существует разница фаз между Vp и Vs, перевернутая (как мы можем наблюдать на рисунке выше), тем самым вводя фазовую ошибку. Он определяется как разность фаз между первичным напряжением и обратным вторичным напряжением.

Чтобы уменьшить эти ошибки, чтобы повысить точность, трансформаторы спроектированы таким образом, чтобы их обмотки имели соответствующие величины внутреннего сопротивления и реактивных сопротивлений. В дополнение к этому сердечник должен требовать минимальных компонентов намагничивания и потерь в сердечнике возбуждающего тока.

Вернуться к началу

Применение трансформаторов напряжения

• Системы измерения электроэнергии
• Системы электрической защиты
• Дистанционная защита фидеров
• Синхронизация генераторов с сетью
• Импедансная защита генераторов

Класс трансформаторов напряжения, используемых для измерения называются измерительными трансформаторами напряжения или потенциала. С другой стороны, трансформаторы напряжения, используемые для защиты, называются защитными трансформаторами напряжения.В некоторых случаях трансформаторы тока используются как для измерения, так и для защиты, в таких случаях одна вторичная обмотка подключается к счетчику, а другая вторичная обмотка используется для защиты.

Вернуться к началу

Почему трансформатор не работает от источника постоянного тока вместо переменного тока?

Что происходит, когда первичная обмотка трансформатора подключена к источнику постоянного тока?

Трансформатор — это устройство, повышающее или понижающее уровень переменного тока или напряжения без изменения первичной обмотки (т.е.е. источник входного сигнала) частота.

Трансформатор работает только от переменного тока и не может работать от постоянного тока, т.е. он был разработан для работы только и только от переменного тока и напряжения. Чтобы узнать, что произойдет, если мы подключим источник постоянного тока к первичной обмотке трансформатора, см. Следующие примеры, где мы сначала подключаем трансформатор к переменному току, а затем к постоянному току.

Связанные сообщения:

Трансформатор, подключенный к источнику переменного тока

Предположим, мы подключаем трансформатор к источнику переменного тока со следующими данными.

• Первичное напряжение = В ₁ = 230 В
• Сопротивление = R ₁ = 10 Ом
• Индуктивность = L = 0,4 Гн
• Частота источника = 50 Гц

Давайте посмотрим, сколько тока будет протекать через первичную обмотку трансформатора в случае переменного тока.

Мы знаем, что сопротивление по переменному току = Импеданс

Импеданс = Z = В / I в Ом

Где Z = √ (R ² + X _L ) ² в случае индуктивной цепи.

X _L = 2π f L

X _L = 2 x 3,1415 x 50 Гц x 0,4H

X _L = 125,67 Ом

Теперь для импеданса

Z =

R ² + X _L ) ²

Ввод значений

Z = √ (10 ² Ом + 125,67 ² Ом)

Z = 126,1 Ом

Текущий ток в первичный

I = V / Z

I = 230 В / 126.1 Ом = 1,82 А

Первичный ток в случае переменного тока = 1,82 А

Связанные сообщения:

Трансформатор подключен к источнику постоянного тока

Теперь подключите тот же трансформатор к напряжению постоянного тока и посмотрим, что бывает.

Мы знаем, что в постоянном токе нет частоты, т.е. f = 0. Следовательно, индуктивное реактивное сопротивление X _L будет равно нулю, если мы положим f = 0 в X _L = 2π f L.

Таким образом, ток в первичной обмотке трансформатора в случае источника постоянного тока.

I = V / R

I = 230 В / 10 Ом

I = 23 A.

Первичный ток в случае постоянного тока = 23A

Связанные сообщения:

Приведенный выше расчет показывает, что чрезмерный ток будет течь в первичной обмотке трансформатора в случае подачи постоянного тока, который сожжет первичные обмотки трансформатора. . Это не единственная причина, поскольку ток будет постоянным, теперь давайте посмотрим, что происходит в случае постоянного тока в трансформаторе.

Если первичная обмотка трансформатора подключена к источнику постоянного тока, первичная обмотка будет потреблять постоянный ток и, следовательно, производить постоянный магнитный поток. Следовательно, обратная ЭДС не будет производиться. Их первичная обмотка будет потреблять чрезмерный ток из-за низкого сопротивления первичной, потому что мы знаем, что индуктивное реактивное сопротивление (X _L ) равно нулю из-за формулы индуктивного реактивного сопротивления (X _L = 2π f L), где частота Источник постоянного тока равен нулю. В результате первичная обмотка перегревается и перегорает или перегорает предохранитель и автоматический выключатель.Следует соблюдать осторожность, чтобы не подключить первичную обмотку трансформатора к источнику постоянного тока.

Похожие сообщения:

Почему трансформатор не может работать от постоянного тока вместо переменного тока?

Если мы приложим постоянное напряжение или ток к первичной обмотке трансформатора, то следующие результаты:

Мы знаем, что

v = L (di / dt)

Где:

• v = мгновенно напряжение на первичных обмотках
• L = индуктивность катушки индуктивности
• di / dt = мгновенная скорость изменения тока в А / с

Теперь в этом случае напряжения постоянны i.е. Постоянный ток. Теперь ток (i) будет быстро увеличиваться до тех пор, пока не станет насыщенным железный сердечник трансформатора.

На этом этапе ток (i) возрастет до опасного уровня и перестанет изменяться. Когда нет изменения тока (i), индуцированное напряжение в первичной обмотке будет равно нулю, так как di / dt = 0, что приведет к короткому замыканию обмотки трансформатора с источником постоянного тока.

Когда ток превысит безопасный уровень, произойдет большая потеря мощности, так как P = I ² R . что приведет к повышению температуры до опасного уровня и может привести к взрыву трансформатора, а также может возникнуть возгорание трансформаторного масла.

Или посмотрим на Второй закон Фарадея

e = N dΦ / dt

Где

• e = Индуцированная ЭДС
• N = количество витков
• dΦ = Изменение потока
• dΦ = Изменение потока
• Изменение во времени

В случае подачи постоянного напряжения на трансформатор будет постоянный магнитный поток (Φ), индуцированный в первичной обмотке из-за постоянного тока.

Теперь наведенная ЭДС в первичной обмотке будет равна нулю как (dΦ / dt = 0), то есть e = N dϕ / dt = 0 из-за постоянного потока, индуцированного постоянным током.

Мы также знаем, что в источнике постоянного тока нет частоты и поток обратно пропорционален частоте ( Φ = V / f ), которая насыщает сердечник трансформатора.

Это означает, что первичная обмотка трансформатора будет действовать путем короткого замыкания на дополнительный постоянный ток, который может вызвать взрыв всего трансформатора. Именно по этой причине, , мы не должны подключать трансформатор к источнику постоянного тока вместо переменного тока.

Похожие сообщения:

При каких условиях питание постоянного тока безопасно применяется к первичной обмотке трансформатора?

В большинстве случаев это вопрос типа собеседования по электротехнике и электронике, поэтому давайте посмотрим, как подключить трансформатор к источнику постоянного тока.

Есть два условия, при которых мы можем подключить трансформатор к постоянному току.

• Пульсирующий постоянный ток в качестве входа
• Высокое сопротивление последовательно с первичной обмоткой

Пульсирующий постоянный ток в трансформаторе

В этом методе пульсирующий постоянный ток (который содержит пульсации и не является чистой формой устойчивого состояния ток) к первичной обмотке трансформатора. В этом случае отрицательный цикл сбрасывает магнитный поток, и интеграл по времени напряжения равен нулю за один полный цикл, что снова помогает сбросить магнитный поток в обмотке.Эта концепция используется в SMPS (импульсный источник питания.

Высокий резистор последовательно с трансформатором

Поскольку мы знаем, что трансформатор работает только от переменного тока. В случае питания постоянного тока, первичная обмотка трансформатора может начать работать дым и горение. Но есть способ, которым мы можем управлять трансформатором на постоянном токе (хотя схема бесполезна без выхода), добавив резистор большого номинала последовательно с первичной обмоткой трансформатора.

Когда первичная обмотка трансформатор должен быть подключен к источнику постоянного тока.к первичной обмотке последовательно подключено высокое сопротивление. Это последовательное сопротивление ограничивает первичный ток до безопасного значения постоянного тока и, таким образом, предотвращает выгорание первичной обмотки.

Обратите внимание, что не подключайте трансформатор к источнику постоянного тока без высокого сопротивления последовательно с первичной обмоткой. Потому что в постоянном токе нет частоты, а полное сопротивление (Z) катушки индуктивности равно нулю. Если вы поместите Z = 0 в I = V / Z, ток будет слишком большим, т. Е. Индуктор действует как короткое замыкание на постоянное напряжение и токи.

Похожие сообщения:

Трансформатор — Энергетическое образование

Рисунок 1. Трансформатор, устанавливаемый на площадку для распределения электроэнергии. ^[1]

Трансформатор представляет собой электрическое устройство, которое использует электромагнитную индукцию для передачи сигнала переменного тока (AC) от одной электрической цепи к другой, часто изменяя (или «преобразуя») напряжение и электрический ток. Трансформаторы не пропускают постоянный ток (DC) и могут использоваться для снятия постоянного напряжения (постоянного напряжения) из сигнала, сохраняя при этом изменяющуюся часть (переменное напряжение).В электрической сети трансформаторы играют ключевую роль в изменении напряжения, чтобы уменьшить потери энергии при передаче электроэнергии.

Трансформаторы изменяют напряжение электрического сигнала, выходящего из электростанции, обычно увеличивая (также известное как «повышение») напряжение. Трансформаторы также снижают («понижают») напряжение на подстанциях, а также в распределительных трансформаторах. ^[2] Трансформаторы также используются в составе устройств, как трансформаторы тока.

Как работают трансформаторы

Часто кажется удивительным, что трансформатор сохраняет общую мощность неизменной при повышении или понижении напряжения.Следует иметь в виду, что при повышении напряжения ток падает:

[математика] P = I_1 V_1 = I_2 V_2 [/ математика]

Трансформаторы используют электромагнитную индукцию для изменения напряжения и тока. Это изменение называется действием трансформатора и описывает, как трансформатор изменяет сигнал переменного тока с его первичной на вторичную составляющую (как в приведенном выше уравнении). Когда сигнал переменного тока подается на первичную катушку, изменяющийся ток вызывает изменение магнитного поля (становится больше или меньше).Это изменяющееся магнитное поле (и связанный с ним магнитный поток) будет проходить через вторичную катушку, индуцируя напряжение на вторичной катушке, тем самым эффективно связывая вход переменного тока от первичного ко вторичному компоненту трансформатора. Напряжение, приложенное к первичному компоненту, также будет присутствовать во вторичном компоненте.

Как упоминалось ранее, трансформаторы не пропускают вход постоянного тока. Это известно как изоляция постоянного тока. ^[2] Это связано с тем, что изменение тока не может быть вызвано постоянным током; Это означает, что нет изменяющегося магнитного поля, индуцирующего напряжение на вторичном компоненте.

Рисунок 1. Простой рабочий трансформатор. ^[3] Ток [math] I_p [/ math] поступает с напряжением [math] V_p [/ math]. Ток проходит через [math] N_p [/ math] обмотки, создавая магнитный поток в железном сердечнике. Этот поток проходит через [math] N_s [/ math] витков провода на другом контуре. Это создает ток [math] I_s [/ math] и разность напряжений во второй цепи [math] V_s [/ math]. Электроэнергия ([математика] V \ умноженная на I [/ математика]) остается прежней.

Основным принципом, который позволяет трансформаторам изменять напряжение переменного тока, является прямая зависимость между соотношением витков провода в первичной обмотке и вторичной обмотке и отношением первичного напряжения к выходному напряжению.Отношение числа витков (или петель) первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки известно как отношение витков . Соотношение витков устанавливает следующее соотношение с напряжением:

[математика] \ frac {N_p} {N_s} = \ frac {V_p} {V_s} = \ frac {I_s} {I_p} [/ math]

• [math] N_p [/ math] = Количество витков в первичной катушке
• [math] N_s [/ math] = Количество витков вторичной катушки
• [math] V_p [/ math] = напряжение на первичной обмотке
• [math] V_s [/ math] = Напряжение на вторичной обмотке
• [math] I_p [/ math] = Ток через первичный элемент
• [math] I_s [/ math] = Ток через вторичную обмотку
  

Из этого уравнения, если количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке ([math] N_p \ gt N_s [/ math]), то напряжение на вторичной катушке будет на меньше, чем на первичной катушке.Это известно как понижающий трансформатор, потому что он понижает или понижает напряжение. В таблице ниже показаны распространенные типы трансформаторов, используемых в электрической сети.

Тип трансформатора	Напряжение	Передаточное число	Текущий	Мощность
Понижение	входное (первичное) напряжение> выходное (вторичное) напряжение	[math] N [/ math] p > [math] N [/ math] s	[math] I [/ math] p <[math] I [/ math] s	[math] P [/ math] p = [math] P [/ math] s
Шаг вперед	входное (первичное) напряжение <выходное (вторичное) напряжение	[math] N [/ math] p <[math] N [/ math] s	[math] I [/ math] p > [math] I [/ math] s	[math] P [/ math] p = [math] P [/ math] s
Один к одному	входное (первичное) напряжение = выходное (вторичное) напряжение	[math] N [/ math] p = [math] N [/ math] s	[math] I [/ math] p = [math] I [/ math] s	[math] P [/ math] p = [math] P [/ math] s

Преобразователь один к одному будет иметь равные значения для всего и используется в основном для цель обеспечения изоляции постоянного тока.

Понижающий трансформатор будет иметь на более высокое первичное напряжение, , чем вторичное напряжение, но на более низкое значение первичного тока , чем его вторичный компонент.

В случае повышающего трансформатора , первичное напряжение будет ниже на , чем вторичное напряжение, что означает, что первичный ток на больше, чем вторичный компонент.

КПД

В идеальных условиях напряжение и ток изменяются с одинаковым коэффициентом для любого трансформатора, что объясняет, почему значение первичной мощности равно значению вторичной мощности для каждого случая в приведенной выше таблице.По мере того, как одно значение уменьшается, другое увеличивается, чтобы поддерживать постоянный равновесный уровень мощности. ^[2]

Трансформаторы могут быть чрезвычайно эффективными. Трансформаторы большой мощности могут достигать отметки КПД 99% в результате успехов в минимизации потерь в трансформаторе. Однако трансформатор всегда будет выдавать немного меньшую мощность, чем его входная мощность, поскольку полностью исключить потери невозможно. Есть некоторое сопротивление трансформатора.

Чтобы узнать больше о трансформаторах, см. Гиперфизику.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

трансформаторов | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объясните, как работает трансформатор.
• Рассчитайте напряжение, ток и / или количество витков с учетом других величин.

Трансформаторы делают то, что подразумевает их название — они преобразуют напряжения из одного значения в другое (термин «напряжение» используется, а не ЭДС, поскольку трансформаторы имеют внутреннее сопротивление).Например, многие сотовые телефоны, ноутбуки, видеоигры, электроинструменты и небольшие приборы имеют встроенный трансформатор (как на рис. 1), который преобразует 120 В или 240 В переменного тока в любое напряжение, используемое устройством. Трансформаторы также используются в нескольких точках систем распределения электроэнергии, например, как показано на рисунке 2. Мощность передается на большие расстояния при высоком напряжении, потому что для данного количества мощности требуется меньший ток, а это означает меньшие потери в линии, как это было раньше. обсуждалось ранее.Но высокое напряжение представляет большую опасность, поэтому трансформаторы используются для получения более низкого напряжения в месте нахождения пользователя.

Рис. 1. Подключаемый трансформатор становится все более знакомым с ростом количества электронных устройств, которые работают от напряжения, отличного от обычных 120 В переменного тока. Большинство из них находятся в диапазоне от 3 до 12 В. (кредит: Shop Xtreme)

Рисунок 2. Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках системы распределения электроэнергии. Электроэнергия обычно вырабатывается при напряжении более 10 кВ и передается на большие расстояния при напряжениях более 200 кВ, иногда даже 700 кВ, для ограничения потерь энергии.Распределение электроэнергии по районам или промышленным предприятиям осуществляется через подстанцию ​​и передается на короткие расстояния с напряжением от 5 до 13 кВ. Оно снижено до 120, 240 или 480 В для безопасности на месте отдельного пользователя.

Тип трансформатора, рассматриваемый в этом тексте (см. Рисунок 3), основан на законе индукции Фарадея и очень похож по конструкции на устройство Фарадея, которое использовалось для демонстрации того, что магнитные поля могут вызывать токи. Две катушки называются первичной и вторичной катушкой .При нормальном использовании входное напряжение подается на первичную обмотку, а вторичная обмотка создает преобразованное выходное напряжение. Мало того, что железный сердечник улавливает магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, его намагниченность увеличивает напряженность поля. Поскольку входное напряжение переменного тока, изменяющийся во времени магнитный поток направляется во вторичную обмотку, вызывая ее выходное переменное напряжение.

Рис. 3. Типичная конструкция простого трансформатора имеет две катушки, намотанные на ферромагнитный сердечник, ламинированный для минимизации вихревых токов.Магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, в основном ограничивается и увеличивается сердечником, который передает его вторичной обмотке. Любое изменение тока в первичной обмотке вызывает ток во вторичной обмотке.

Для простого трансформатора, показанного на рисунке 3, выходное напряжение В _s почти полностью зависит от входного напряжения В _p и соотношения количества петель в первичной и вторичной катушках. Закон индукции Фарадея для вторичной обмотки дает наведенное выходное напряжение В _с равным

.

[латекс] {V} _ {\ text {s}} = — {N} _ {\ text {s}} \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t} \\ [/ latex],

, где N _s — количество витков во вторичной катушке, а Δ Φ / Δ t — скорость изменения магнитного потока.Обратите внимание, что выходное напряжение равно индуцированной ЭДС ( В _с = ЭДС _с ), при условии, что сопротивление катушки невелико (разумное предположение для трансформаторов). Площадь поперечного сечения катушек одинакова с обеих сторон, как и напряженность магнитного поля, поэтому Δ Φ / Δ t одинаковы с обеих сторон. Входное первичное напряжение В _p также связано с изменением магнитного потока на

[латекс] {V} _ {p} = — {N} _ {\ text {p}} \ frac {\ Delta \ Phi} {\ Delta t} \\ [/ latex].

Причина этого немного более тонкая. Закон Ленца говорит нам, что первичная катушка противодействует изменению магнитного потока, вызванному входным напряжением В _p , отсюда знак минус (это пример самоиндукции , , тема, которая будет исследована в некоторых подробнее в следующих разделах). Предполагая пренебрежимо малое сопротивление катушки, правило петли Кирхгофа говорит нам, что наведенная ЭДС точно равна входному напряжению. Соотношение этих двух последних уравнений дает полезное соотношение:

[латекс] \ frac {{V} _ {\ text {s}}} {{V} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {s}}} {{ N} _ {\ text {p}}} \\ [/ latex]

Это известно как уравнение трансформатора , и оно просто утверждает, что отношение вторичного напряжения к первичному в трансформаторе равно отношению количества контуров в их катушках.Выходное напряжение трансформатора может быть меньше, больше или равно входному напряжению, в зависимости от соотношения количества витков в их катушках. Некоторые трансформаторы даже обеспечивают переменный выход, позволяя выполнять подключение в разных точках вторичной обмотки. Повышающий трансформатор — это тот, который увеличивает напряжение, тогда как понижающий трансформатор снижает напряжение. Если предположить, что сопротивление незначительно, выходная электрическая мощность трансформатора равна его входной.На практике это почти верно — КПД трансформатора часто превышает 99%. Приравнивание входной и выходной мощности,

P _p = I _p V _p = I _s V _s = P _s .

Перестановка терминов дает

[латекс] \ frac {{V} _ {\ text {s}}} {{V} _ {\ text {p}}} = \ frac {{I} _ {\ text {p}}} {{ I} _ {\ text {s}}} \\ [/ latex].

В сочетании с [латексом] \ frac {{V} _ {\ text {s}}} {{V} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {s}} } {{N} _ {\ text {p}}} \\ [/ latex], мы находим, что

[латекс] \ frac {{I} _ {\ text {s}}} {{I} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {p}}} {{ N} _ {\ text {s}}} \\ [/ latex]

— это соотношение между выходным и входным токами трансформатора.Таким образом, если напряжение увеличивается, ток уменьшается. И наоборот, если напряжение уменьшается, ток увеличивается.

Пример 1. Расчет характеристик повышающего трансформатора

Портативный рентгеновский аппарат имеет повышающий трансформатор, входное напряжение которого 120 В преобразуется в выходное напряжение 100 кВ, необходимое для рентгеновской трубки. Первичная обмотка имеет 50 петель и потребляет ток 10,00 А. а) Какое количество петель во вторичной обмотке? (b) Найдите текущий выходной сигнал вторичной обмотки.

Стратегия и решение для (а)

Решаем [латекс] \ frac {{V} _ {\ text {s}}} {{V} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {s}}} {{N} _ {\ text {p}}} \\ [/ latex] для [latex] {N} _ {\ text {s}} \\ [/ latex] для N _s , число петель во вторичной обмотке и введите известные значения.{4} \ end {array} \\ [/ latex].

Обсуждение для (а)

Для создания такого большого напряжения требуется большое количество контуров во вторичной обмотке (по сравнению с первичной). Это справедливо для трансформаторов с неоновой вывеской и трансформаторов, подающих высокое напряжение внутри телевизоров и ЭЛТ.

Стратегия и решение для (b)

Аналогичным образом мы можем найти выходной ток вторичной обмотки, решив [latex] \ frac {{I} _ {\ text {s}}} {{I} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N } _ {\ text {p}}} {{N} _ {\ text {s}}} \\ [/ latex] для [латекса] {I} _ {\ text {s}} \\ [/ latex] для I _s и ввод известных значений.{4}} = 12,0 \ text {mA} \ end {array} \\ [/ latex].

Обсуждение для (б)

Как и ожидалось, текущий выход значительно меньше входного. В некоторых зрелищных демонстрациях используются очень большие напряжения для образования длинных дуг, но они относительно безопасны, поскольку выход трансформатора не обеспечивает большой ток. Обратите внимание, что потребляемая мощность здесь составляет P _p = I _p V _p = (10,00 A) (120 В) = 1.20 кВт. Это равно выходной мощности P _p = I _s V _s = (12,0 мА) (100 кВ) = 1,20 кВт, как мы предполагали при выводе используемых уравнений.

Тот факт, что трансформаторы основаны на законе индукции Фарадея, проясняет, почему мы не можем использовать трансформаторы для изменения постоянного напряжения. Если нет изменений в первичном напряжении, значит, во вторичной обмотке нет напряжения. Одна из возможностей — подключить постоянный ток к первичной катушке через переключатель.Когда переключатель размыкается и замыкается, вторичная обмотка вырабатывает напряжение, подобное показанному на рисунке 4. На самом деле это не практичная альтернатива, и переменный ток обычно используется везде, где необходимо увеличивать или уменьшать напряжения.

Рис. 4. Трансформаторы не работают для входа чистого постоянного напряжения, но если он включается и выключается, как показано на верхнем графике, выход будет выглядеть примерно так, как показано на нижнем графике. Это не тот синусоидальный переменный ток, который нужен большинству устройств переменного тока.

Пример 2. Расчет характеристик понижающего трансформатора

Зарядное устройство, предназначенное для последовательного подключения десяти никель-кадмиевых аккумуляторов (суммарная ЭДС 12.5 В постоянного тока) должен иметь выход 15,0 В для зарядки аккумуляторов. В нем используется понижающий трансформатор с первичной обмоткой на 200 контуров и входным напряжением 120 В. а) Сколько витков должно быть во вторичной катушке? (б) Если ток зарядки составляет 16,0 А, каков ток на входе?

Стратегия и решение для (а)

Можно ожидать, что вторичный узел будет иметь небольшое количество петель. Решение [латекс] \ frac {{V} _ {\ text {s}}} {{V} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {s}}} {{ N} _ {\ text {p}}} \\ [/ latex] для [latex] {N} _ {\ text {s}} \\ [/ latex] для N _s и ввод известных значений дает

[латекс] \ begin {array} {lll} {N} _ {\ text {s}} & = & {N} _ {\ text {p}} \ frac {{V} _ {\ text {s} }} {{V} _ {\ text {p}}} \\ & = & \ left (\ text {200} \ right) \ frac {15.0 \ text {V}} {120 \ text {V}} = 25 \ end {array} \\ [/ latex]

Стратегия и решение для (b)

Текущий ввод может быть получен путем решения [latex] \ frac {{I} _ {\ text {s}}} {{I} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {p}}} {{N} _ {\ text {s}}} \\ [/ latex] для I _p и ввод известных значений. Это дает

[латекс] \ begin {array} {lll} {I} _ {\ text {p}} & = & {I} _ {\ text {s}} \ frac {{N} _ {\ text {s} }} {{N} _ {\ text {p}}} \\ & = & \ left (16.0 \ text {A} \ right) \ frac {25} {200} = 2.00 \ text {A} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Количество петель во вторичной обмотке невелико, как и ожидалось для понижающего трансформатора. Мы также видим, что небольшой входной ток дает больший выходной ток в понижающем трансформаторе. Когда трансформаторы используются для управления большими магнитами, они иногда имеют небольшое количество очень тяжелых контуров во вторичной обмотке. Это позволяет вторичной обмотке иметь низкое внутреннее сопротивление и производить большие токи. Заметим еще раз, что это решение основано на предположении о 100% эффективности — или выходная мощность равна мощности ( P _p = P _s ), что является разумным для хороших трансформаторов.В этом случае первичная и вторичная мощность составляют 240 Вт. (Убедитесь в этом сами для проверки согласованности.) Обратите внимание, что никель-кадмиевые батареи необходимо заряжать от источника постоянного тока (как и аккумулятор на 12 В). Таким образом, выход переменного тока вторичной катушки необходимо преобразовать в постоянный ток. Это делается с помощью так называемого выпрямителя, в котором используются устройства, называемые диодами, которые пропускают только односторонний ток.

Трансформаторы

находят множество применений в системах электробезопасности, которые обсуждаются в разделе «Электробезопасность: системы и устройства».

Исследования PhET: Генератор

Генерируйте электричество с помощью стержневого магнита! Откройте для себя физику этих явлений, исследуя магниты и узнавая, как с их помощью загорается лампочка.

Щелкните, чтобы загрузить симуляцию. Запускать на Java.

Сводка раздела

• Трансформаторы используют индукцию для преобразования напряжения из одного значения в другое.
• Для трансформатора напряжения на первичной и вторичной обмотках связаны соотношением

  [латекс] \ frac {{V} _ {\ text {s}}} {{V} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {s}}} {{ N} _ {\ text {p}}} \\ [/ latex],

  , где V _p и V _s — напряжения на первичной и вторичной катушках, имеющих N _p и N _s витков.

• Токи I _p и I _s в первичной и вторичной обмотках связаны соотношением [латекс] \ frac {{I} _ {\ text {s}}} {{I} _ {\ текст {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {p}}} {{N} _ {\ text {s}}} \\ [/ latex].
• Повышающий трансформатор увеличивает напряжение и снижает ток, тогда как понижающий трансформатор снижает напряжение и увеличивает ток.

Концептуальные вопросы

1. Объясните, что вызывает физические вибрации в трансформаторах при частоте, в два раза превышающей используемую мощность переменного тока.

Задачи и упражнения

1. Подключаемый трансформатор, показанный на рисунке 4, подает 9,00 В в систему видеоигр. (а) Сколько витков во вторичной обмотке, если ее входное напряжение составляет 120 В, а первичная обмотка имеет 400 витков? (б) Какой у него входной ток, когда его выход 1,30 А?

2. Американская путешественница в Новой Зеландии несет трансформатор для преобразования стандартных 240 В в Новой Зеландии в 120 В, чтобы она могла использовать в поездке небольшие электроприборы.а) Каково соотношение витков первичной и вторичной обмоток ее трансформатора? (б) Каково отношение входного тока к выходному? (c) Как новозеландец, путешествующий по Соединенным Штатам, мог использовать этот же трансформатор для питания своих устройств на 240 В от 120 В?

3. В кассетном магнитофоне используется подключаемый трансформатор для преобразования 120 В в 12,0 В с максимальным выходным током 200 мА. (а) Каков текущий ввод? б) Какая потребляемая мощность? (c) Является ли такое количество мощности приемлемым для небольшого прибора?

4.(а) Каково выходное напряжение трансформатора, используемого для аккумуляторных батарей фонарика, если его первичная обмотка имеет 500 витков, вторичная — 4 витка, а входное напряжение составляет 120 В? (b) Какой входной ток требуется для получения выходного сигнала 4,00 А? (c) Какая потребляемая мощность?

5. (a) Подключаемый трансформатор для портативного компьютера выдает 7,50 В и может обеспечивать максимальный ток 2,00 А. Каков максимальный входной ток, если входное напряжение составляет 240 В? Предположим 100% эффективность. (b) Если фактический КПД меньше 100%, потребуется ли входной ток больше или меньше? Объяснять.

6. Многоцелевой трансформатор имеет вторичную катушку с несколькими точками, в которых может быть снято напряжение, давая на выходе 5,60, 12,0 и 480 В. (a) Входное напряжение составляет 240 В на первичную катушку с 280 витками. Какое количество витков в частях вторичной обмотки используется для создания выходного напряжения? (b) Если максимальный входной ток составляет 5,00 А, каковы максимальные выходные токи (каждый из которых используется отдельно)?

7. Крупная электростанция вырабатывает электроэнергию напряжением 12,0 кВ.Его старый трансформатор когда-то преобразовывал напряжение до 335 кВ. Вторичная обмотка этого трансформатора заменяется, так что его выходная мощность может составлять 750 кВ для более эффективной передачи по пересеченной местности на модернизированных линиях электропередачи. (а) Каково соотношение оборотов в новой вторичной системе по сравнению со старой? (b) Каково отношение нового текущего выхода к старому (при 335 кВ) при той же мощности? (c) Если модернизированные линии передачи имеют одинаковое сопротивление, каково отношение потерь мощности в новых линиях к старым?

8.Если выходная мощность в предыдущей задаче составляет 1000 МВт, а сопротивление линии составляет 2,00 Ом, каковы были потери в старой и новой линии?

9. Необоснованные результаты Электроэнергия на 335 кВ переменного тока от линии электропередачи подается в первичную обмотку трансформатора. Отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки составляет N _s / N _p = 1000. (a) Какое напряжение индуцируется во вторичной обмотке? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какое предположение или предпосылка ответственны?

10. Создайте свою проблему Рассмотрим двойной трансформатор, который будет использоваться для создания очень больших напряжений. Устройство состоит из двух этапов. Первый — это трансформатор, который выдает намного большее выходное напряжение, чем его входное. Выход первого трансформатора используется как вход для второго трансформатора, который дополнительно увеличивает напряжение. Постройте задачу, в которой вы рассчитываете выходное напряжение последней ступени на основе входного напряжения первой ступени и количества витков или петель в обеих частях обоих трансформаторов (всего четыре катушки).Также рассчитайте максимальный выходной ток последней ступени на основе входного тока. Обсудите возможность потерь мощности в устройствах и их влияние на выходной ток и мощность.

Глоссарий

трансформатор:

устройство, которое преобразует напряжения из одного значения в другое с помощью индукции

уравнение трансформатора:

уравнение, показывающее, что отношение вторичного напряжения к первичному в трансформаторе равно отношению количества витков в их катушках; [латекс] \ frac {{V} _ {\ text {s}}} {{V} _ {\ text {p}}} = \ frac {{N} _ {\ text {s}}} {{N} _ {\ text {p}}} \\ [/ latex]

повышающий трансформатор:

трансформатор, повышающий напряжение

понижающий трансформатор:

трансформатор, понижающий напряжение

Избранные решения проблем и упражнения

1.(а) 30.0 (б) 9.75 × 10 ⁻² A

3. (a) 20,0 мА (b) 2,40 Вт (c) Да, такая мощность вполне разумна для небольшого прибора.

5. (a) 0,063 A (b) Требуется больший входной ток.

7. (а) 2,2 (б) 0,45 (в) 0,20, или 20,0%

9. (a) 335 МВ (b) слишком высокое, намного выше напряжения пробоя воздуха на разумных расстояниях (c) входное напряжение слишком высокое

Что такое электрические трансформаторы? | Triad Magnetics

Трансформаторы — это электрические устройства, способные изменять уровень напряжения переменного тока в цепи.Они работают только с цепями переменного тока, а не с цепями постоянного тока (DC). Основные компоненты трансформатора — это две отдельные катушки с проволокой, намотанные на один сердечник. Катушка, подключенная к входящему источнику или источнику напряжения, является первичной катушкой, катушка, подключенная к выходному выходу или выходу напряжения, является вторичной катушкой, а сердечник представляет собой электромагнитное устройство, которое препятствует (ограничивает) или усиливает (увеличивает) поток напряжения в соответствии с требованиями к выходу. .

Более глубокое исследование того, как работают трансформаторы, их различные типы и общие области применения, помогает лучше понять критически важную функцию, которую они выполняют, обеспечивая полезную мощность для работы компьютеров, бытовой техники, осветительных приборов и многих других электрические и электронные устройства.

---

Как работают трансформаторы и их различные типы

Трансформаторы не вырабатывают электроэнергию. Вместо этого они передают его из одной цепи переменного тока в другую. Этот процесс передачи начинается, когда электрический ток входит в трансформатор. Ток поступает через соединение с первичной обмоткой (также называемой обмоткой, потому что она наматывается на часть сердечника). Эта обмотка вокруг сердечника преобразует электрическую энергию в магнитное поле, которое затем течет через сердечник в обмотки вторичной катушки.Вторичная катушка превращает электромагнитный поток обратно в электрическую энергию с необходимым выходным напряжением.

Как указано выше, основной трансформатор состоит из четырех основных компонентов:

• Входные соединения: Также называемое первичной стороной, входное соединение — это место, где мощность поступает на трансформатор.
• Выходные соединения: Выходное соединение — или вторичная сторона — трансформатора передает преобразованную мощность (повышенную или пониженную) за пределы трансформатора на нагрузку.
• Обмотки трансформатора: В большинстве случаев первичная и вторичная обмотки представляют собой не отдельные катушки, а несколько катушек, связанных с их основным входным или выходным источником для уменьшения магнитного потока (мера силы электрического поля через заданную поверхность). Величина увеличения или уменьшения напряжения зависит от соотношения витков первичной и вторичной обмоток или количества витков каждой катушки вокруг сердечника. Например, трансформатор с соотношением витков 3: 1 преобразует 3 вольта в 1 вольт в понижающем трансформаторе, а коэффициент 3: 5 преобразует 3 вольта в 5 вольт в повышающем трансформаторе.
• Сердечники трансформатора: Сердечник трансформатора усиливает магнитную связь между первичной и вторичной цепями. Он обеспечивает контролируемый путь магнитного потока через трансформатор от первичной обмотки ко вторичной обмотке. Сердечники — это не сплошной стальной стержень. Вместо этого они состоят из множества тонких ламинированных листов стали. Эта конструкция помогает ограничить или исключить накопление тепла внутри трансформатора. В трансформаторах используются два типа сердечников — сердечник и корпус, которые отличаются друг от друга расположением первичной и вторичной катушек.Обмотки наматываются вокруг сердечника в варианте с сердечником, в то время как в варианте с оболочкой сердечник окружает обмотки.

Доступно много различных типов трансформаторов, и Triad Magnetics предлагает широкий ассортимент этих стандартных продуктов для самых разных применений. Различные категории трансформаторов включают:

Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы увеличивают или уменьшают линейное напряжение и, если это необходимо для работы интегральной схемы или других специализированных схем, могут помочь с преобразованием напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока.Эти трансформаторы работают на одной из трех частот, измеряемых в герцах (Гц), или на количестве циклов в секунду. Хотя некоторые импульсные силовые трансформаторы работают на частотах 2,5 мегагерца и выше, стандартные линейные силовые трансформаторы работают на частотах 50, 60 и 400 Гц.

Поскольку частота остается постоянной от источника к выходу в силовом трансформаторе, герц является важным измерением, которое влияет на размер сердечника и количество тепла, выделяемого трансформатором.При проектировании или покупке силового трансформатора необходимо учитывать это измерение, наряду с первичным напряжением, вторичным среднеквадратичным напряжением и током, характеристиками монтажа и, иногда, пробивным напряжением между первичными и вторичными частями.

Разделительные трансформаторы и автотрансформаторы

Изолирующие трансформаторы и автотрансформаторы — это два противоположных типа силовых трансформаторов.

Изолирующие трансформаторы состоят из первичной и вторичной обмоток, которые не соединены, поскольку они намотаны независимо друг от друга.Такая конструкция позволяет этим устройствам изолировать части схемы, предотвращая сотрясение.

С другой стороны, автотрансформаторы используют часть первичной обмотки как часть вторичной обмотки, что создает прямое соединение между двумя линиями с помощью медного провода. Эти устройства используют меньше меди в катушках, что делает их менее дорогими и более компактными. Их основное применение — это приборы американского производства, предназначенные для зарубежных рынков, где линейное напряжение составляет 230 В, а устройство должно работать при 115 В.

Аудио трансформаторы

Аудиотрансформатор выполняет другую функцию, чем силовой или развязывающий трансформатор. Аудио преобразователи преобразуют электрические сигналы, несущие звук. Катушки в аудиопреобразователях имеют различные уровни импеданса (сопротивление электрической цепи, измеряемое в омах) в диапазоне частот от 20 Гц до 100 000 Гц. Различные уровни импеданса в аудиокомпонентах возникают из-за изменений материала сердечника или коэффициента трансформации трансформатора и влияют на качество звука.

Импульсные трансформаторы

Этот тип трансформатора обрабатывает импульсы электрических токов очень высокой частоты без искажения сигнала. Разработка импульсного трансформатора для одновременного повышения или понижения импульса связана с соотношением витков катушек. Этот тип трансформатора может передавать импульс переменного тока от одной цепи к другой, одновременно блокируя сигналы постоянного тока.

---

Применение и использование трансформаторов

Силовые трансформаторы и изолированные трансформаторы присутствуют на различных этапах распределения электроэнергии, от электростанции до розеток в доме или офисе.Повышающие трансформаторы преобразуют мощность электростанции в более высокое напряжение для улучшения передачи, в то время как понижающие трансформаторы на подстанциях и барабанах трансформаторов снижают напряжение для общего использования. Хотя это их наиболее распространенный вариант использования, существует бесчисленное множество других электрических и электронных применений трансформаторов, в том числе:

• Настенные трансформаторы (т. Е. Зарядные электронные устройства)
• Электростанции и возобновляемые источники энергии
• Средства автоматизации и управления промышленными процессами
• Системы освещения
• Мелкая бытовая техника (например, компьютеры, телевизоры, тостеры, микроволновые печи)
• Крупная бытовая техника (например, стиральные машины, сушилки, копировальные аппараты)
• Усилители звука и динамики
• Медицинские устройства (включая оборудование для МРТ и компьютерной томографии, кислородные насосы и контроллеры капельницы)

Самый оптимальный тип трансформатора зависит от технических характеристик конкретного приложения.Некоторые из характеристик, которые следует учитывать, включают:

• входное напряжение (т.е. первичное напряжение),
• выходное напряжение (т.е. вторичное напряжение),
• выходной ток,
• уровень мощности и
Размер трансформатора
• (от рисового зерна до большого полуприцепа).

---

Свяжитесь с Triad Magnetics сегодня для ваших нужд трансформатора

Трансформаторы

различных типов и форм позволяют безопасно использовать широкий спектр электрических и электронных устройств.Это простое устройство с относительно простой функцией, но они являются важным элементом электроснабжения домов и рабочих мест.

Компания Triad Magnetics поставляет разнообразные трансформаторы для широкого спектра применений. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о широком ассортименте трансформаторов, которые у нас есть, или запросите смету на трансформатор, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, у одного из наших экспертов.

Вторичное напряжение — обзор

6.3.2 Промежуточные трансформаторы напряжения

Точность трансформатора напряжения — не единственный источник ошибок вторичного напряжения. Это также происходит из-за сопротивления проводов (см. Раздел 6.3.4 этой главы). Сумма этих двух ошибок во входящем и текущем питании не будет одинаковой на синхронизирующем оборудовании, особенно если длина соединительных кабелей и, следовательно, сопротивление проводов значительно различаются. Ясно, что для целей синхронизации важно, чтобы ошибки в измеренных напряжениях были как можно меньше.Однако есть еще одна причина, почему это важно, если два источника питания будут электрически соединены. Несмотря на то, что прямое соединение вторичных обмоток ТН не допускается, с профилактическими мерами, предпринимаемыми внутри и снаружи синхронизирующего оборудования, остается небольшой риск того, что это может произойти из-за неисправности или скрытой цепи. В этом случае трансформатор с более высоким из двух вторичных напряжений будет способствовать нагрузке трансформатора с более низким вторичным напряжением так же, как силовые трансформаторы разделяют нагрузку параллельно.Если разница напряжений мала, это состояние, вероятно, останется незамеченным при нормальной работе с предохранителем. Могут возникнуть сложности с защитой, измерением и т. Д., В которых могут быть задействованы и другие схемы.

Чтобы уменьшить погрешность напряжения во входящем и работающем источниках питания, промежуточный трансформатор напряжения (который также обеспечивает гальваническую развязку постоянного тока) устанавливается между вторичной обмоткой ТН и синхронизирующим оборудованием, как показано на рис. 12.22. Предусмотрены ответвления, чтобы облегчить определенную регулировку напряжения на месте.При номинальном системном напряжении каждое промежуточное ответвление ТН выбирается так, чтобы показывать 63,5 В ± 1% на синхронизирующем оборудовании с переключателем как в разомкнутом, так и в замкнутом состоянии. В схеме выбора напряжения это включает в себя каждый альтернативный источник питания.

РИС. 12.22. Упрощенное расположение промежуточных трансформаторов напряжения

Промежуточные трансформаторы напряжения имеют соотношение между первичной и вторичной обмотками 110 / 63,5 В (63,5 / 63,5 В при напряжении передачи) и имеют минимальную номинальную мощность 25 ВА с максимальным пределом 50 ВА, за исключением при напряжении передачи, когда оно снижается до 36 ВА.Однако предпочтительно, чтобы во всей схеме синхронизации использовался один рейтинг по причинам взаимозаменяемости. Регулировка напряжения осуществляется с шагом 0,5 В в диапазоне от 0 до +5 В выше номинального вторичного напряжения. Отводы могут быть разделены между первичной и вторичной обмотками, если это удобно. Трансформаторы в целом соответствуют BS3941 [2] класс точности 1.0; т. е. процентная погрешность напряжения ± 1%, сдвиг фаз ± 40 минут, при любом напряжении от 80% до 120% номинального напряжения и с нагрузками от 25% до 100% от номинальной нагрузки при коэффициенте мощности 0.8 с запаздыванием, за исключением того, что диапазон погрешности напряжения составляет от 5% до 100% номинальной нагрузки при единице pf. Чтобы исключить насыщение в условиях перенапряжения, точка перегиба трансформатора не должна быть меньше трехкратного номинального напряжения. В качестве дополнительной меры безопасности между первичной и вторичной обмотками устанавливается заземленный электростатический экран.

Трансформаторы напряжения | Трансформаторы напряжения (ПН)

Трансформаторы напряжения (PT) или трансформаторы напряжения — это измерительные трансформаторы, используемые для измерения напряжения.Они подключаются параллельно к линии и работают по тому же принципу, что и силовые трансформаторы. Их нельзя использовать для подачи первичной мощности на нагрузки. Они имеют точное соотношение напряжений и фазовое соотношение между первичной и вторичной обмотками. Чтобы лучше понять принцип работы электротрансформаторов, прочтите: Трансформатор — Принцип работы, конструкция и типы.

Определение трансформаторов напряжения или трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения (PT) — это статическое устройство, используемое для понижения высокого напряжения до измеримого уровня, чтобы облегчить измерение и управляемость.Низкое напряжение легко измерить и может использоваться для срабатывания реле защиты.

Изображение предоставлено: Wordtwist

Электроэнергия передается и распределяется при различных высоких напряжениях. Эти напряжения необходимо снизить до номинального напряжения измерительных устройств для измерения напряжения. Кроме того, измерительные устройства нельзя напрямую подключать к цепям высокого напряжения для измерения. Кроме того, это улучшает совместимость стандартных измерительных приборов.

Принцип работы трансформаторов напряжения

Принцип действия трансформатора напряжения такой же, как и у обычного трансформатора. Он работает по принципу взаимной индуктивности и закон Фарадея электромагнитной индукции . Прохождение переменного тока через проводник создает переменное магнитное поле. Когда другой проводник контактирует с этим магнитным полем, в нем индуцируется напряжение. Согласно закону Фарадея величина индуцированного напряжения зависит от скорости изменения магнитного потока, соединяющего вторую катушку, и количества витков.

ε = -N dΦ / dt

В случае трансформаторов, поскольку скорость изменения магнитного потока между катушками почти одинакова, индуцированное напряжение зависит от количества витков катушек.

Строительство ПТ

Изображение предоставлено: Alstom Grid Waynesboro

На изображении выше показана конструкция трансформатора напряжения. Можно отметить, что конструкция трансформатора напряжения немного отличается от силового трансформатора. Имеет сердечник или магнитопровод (сердечник) оболочечного типа. Катушки намотаны на одну ветку сердечника. Первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга. В некоторых трансформаторах среднего и высокого напряжения также присутствуют третичные обмотки.Первичная обмотка состоит из большого количества витков, тогда как вторичная обмотка состоит только из меньшего числа витков.

Типы трансформаторов напряжения

Существует три типа трансформаторов напряжения: с электромагнитной индукцией, с емкостной связью и с оптическим типом. Конструктивные особенности трансформаторов напряжения с электромагнитной индукцией рассмотрены выше.

Трансформатор напряжения с емкостной связью (CCVT)

Трансформатор напряжения с емкостной связью представляет собой комбинацию емкостного делителя напряжения и электромагнитного типа PT.Это экономичная альтернатива электромагнитному ПТ. Он состоит из трех частей: емкостного делителя потенциала, настраивающего реактора и изолирующего трансформатора, как показано на рисунке ниже.

Схема конденсаторного делителя потенциала состоит из двух конденсаторов C ₁ и C ₂ , соединенных между линией высокого напряжения и землей. C ₁ представляет собой последовательное соединение нескольких небольших конденсаторов. Большая часть напряжения падает на C ₁ . Настроечный дроссель используется для настройки схемы на сетевую частоту.В дополнение к этому настраиваемый реактор улучшает передачу энергии. Изолирующий трансформатор изолирует измерительный прибор от резонансного контура.

Изображение предоставлено: Решения GE Grid

Оптический трансформатор напряжения

Оптический преобразователь напряжения работает по принципу эффекта Керра, благодаря которому свет, отраженный от намагниченной поверхности, может изменять поляризацию и интенсивность отражения. Этот отраженный свет измеряется оптически и преобразуется в аналоговый сигнал, пропорциональный приложенному напряжению.Этот аналоговый сигнал можно измерить с помощью подходящего инструмента. Поскольку здесь нет магнитопровода и обмоток, эти трансформаторы значительно меньше CCVT и обычных PT. Оптические трансформаторы напряжения используются редко из-за их сложности и высокой начальной стоимости.

Подключение трансформатора потенциала

Трансформаторы потенциала поставляются с двумя вводами или с одним вводом. Типы с одним вводом предназначены только для соединений между фазой и землей, а типы с двумя вводами могут быть подключены между фазой и землей.При подключении необходимо учитывать полярность обмотки. Измерительные устройства могут быть подключены к вторичной обмотке трансформатора напряжения. Типовая схема подключения трансформатора напряжения представлена ​​ниже:

Источник: https://control.com/textbook/electric-power-measurement-and-control/electrical-sensors/

Технические характеристики

Обременение

Внешний импеданс вторичной цепи в омах при заданном коэффициенте мощности.Обычно упоминается в VA. Это максимальная нагрузка, которая может быть подключена к вторичной обмотке ТН, не вызывая более высокой ошибки.

Класс точности

Класс точности определяет, насколько точным может быть трансформатор напряжения, когда нагрузка ниже его номинального значения. Класс точности, согласно IEC, составляет 0,2, 0,5 или 1,0 в зависимости от приложения, когда номинальная нагрузка, примерно в 1,3–1,5 раза превышающая подключенную нагрузку, дает максимальную точность.

.