Site Loader

Содержание

Обмотки трансформаторов

Обмотки трансформаторов отличаются друг от друга типом, количеством витков, поперечным сечением и маркой провода, направлением намотки, изоляционными расстояниями и толщиной витковой изоляции. Чем больше напряжение трансформатора, тем больше количество витков; с увеличением мощности возрастают сечения проводов и размеры обмоток. Плотность тока в обмотках выбирают по условиям нагрева в пределах 2,5—4 А/мм2.
Следует строго различать направление намотки обмоток. Обмотки, намотанные в один слой, — однослойные, независимо от того, какой конец считать началом (верхний или нижний), имеют то направление, какое было получено при намотке. В многослойных обмотках, состоящих из нескольких слоев с переходами из слоя в слой (рис. 1, а), направление намотки чередуется. У таких обмоток за направление намотки принимают направление того слоя, у которого входной конец принят за начало.

Рис. 1. Схемы обмоток правого и левого направлений

Дисковые катушки, имеющие форму плоской спирали, считаются левыми или правыми в зависимости от того, какой конец выбран началом — внутренний или наружный. Из рис. 1,6 видно, что если за начало у этих катушек принять наружные концы, то в расположенной справа катушке обмотка будет правой, а слева — левой. Если же за начало принять внутренние концы, то направление намотки обмоток изменится соответственно на левое и правое. Если дисковую катушку повернуть к наблюдателю другой плоскостью, то она будет иметь другое направление: левая станет правой, а правая — левой.

Обычно дисковые катушки делают парными (рис. 1, б). В этом случае наружные концы являются входными, а переход из одной катушки в другую осуществляется соединением внутренних концов. При этом направление намотки остается определенным и обмотка, состоящая из любого числа последовательно соединенных парных катушек одинаковой намотки, будет иметь то же направление намотки, что и отдельные парные катушки. В некоторых случаях для придания обмоткам большей механической прочности и повышения влагостойкости после сушки их пропитывают лаком и запекают в термошкафах при 100—110°С.


Рис.   2.   Устройство двухслойной  цилиндрической обмотки
Рис. 3. Многослойная цилиндрическая обмотка:
а — общий вид,  б — межслоевая и концевая изоляция

В трансформаторах наибольшее применение получили обмотки следующих типов: однослойные и двухслойные цилиндрические, многослойные цилиндрические, многослойные катушечные, непрерывные, винтовые и дисковые.
В двухслойной, цилиндрической обмотке, намотанной двумя параллельными проводами (рис. 2), переход из слоя 4 в слой / сделан в нижней части. Между слоями образован канал 2 изоляционными планками 5, который служит для увеличения охлаждающей поверхности. Для выравнивания торцов обмотки установлены выравнивающие кольца 3.
При маркировке, показанной на рис. 2, обмотка является правой. Двухслойную обмотку, как и однослойную, применяют в основном в качестве обмотки НН трансформаторов мощностью 40—630 кВ-А.

Многослойную цилиндрическую обмотку (рис. 3, а) обычно наматывают проводом круглого сечения марок ПБ или АПБ. Остовом обмотки служит бумажно-бакелитовый цилиндр 1, на него намотан первый слой обмотки, а последующие— на бумажных цилиндрах 2, состоящих из нескольких слоев кабельной бумаги, служащей межслоевой изоляцией. Цилиндры 2 выступают за слои обмотки. В промежутках между выступающими слоями располагают бортики 5 (рис. 30,6), представляющие собой электрокартонные полосы толщиной 1—1,5 и шириной 12 мм, наклеенные на телефонную или кабельную бумагу шириной 60—80 мм. Для увеличения поверхности охлаждения обмотку разделяют на две части вертикальным каналом 3 (рис. 30, а). Его образуют рейки 4У установленные от цилиндра / на расстоянии, приблизительно равном 1/3 толщины обмотки. При напряжении 6—10 кВ часто применяют рейки из бука, при 35 кВ — из склеенного электрокартона.


Рис. 4. Магнитно-симметричная схема многослойной цилиндрической обмотки
Рис. 5. Устройство непрерывной катушечной обмотки

Для придания большей механической стойкости многослойные цилиндрические обмотки часто выполняют по магнитно-симметричным схемам с пятью ответвлениями (рис. 4). По этой схеме регулировочные витки располагаются в двух слоях или одном наружном слое. Каждая ступень регулирования разделена на две симметричные и последовательно соединенные группы витков Р1 и Р2. На первом ответвлении в работе находится весь регулировочный слой обмотки, на втором из работы выключаются две средние группы, на третьем — две следующие, симметричные к краям, на четвертом — две предпоследние, на пятом — весь регулировочный слой.
Многослойные цилиндрические обмотки применяют главным образом в качестве обмоток ВН трансформаторов мощностью до 630 кВ-А, напряжением 3—35 кВ.

Обмотка, состоящая из плоских спиральных катушек, у которой, переход провода из катушки в катушку осуществляется без разрыва с помощью особых технологических приемов, называется непрерывной катушечной обмоткой. У такой обмотки (рис. 5) спиральные катушки 1 имеют одинаковый радиальный размер и расположены друг над другом; для охлаждения между ними образованы дистанционными прокладками 3 горизонтальные каналы 2. Каждый виток может состоять из одного или нескольких прямоугольных параллельных проводов. Обмотка, показанная на рис. 32, намотана одним проводом с шестью регулировочными ответвлениями 8 в середине.
Обмотка намотана на рейки 6, уложенные на бумажно-бакелитовом цилиндре 7, поэтому между цилиндром и обмоткой образован охлаждающий канал 5. Для создания надежной опорной поверхности на торцах обмотки установлены опорные кольца 4 из склеенного электрокартона.
Непрерывные обмотки трансформаторов IV габарита и выше, как правило, не имеют бумажно-бакелитовых цилиндров. Их наматывают на рейки, уложенные на специальной металлической оправке, которую после намотки вынимают. Горизонтальные каналы между катушками образованы дистанционными прокладками 2, нанизанными на рейки 1 (как показано на рис. 6). Для придания обмоткам большей механической прочности их наружную сторону «прошивают» электрокартонными рейками, пропуская их через прокладки 3 с двусторонним замком.
У обмоток напряжением 110 кВ для большей электрической прочности две первые катушки (входные) и две последние наматывают проводом с усиленной витковой изоляцией (1,68— 1,92 мм).
В непрерывных катушечных обмотках, состоящих из нескольких параллельных проводов, более удаленные от оси витки провода имеют большую длину, а менее удаленные — меньшую. Чтобы уравнять длины, а следовательно, сопротивления проводов при переходах из катушки в катушку, их меняют местами — делают транспозицию, как показано на рис. 7; тогда ток поровну распределяется между всеми параллельными проводами. Непрерывные обмотки монолитны и механически устойчивы; их применяют в качестве обмоток НН, СН и ВН.


Рис. 6. Рейки  и дистанционные прокладки обмоток

Рис. 7. Транспозиция проводов непрерывной обмотки:
1 и 6 — верхняя и нижняя катушки, 2 и 4 — транспонируемые провода, 3 — рейки, 5 — дистанционные прокладки

В конструкцию обмоток ВН напряжением 110 кВ и выше входят емкостные кольца, которые, увеличивая входную емкость обмоток, выравнивают электрическое поле первых катушек и витков и тем самым уменьшают градиентные перенапряжения в обмотке.
В винтовой обмотке витки следуют друг за другом по винтовой линии и каждый из них составлен из нескольких концентрически расположенных параллельных проводов (такую обмотку часто называют

спиральной).
Винтовая обмотка рис. 8; имеет такие же изоляционные детали, как и непрерывная; она намотана многими параллельными проводами 6. Прокладки 7 между витками 1 образуют горизонтальный канал, идущий параллельно виткам, а рейки 4— вертикальные каналы между обмоткой и цилиндром 5.
Для трансформаторов небольшой мощности винтовые обмотки наматывают на рейки, уложенные на бумажно-бакелитовом цилиндре, для мощных — на рейки, уложенные на раздвижной оправке. Торцы обмоток выравнивают сегментами 2 и путем равномерного увеличения высоты прокладок между опорным кольцом 3 и крайним витком.

Так как параллельные провода винтовой обмотки расположены концентрично и находятся на разном расстоянии от ее оси, то для выравнивания активных и индуктивных сопротивлений параллельных проводов и снижения потерь от циркулирующих токов, вызванных потоками рассеяния, в винтовых обмотках выполняют две групповые и одну общую транспозицию проводов (рис. 9, а). Групповая транспозиция (рис. 9,6) заключается в том, что провода витка делят поровну на две группы — верхнюю и нижнюю и при переходе в следующий виток верхнюю группу перемещают на место нижней, а нижнюю — на место верхней. Групповые транспозиции делают на ½ и 3/4 части витков обмотки. Общую транспозицию (рис. 9, в) выполняют в середине обмотки. Для этого при переходе витка из одной половины обмотки в другую верхний провод переставляют на место нижнего, а за ним поочередно перемещают на новое место остальные «параллельные провода. Количество переходов получается равным числу параллельных проводов. Переходы делают в пролетах между прокладками.


Рис. 8. Винтовая обмотка


Рис. 9. Транспозиция проводов непрерывной обмотки:
а — схема, б — групповая  транспозиция, в — общая транспозиция

Кроме рассмотренной одноходовой винтовой обмотки применяют двух- и четырехходовые. Их устройство напоминает винт, резьба которого образована двумя или четырьмя нитками. Транспозиция у таких обмоток несколько сложнее, но совершеннее. Винтовые обмотки имеют  сравнительно небольшое количество витков, их изготовляют на большие токи и применяют главным образом в трансформаторах III—VIII габаритов.

Ремонт обмоток силовых трансформаторов

Если при достаточно сильном воздействии пальцем изоляционный материал разрушается, то желательно в кратчайшие сроки провести ремонт обмоток трансформатора. В некоторых случаях при повреждениях, которые связаны с выгоранием изоляции и проводов в области виткового замыкания, производится частичная перемотка поврежденного участка. При проведении ремонта обмоток силовых трансформаторов с обмоточного провода снимают старую изоляцию. После его рихтуют, отжигают и наносят новый изоляционный слой.

Удаление поврежденных частей

Для отжига и удаления старого изоляционного слоя силового трансформатора обмотку разматывают на бухты, которые впоследствии нагревают в печи до температуры +500…+600 °С. При данной процедуре снимается внутреннее напряжение меди, а изоляция обгорает. Для того чтобы провода не спутались при температурной обработке, бухты устанавливают на отдельные специальные стойки и бандажируют проволокой. Рихтовка осуществляется методом протягивания проводов обмотки через роликовую систему, потом они наматываются на барабаны с диаметром не менее 400–500 мм, чтобы избежать перегибов. Концы спаиваются серебряным припоем, а места соединений зачищаются и изолируются на специальных станках.

Установка новой обмотки

После намотки непрерывные и винтовые обмотки силового трансформатора имеют больший, по сравнению с расчетным, размер. Их стягивают металлическими шпильками и металлическими панелями, прессуют и сушат до получения нужного размера. На верхних плитах устанавливаются пружины, благодаря которым обмотка трансформатора подпрессовывается по мере усадки и высыхания изоляции. Между торцами и плитами обмотки напротив колонн прокладок монтируются деревянные подставки. Сушка происходит под вакуумом в термошкафу. Потом в течение 10–15 часов при температуре +100…+105 °С обмотки силового трансформатора еще раз прессуют, подтягивая гайки на стяжных плитах, для получения требуемого осевого размера.

Обмотки трансформатора | АО ЧОЭЗ «ЭНЕРГОЗАПЧАСТЬ»

Сделать заказ

Оставьте нам свои данные и мы свяжемся с вами, для оформления заказа.

Обмотки для силовых масляных трансформаторов мощностью до 1800 кВА классов напряжения до 35 кВ включительно, изготовляемых из медных и алюминиевых проводов.

Обмотки трансформаторов предназначены для ремонта силовых трансформаторов в качестве запасных частей.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ

выпускаемых ОАО Чебоксарский опытно-экспериментальный завод “Энергозапчасть”

 

Условное

 

обозначение

Номер

Чертежа

Тип

трансфор- матора

Сторона

Напряжение,

КВ

Число витков

Марка провода

Габаритные размеры

Высота диаметр диаметр

Внутр., мм наружн,мм

Масса,кг

0-20-10/0,4

6.600.001

ТМ-20/10

ВН

10

3098-2950-2802

ПЭБО 0,75

206

160

218

9,23

0-20-0,4/10

6.600.003

ТМ-20/10

НН

0,4

118

ПБ 3,55

206

116

143

4,6

3-20-10/0,4

6.600.001-01

ТМ-20/10

ВН

10

2809-2675-2541

ПЭБО 0,75

206

160

206

8,14

3-20-0,4/10

6.600.003-01

ТМ-20/10

НН

0,4

107

ПБ 3,55

206

116

141

4,4

                     

0-30-10/04

6.600.001-02

ТМ-30/10

ВН

10

2835-2700-2565

ПЭБО 0,95

286

160

220

13,2

0-30-0,4/10

6.600.003-02

ТМ-30/10

НН

0,4

108

ПБ 3,0

286

116

137

6,9

3-30-10/0,4

6.600.001-03

ТМ-30/10

ВН

10

2441-2325-2209

ПЭБО 0,85

194

180

236

10,43

3-30-0,4/10

6.600.003-03

ТМ-30/10

НН

0,4

93

ПБ 4,5

194

180

160

6,9

                     

1-50-6/0,4

6.600.001-04

ТМ-50/6

ВН

6

1197-1140-1083

ПБ 1,32

209

133

245

12,2

1-50-0,4/6

6.600.002

ТМ-50/6

НН

0,4

76

ПБ 4,0х6,0

209

126

164

8,4

2-50-6/0,4

6.600.001-05

ТМ-50/6

ВН

6

1323-1260-1197

ПБ 1,32

234

170

234

13,0

2-50-0,4/6

6.600.002-01

ТМ-50/6

НН

0,4

84

ПБ 4,5х6,3

234

127

157

10,5

                     

1-50-10/0,4

6.600.001-06

ТМ-50/10

ВН

10

1995-1900-1805

ПЭБО 1,0

284

185

241

12,3

1-50-0,4/10

6.600.002-02

ТМ-50/10

НН

0,4

76

ПБ 4,0х5,6

284

133

155

8,0

2-50-10/0,4

6.600.001-07

ТМ-50/10

ВН

10

1995-1900-1805

ПЭБО 1,0

246

185

248

12,14

2-50-0,4/10

6.600.002-03

ТМ-50/10

НН

0,4

76

ПБ 4,5х6,3

246

134

164

9,8

                     

0-100-6/0,4

6.600.001-08

ТМ-100/6

ВН

6

788-750-712

ПБ 1,8

209

210

276

16,14

0-100-0,4/6

6.600.002-04

ТМ-100/6

НН

0,4

50

ПБ 4,5х6,7

209

162

196

9,6

                     

1-100-10/0,4

6.600.001-09

ТМ-100/10

ВН

10

1365-1300-1235

ПБ 1,4

284

210

280

18,1

1-100-0,4/10

6.600.002-05

ТМ-100/10

НН

0,4

52

ПБ 4,25х8,0

284

162

192

10,1

2-100-10/0,4

6.600.001-10

ТМ-100/10

ВН

10

1339-1275-1211

ПБ 1,4

274

215

290

19,08

2-100-0,4/10

6.600.002-06

ТМ-100/10

НН

0,4

51

ПБ 4,25х8,0

274

162

196

10,6

                     

0-180-6/0,4

6.600.001-11

ТМ-180/6

ВН

6

630-600-570

ПБ 2,36

284

230

299

24,9

0-180-0,4/6

6.600.002-07

ТМ-180/6

НН

0,4

40

ПБ 5,0х11,8

284

180

214

14,5

                     

1-180-10/0,4

6.600.001-12

ТМ-180/10

ВН

10

1003-955-907

ПБ 1,8

319

230

296

22,8

1-180-0,4/10

6.600.002-08

ТМ-180/10

НН

0,4

38

ПБ 4,5х12,5

319

178

206

12,6

2-180-10/0,4

6.600.001-13

ТМ-180/10

ВН

10

1050-1000-950

ПБ 1,8

326

235

208

24,8

2-180-0,4/10

6.600.002-09

ТМ-180/10

НН

0,4

40

ПБ 4,5х12,5

326

235

214

12,9

                     

0-320-6/0,4

6.600.001-14

ТМ-320/6

ВН

6

473-450-427

ПБ 3,15

354

180

331

36,97

0-320-0,4/6

6.600.002-10

ТМ-320/6

НН

0,4

30

ПБ 5,6х9,0

354

260

241

21,2

                     

1-320-10/0,4

6.600.001-15

ТМ-320/10

ВН

10

787-750-713

ПБ 2,36

374

206

334

32,9

1-320-0,4/10

6.600.002-11

ТМ-320/10

НН

0,4

30

ПБ 5,6х9,0

374

260

241

21,4

2-320-10/0,4

6.600.001-16

ТМ-320/10

ВН

10

787-750-713

ПБ 2,36

366

205

334

34,98

2-320-0,4/10

6.600.002-12

ТМ-320/10

НН

0,4

30

ПБ 5,6х9,0

366

260

241

21,3

                     

0-560-6/0,4

6.600.001-17

ТМ-560/10

ВН

6

378-360-342

ПБ 2,5х6,7

541

205

365

66,48

0-560-10/0,4

6.600001-18

ТМ-560/10

ВН

10

630-600-570

ПБ 3,55

541

295

363

64,91

0-560-0,4/6-10

6.600.002-13

ТМ-560/10

НН

0,4

24

ПБ 5,0х11,8

541

230

266

33,6

                     

0-560-35/0,4

6.600.011-02

ТМ-560/35

ВН

35

2205-2100-1995

ПБ 1,7

684

230

420

79,4

0-560-0,4/35

6.600.014

ТМ-560/35

НН

0,4

24

ПБ 3,36х8,0

684

230

289

56,0

0-560-35/6,3

6.600.011-01

ТМ-560/35

ВН

35

2158-2055-1952

ПБ 1,7

684

230

420

77,5

0-560-6,3/35

6.600.012

ТМ-560/35

НН

6,3

640

ПБ 3,15

684

230

286

46,0

0-560-35/10,5

6.600.011

ТМ-560/35

ВН

35

2162-2059-1956

ПБ 1,7

684

230

420

77,8

0-560-10,5/35

6.600.012-01

ТМ-560/35

НН

10,5

1070

ПБ 2,36

684

230

286

45,0

                     

0-1000-6/0,4

6.600.004

ТМ-1000/10

ВН

6

284

ПБ 2,65х9,0

790

360

426

92,0

0-1000-10/0,4

6.600.005

ТМ-1000/10

ВН

10

472

ПБ 2,0х7,1

790

360

428

92,0

0-1000-0,4/6-10

6.600.006

ТМ-1000/10

НН

0,4

18

ПБ 3,15х11,2

790

265

333

87,0

                     

0-1000-35/0,4

6.600.007

ТМ-1000/35

ВН

35

1654

ПБ 2,12х8,0

840

360

481

152,6

0-1000-0,4/35

6.600.010

ТМ-1000/35

НН

0,4

18

ПБ 2,5х12,5

840

265

332

71,0

0-1000-35/6,3

6.600.007-01

ТМ-1000/35

ВН

35

1656

ПБ 1,06х5,6

840

360

481

152,6

0-1000-6,3/35

6.600.009

ТМ-1000,35

НН

6,3

492

ПБ 1,6х6,7

840

265

332

58,0

0-1000-35,10,5

6.600.007-02

ТМ-1000/35

ВН

35

1668

ПБ 1,06х5,6

840

360

481

152,6

0-1000-10,5/35

6.600.008

ТМ-1000/35

НН

10,5

825

ПБ 1,4х5,0

840

265

332

62.0

                     

0-1800-35/6,3

6.600.018

ТМ-1800/35

ВН

35

1105

ПБ 2,12х8.0

ПБ 1,5х4,5

814

435

529

143,0

0-1800-0,4/35

6.600.017

ТМ-1800/35

НН

0,4

24

ПБ 3,0х8,0

814

320

421

119,0

0-1800-6,3/35

6.600.016

ТМ-1800/35

НН

6,3

328

ПБ 3,75х7,1

814

320

397

95,0

0-1800-10,5/35

6.600.015

ТМ-1800/35

НН

10,5

546

ПБ 2,12х6,3

814

320

404

96,0

Условное

обозначение

Номер

Чертежа

Тип

трансфор- матора

Сторона

Напря-жение,

КВ

Число витков

Марка провода

Габаритные размеры

Масса,кг

4-63-6/0,4

6.600.025

ТМ-63/6

ВН

6

1186-1217-1248-1279-1310

АПБ 2,5

418

160

242

15,0

4-63-10/0,4

6.600.025-01

ТМ-63/10

ВН

10

1976-2028-2080-2132-2184

АПБ 1,9

418

160

250

14,3

4-63-0,4/6-10

6.600.026

ТМ-63/10

НН

0,4

83

АПБ 5,6х8,5

418

118

145

6,0

                     

4-100-6/04

6.600.025-02

ТМ-100/6

ВН

6

995-1021-1047-1073-1099

АПБ 2,8

504

190

265

17,0

4-100-10/0,4

6.600.025-03

ТМ-100/10

ВН

10

1658-1701-1745-1789-1832

АПБ 2,12

504

190

266

17,0

4-100-0,4/6-10

6.600.026-01

ТМ-100/10

НН

0,4

70

АПБ 4,25х11,2

504

128

181

11,0

                     

4-160-6/0,4

6.600.025-04

ТМ-160/6

ВН

6

712-731-750-769-788

АПБ 3,75

492

210

303

25,0

4-160-10/0,4

6.600.025-05

ТМ-160/10

ВН

10

1188-1219-1250-1281-1312

АПБ 2,8

492

210

301

24,0

4-160-0,4/6-10

6.600.026-02

ТМ-160/10

НН

0,4

50

АПБ 4,0х8,0

492

147

201

13,0

                     

4-250-6/0,4

6.600.025-06

ТМ-250/6

ВН

6

541-556-570-584-599

АПБ 4,5

527

235

319

28,0

4-250-10/0,4

6.600.025-07

ТМ-250/10

ВН

10

903-927-951-975-999

АПБ 3,55

527

235

324

30,0

4-250-0,4/6-10

6.600.026-03

ТМ-250/10

НН

0,4

38

АПБ 4,5х11,2

527

168

225

16,0

                     

4-400-6/0,4

6.600.025-08

ТМ-400/6

ВН

6

427-439-450-461-472

АПБ 3,15х8,5

595

255

357

41,0

4-400-10/0,4

6.600.025-09

ТМ-400/10

ВН

10

714-733-752-771-789

АПБ 4,5

595

255

355

40,0

4-400-0,4/6-10

6.600.026-04

ТМ-400/10

НН

0,4

20

АПБ 4,5х10,6

599

188

246

20,0

                     

4-630-6/0,4

6.600.028

ТМ-630/6

ВН

6

378

АПБ 4,5х11,2

629

295

410

68,0

4-630-10/0,4

6.600.028-01

ТМ-630/10

ВН

10

630

АПБ 4,5х6,7

629

295

412

70,0

4-630-0,4/6-10

6.600.029

ТМ-630/10

НН

0,4

24

АПБ 5,6х15,0

629

212

285

32,0

                     

0-1000-6/0,4

6.600.030

ТМ-1000/6

ВН

6

268

АПБ 4,25х14

738

380

458

72,0

0-1000-10/0,4

6.600.031

ТМ-1000/10

ВН

10

445

АПБ 3,15х11,2

740

380

461

69,0

0-1000-0,4/6-10

6.600.032

ТМ-1000/10

НН

0,4

17

АПБ 5,3х14,0

680

270

340

52,0

                     

Св 100-10/0,4

ЭТ-350/1-2-2

ТМ-100/10

ВН

10

1337-1305-1273-1241-1209

ПБ 1,4

255

193

256

16,8

Св 100-0,4/10

ЭТ-350/1-2-1

ТМ-100/10

НН

0,4

51

ПБ 4,4х8

255

148

178

12,1

Св 160-10/0,4

ЭТ-563/1-2-2

ТМ-160/10

ВН

10

1075-1050-1025-1000-975

ПБ 1,8

280

216

276

22,5

Св 160-0,4/10

ЭТ-563/1-2-1

ТМ-160/10

НН

0,4

41

ПБ 5,0х11,8

280

163

195

12,1

Св 250-10/0,4

ЭТ-564/1-2-2

ТМ-250/10

ВН

10

892-871-850-820-808

ПБ 2,36

360

236

299

35,0

Св 400-10/0,4

ЭТ-565/1-2-2

ТМ-400/10

ВН

10

618-634-650-666-682

ПБ 3,0

350

266

336

46,0

                     

Б-100-10/0,4

6ВЩ600.319-05

ТМ-100/10

ВН

10

2179-2127-2075-2023-1971

ПЭВА 2,36

544

161

241

19,3

Б-100-0,4/10

6ВЩ600.318-01

ТМ-100/10

НН

0,4

83

АПБ 3,55х11,8

544

113

150

8,75

Б-160-10/0,4

6ВЩ600.302-05

ТМ-160/10

ВН

10

1443-1409-1375-1341-1307

АПБ 3,55

535

202

281

20,8

Б-160-0,4/10

6ВЩ600.301-01

ТМ-160/10

НН

0,4

55

АПБ 5х8,5

535

142

191

14,7

Б-250-10/0,4

6ВЩ600.274-08

ТМ-250/10

ВН

10

1102-1076-1050-1024-998

АПБ 3,75

567

222

321

34,0

Б-250-0,4/10

6ВЩ600.273-01

ТМ-250/10

НН

0,4

42

АПБ 4,25х11.2

567

158

211

15,0

                     

Ч-10-0,4/6-10

6.600.068

ТМ-6-10/0,4

НН

0,4

252

ПБ-3,15/03

248

73

107

5,4

Ч-10-6/0,4

6.600.069-01

ТМ- 6/0,4

ВН

6

3591-3686-3780-3875

ПЭТВ-2-0,63

248

115

170

9,6

Ч-10-10/0,4

6.600.069

ТМ-10/0,4

ВН

10

5985-6143-6300-6458

ПЭТВ-2-0,8

248

115

170

9,8

                     

Ч-25-6/0,4

6.600.058

ТМ-25/6

ВН

6

2038-2081-2145-2199-2252

ПЭВА 1,6

328

135

199

13,0

Ч-25-10/0,4

6.600.058-01

ТМ-25/10

ВН

10

3396-3486-3575-3664-3754

ПЭВА 1,25

328

135

199

12,7

Ч-25-0,4/6-10

6.600.057

ТМ-25/10

НН

0,4

143

АПБ 3,15х7,5

328

90

127

3,9

                     

Ч-40-6/0,4

6.600.078

ТМ-40/6

ВН

6

1496-1536-1575-1614-1654

АПБ 1,9

392

160

230

7,6

Ч-40-10/0,4

6.600.078-01

ТМ-40/10

ВН

10

2494-2559-2625-2691-2756

ПЭВА 1,5

392

160

230

8,1

Ч-40-0,4/6-10

6.600.077

ТМ-40/10

НН

0,4

105

АПБ 3 х 8

392

107

146

6,0

                     

Ч-63-6/0,4

6.600.058-02

ТМ-63/6

ВН

6

1183-1214-1245-1276-1307

АПБ 2,5

418

160

242

15,0

Ч-63-10/0,4

6.600.058-03

ТМ-63/10

ВН

10

1971-2023-2075-2127-2179

АПБ 1,9

418

160

250

14,3

Ч-63-0,4/6-10

6.600.057

ТМ-63/10

НН

0,4

83

АПБ 5,6х8,5

418

116

149

6,0

                     

Ч-100-6/0,4

6.600.056-01

ТМ-100/6

ВН

6

1170-1200-1230-1260-1290

АПБ 2,8

540

161

240

15,0

Ч-100-10/0,4

6.600.056

ТМ-100/10

ВН

10

1956-2007-2058-2109-2160

АПБ 2,8

540

161

240

17,00

Ч-100-0,4/6-10

6.600.055

ТМ-100/10

НН

0,4

82

АПБ ,56х11,8

540

118

150

9,0

Ч-100-6/0,23

6.600.056-02

ТМ-100/6

ВН

6

1165-1196-1226-1256-1286

АПБ 2,8

540

161

240

19,0

Ч-100-10/0,23

6.600.056-03

ТМ-100/10

ВН

10

1941-1992-2043-2094-2145

АПБ 2,12

540

161

240

20,5

Ч-100-0,23/6-10

6.600.055-01

ТМ-100/10

НН

0,23

47

АПБ 3,55х10

540

118

150

8,7

                     

Ч-160-6/0,4

6.600.058-04

ТМ-160/6

ВН

6

785-805-825-845-865

АПБ 3,55

535

202

283

21,7

Ч-160-10/0,4

6.600.058-05

ТМ-160/10

ВН

10

1307-1311-1375-1409-1443

АПБ 2,65

535

202

283

20,8

Ч-160-0,4/6-10

6.600.057-03

ТМ-160/10

НН

0,4

55

АПБ 5х8,5

539

143

190

14,7

Ч-160-6/0,23

6.600.058-06

ТМ-160/6

ВН

6

768-788-808-828-848

АПБ 3,55

535

202

283

22,0

Ч-160-10/0,23

6.600.058-07

ТМ-160/10

ВН

10

1278-1312-1346-1380-1414

АПБ 2,65

535

202

283

21,0

Ч-160-0,23/6-10

6.600.057-04

ТМ-160/10

НН

0,23

31

АПБ 5х8,5

539

143

190

14,6

                     

Ч-250-6/0,4

6.600.050-01

ТМ-250/6

ВН

6

543-557-571-585-599

АПБ 4,5

527

235

324

28,0

Ч-250-10,0,4

6.600.050

ТМ-250/10

ВН

10

903-927-951-975-999

АПБ 3,55

527

235

324

30,0

Ч-250-0,4/6-10

6.600.026-03

ТМ-250/10

НН

0,4

38

АПБ 4,5х11,2

527

168

225

16,0

                     

Ч-400-6/0,4

6.600.048

ТМ-400/6

ВН

6

428-439-450-461-472

АПБ 4,1

АПБ 3,15х8,5

595

255

355

42,0

Ч-400-10/0,4

6.600.047

ТМ-400/10

ВН

10

788-769-750-731-712

АПБ 4,1

АПБ2,5х5,6

592

255

350

56,2

Ч-400-0,4/6-10

6.600.046

ТМ-400/10

НН

0,4

30

АПБ 4,5х10,6

595

183

246

18,7

                     

Ч-630-6/0,4

6.600.054-01

ТМ-630/6

ВН

6

378-369-360-351-342

АПБ 5,6х8,5

675

295

387

45,0

Ч-630-10/0,4

6.600.054

ТМ-630/10

ВН

10

630-615-600-585-570

АПБ 3,75х7,1

АПБ 5,6х8,5

675

295

388

47,0

Ч-630-0,4/6-10

6.600.053

ТМ-630/10

НН

0.4

24

АПБ 5,6х15

675

205

269

28,0

                     
                     

Ч-1000-6/0,4

6.600.030

ТМ-1000/6

ВН

6

 

АПБ 4,25х14

738/680

380

458

72,0

Ч-1000-10/0,4

6.600.031

ТМ-1000/10

ВН

10

425

АПБ 3,15х11,2

740/680

380

461

69,0

Ч-1000-0,4/6-10

6.600.032

ТМ-1000/10

НН

0,4

17

АПБ 5,3х14,0

780/680

270

340

52,0

                     

Ч-25-27,5/0,4

6.600.064

ТМЖ-25

ВН

27,5

7798-8013-8229-8443-8662

ПЭТВ-2 0,56

ПЭТВ-2 1,25

310

140

210

14,0

Ч-25-0,4/27,5

6.600.063

ТМЖ-25

НН

0,4

126

ПБ 3,15х4,75

322

91

117

12,0

                     

Ч-100-27,5/0,4

6.600.052

ТМЖ-100

ВН

27,5

4122-4232-4392-4452-4562

ПЭТВМ-0,95

540

200

289

28,0

Ч-100-0,4/27,5

6.600.049-01

ТМЖ-100

НН

0,4

58

ПБ 5х11,8

472

136

177

17,0

                     

Ч-250-27,5/0,38

6.600.051

ТМЖ-250

ВН

27,5

2541-2608-2675-2742-2809

АПБ 2,24

675

255

375

45,0

Ч-250-0,38/27,5

6.600.049

ТМЖ-250

НН

0,38

37

АПБ 4х9

680

170

219

17,0

Ч-250-27,5/0,4

6.600.051-02

ТМЖ-250

ВН

27,5

2547-2614-2681-2748-2815

АПБ 2,24

675

255

375

48,0

Ч-250-0,4/27,5

6.600.049-03

ТМЖ-250

НН

0,4

39

АПБ 5х12,5

680

170

222

20,0

                     

Ч-400-27,5/0,4

6.600.051-01

ТМЖ-400

ВН

27,5

2025-2078-2131-2184-2237

АПБ 3,0

750

270

403

66,0

Ч-400-0,4/27,5

6.600.049-02

ТМЖ-400

НН

0,4

31

АПБ 5х12,5

750

192

235

18,0

Примечание:

Первая цифра в условном обозначении обмоток обозначает завод-изготовитель трансформатора:

1. — Ереванский электромашиностроительный завод

2. — Московский электрозавод им. В. В. Куйбышева

3. — Ленинградский электромеханический завод треста «Энергосельхозконструкция»

4. — Минский электротехнический завод им. В. И. Козлова

0. — Взаимозаменяемые обмотки индексов 1,2 и Запорожского трансформаторного завода

Ч. — обмотки к трансформаторам Чебоксарского ОЭЗ «Энергозапчасть»

Б. — обмотки к трансформаторам Барнаульского ЭМЗ

Св. — обмотки к трансформаторам Сверловэнергоремонт

с чего начать? / Публикации / Элек.ру

При выборе силового трансформатора не стоит ограничивать себя таблицей основных показателей устройства. Все «за» и «против» должны в этом вопросе иметь максимальное количество точек соприкосновения, т.е. тех факторов, с которыми придется столкнуться в ходе работы рабочему персоналу, обслуживающего трансформатор. Компания ДКС предлагает ознакомиться с некоторыми из них и понять, какие именно станут решающими аргументами в пользу выбора того или иного силового трансформатора.

На что следует обращать внимание при выборе трансформатора

При выборе силового трансформатора необходимо обратить внимание на его нагрузку и область применения. Но чтобы решить задачу, следует правильно поставить вопрос. В данном случае их основных будет три:

  1. Мощность выбранного трансформатора является достаточной для того, чтобы справляться с предполагаемой нагрузкой, так же, как и с определенной величиной перегрузки?
  2. Возможно ли увеличение номинальной мощности трансформатора при возможном увеличении нагрузки?
  3. Срок службы трансформатора? Стоимость трансформатора, стоимость монтажа, пусконаладки и обслуживания?

Если эти вопросы все еще остались открытыми, то предлагаем воспользоваться конфигуратором ДКС, специально разработанный специалистами компании для решения подобных задач.

Рассмотрим факторы подробнее

Стоимость силового трансформатора и его номинальная мощность связаны с перечнем оценочных факторов:

При выборе силового трансформатора необходимо определить:

  • первичное напряжение
  • вторичное напряжение (необходимое для питаемого оборудования)
  • частота (в Гц) и фазы (одно- или трехфазные?)
  • нагрузка в кВА; с учетом возможного дальнейшего роста
  • где именно будет установлен силовой трансформатор?
  • необходим ли нестандартный трансформатор?

1. Область применения трансформатора

От сферы применения зависит вид нагрузки (амплитуда, продолжительность и распространение нагрузок с линейными и нелинейными характеристиками). Если стандартные параметры не соответствуют требованиям специального применения, тогда следует обратиться к производителю, чтобы он изготовил трансформатор с желаемыми эксплуатационными характеристиками, размерами и другими показателями. К слову, сделать это могут не все на нашем рынке, либо ценник будет изрядно кусаться.

2. Тип изоляции (с жидким диэлектриком или сухая)

При выборе типа изоляции необходимо обратить внимание на следующие преимущества и недостатки:

Безопасность

Применение в силовом трансформаторе литой изоляции позволяет обеспечить высокий уровень пожаробезопасности. Токсичность выделяемых газов при горении (F1).

Легкость обслуживания

Так как в сухих трансформаторах в качестве охлаждающего элемента выступает воздушный поток, который возобновляется непрерывно, то необходимость чистки и замены масла (как в масляном трансформаторе) исключается. Следовательно, сервисного обслуживания во время срока службы не требуется, как и устранения загрязнения вследствие утечек трансформаторного масла.

Малые весогабаритные характеристики

Применение литой обмотки в сухих трансформаторах дает возможность в тех же габаритах получить трансформаторы для использования в сетях с более высоким уровнем напряжения.

Простота эксплуатации

Обмотки трансформатора изолированы при помощи специального диэлектрического лака, который обеспечивает стабильную работу устройства с высоким коэффициентом магнитной индукции. Это дает возможность установки трансформатора рядом с низковольтным оборудованием внутри помещений. Уменьшение магнитной нагрузки, а также применение системы шихтовки Step-lap с двойным лазерным срезом для стали сердечника послужили снижению уровня шума и потери холостого хода.

Стойкость к атмосферным воздействиям

Учитывая расположение РФ сразу в нескольких климатических зонах, трансформаторы ДКС разработаны под УХЛ с нижним значением температуры при транспортировании, хранении и эксплуатации до −65 ºС. Для усиления механической прочности каждый слой обмотки армируется ВН сеткой из стекловолокна с двух сторон. А благодаря стальному кожуху степень пылевлагозащиты трансформатора достигается IP23-IP31, обеспечивая тем самым стабильную работу оборудования в местах с высокой влажностью (E2).

Сухой трансформатор


В первую очередь сухие трансформаторы с литой изоляцией применяются в местах, где особое значение имеет высокий уровень безопасности людей, оборудования и окружающей среды. Благодаря отсутствию в конструкции поддерживающих горение материалов, трансформаторы ДКС могут быть установлены непосредственно в помещении и не требуют строительства отдельно стоящих трансформаторных подстанций. Это позволяет размещать трансформаторы вблизи центра нагрузки, что в результате значительно уменьшает потери электроэнергии посредством оптимизации цепей низкого напряжения в схеме электроснабжения.

Трансформаторы с жидким диэлектриком. Температурные факторы

Масло в трансформаторах с жидким диэлектриком используется как изолирующая, так и охлаждающая среда. Конструкция обмоток предопределяет собой цилиндрическую форму. Между слоями обмотки устанавливаются распорки, что позволяет жидкости циркулировать между обмотками и сердечником и тем самым охлаждать трансформатор.

Трансформаторы с изоляцией сухого типа. Температурные факторы

В трансформаторах сухого типа изоляция обеспечивает электрическую прочность диэлектрика и его возможность противостоять более высоким температурам в сравнении с масляными трансформаторами, в зависимости от класса используемого изоляционного материала. В трансформаторах ДКС применяется изоляция класса F.

Классификация изоляционного материала

3. Выбор материала для обмоток

Для изготовления обмоток силовых трансформаторов используется медь или алюминий. Силовые трансформаторы с алюминиевыми обмотками имеют низкую себестоимость и по своим характеристикам мало чем отличаются от обмоток с медным проводником. Тем не менее, трансформаторы с медными обмотками немного компактнее, медь лучше проводит ток. Важно понимать какой именно материал обмоток подойдет для ваших конкретных требований. Компания ДКС может предложить трансформаторы как с алюминиевыми, так и с медными обмотками.

4. Внешние факторы (условия окружающей среды)

Необходимо обратить особое внимание на защиту трансформатора (сердечник, обмотки, вводы /выводы и вспомогательное оборудование) при эксплуатации в суровых условиях окружающей среды. В трансформаторы с жидким диэлектриком должны иметь герметичную конструкцию, для защиты внутренних компонентов. Основная проблема трансформаторов с жидким диэлектриком коррозии, избежать ее можно только при использовании баков из нержавеющей стали. Сухие трансформаторы с литой изоляцией имеют степень защиты от влаги и пыли IP00. Для агрессивных условий окружающей среды компания ДКС разработала трансформаторы под УХЛ с нижним значением температуры при транспортировании, хранении и эксплуатации до −65 °С. Благодаря защитному кожуху степень пыле-влагозащиты трансформатора достигается IP23-IP31, обеспечивая тем самым стабильную работу оборудования в местах с высокой влажностью (E2).

5. Переключатели входного напряжения

Выходное напряжение трансформатора может измениться, если будет изменяться входное напряжение. Трансформаторы, подключенные к электрической сети, зависимы от ее напряжения. При изменении в работе электрической сети либо при подключении к ней новых нагрузок, входное напряжение к вашему оборудованию может понизиться или возрасти. Для компенсации напряжения, трансформаторы оборудуют переключателями напряжения без нагрузки (ПБВ), иногда РПН (под нагрузкой). Эти устройства состоят из ответвлений или выводов, соединенных в разных местах и с первичными обмотками. В трансформаторах с жидким диэлектриком переключатель ПБВ находиться непосредственно в баке трансформатора и для переключения напряжения необходимо соответственно снять крышку с бака трансформатора тем самым нарушив герметичность. В отличие от трансформаторов с масляным диэлектриком ПБВ располагается на обмотках высокого напряжения и разбора трансформатора не требует.

6. Перегрузка

Работа трансформатора может повлечь за собой его перегрузку. Что может последовать за перегрузкой и может ли трансформатор выдержать перегрузку без развития проблем и возникновения замыканий? Решением данного вопроса может послужить достаточная теплоотдача. При перегрузке трансформатора на 20% сверх допустимой номинальной мощности на протяжении определенного времени, тепло выделенное обмотками может быть выведено из трансформатора в зависимости от продолжительности перегрузки. При циркуляции теплообмена вероятность короткого замыкания не велика. Но, определенно, может пройти такой период времени, после которого трансформатор не может оставаться в состоянии перегрузки. Трансформатор неизбежно начнет перегреваться и может вызвать серьезные проблемы, постепенно создавая условия для возникновения короткого замыкания и отключения подачи энергии. В трансформаторах с жидким диэлектриком охлаждение происходит за счет масла. В сухих трансформаторах с литой изоляцией охлаждение происходит за счет циркуляции воздуха (в данном случае увеличить скорость теплообмена можно с помощью принудительной вентиляции). На заметку: в трансформаторах ДКС принудительная вентиляция увеличивает номинальную мощность на 40%.

7. Размещение силовых трансформаторов рядом с нагрузкой

Сокращение расстояния низковольтной линии между силовым трансформатором и основной нагрузкой полезны по нескольким причинам:

  • снижение потерь энергии и меньшего падения напряжения;
  • снижается стоимость низковольтной линии электропередач до потребителя.

Необходимо помнить то, что установка масляного трансформатора в помещении имеет ограничения. Установка сухого трансформатора не имеет ограничений и не требует согласования.

8. Дополнительные аксессуары

Нужно помнить, что все дополнительные аксессуары устанавливаются в случае индивидуальной необходимости и увеличивают конечную стоимость проекта.

Например:

  • крюки для перемещения;
  • принудительная вентиляция;
  • защитный кожух IP23-IP31;
  • виброопоры.

Силовые трансформаторы. Устройство трансформатора силового сухого/масляного

 

Силовой трансформатор – это электротехническое оборудование. Он изменяет напряжение переменного электрического тока. Если на входе в трансформатор ток имеет более высокое напряжение, чем на выходе – то перед вами силовой понижающий трансформатор. Если из устройства выходит ток с более высоким напряжением, чем на входе – то трансформатор повышающий. Частота тока на входе и на выходе не меняется.

Работа трансформатора основана на электромагнитной индукции. Суть явления индукции: если через замкнутый контур пропускать магнитный поток, то в контуре возникнет электрический ток. Электромагнитную индукцию в 1831 году открыл знаменитый английский ученый Майкл Фарадей.

 

 

 Устройство силового трансформатора сухого и масляного

Любой трансформатор состоит их магнитопровода, обмоток, системы охлаждения, регулирующих и контролирующих устройств.

Обмотки намотаны на сердечник из специальной электротехнической стали.

Сердечники бывают стержневые, броневые и тороидальные. В трансформаторах стержневого типа обмотка наматывается на весь сердечник. Поэтому вы видите только верхнюю и нижнюю части электромагнитного стержня. Если сердечник броневой – то обмотка почти полностью скрыта внутри сердечника. Тороидальный сердечник – это тот же стержень, но замкнутый в кольцо. Отец трансформатора Фарадей именно с помощью тороидальной катушки открыл электромагнитную индукцию.

Без системы охлаждения силовой трансформатор работать не может. Потому что под нагрузкой нагревается рабочая часть устройства – сердечник и обмотка на нем. Охлаждается трансформатор воздухом или маслом. Соответственно по способу охлаждения выделяют типы силовых трансформаторов: сухие и масляные.

Регулирует работу устройства специалист. Для этого на силовом трансформаторе производитель устанавливает реле и различные переключатели. Некоторые модели трансформаторов можно регулировать под нагрузкой, другие – только в выключенном состоянии.

Контролирует работу трансформатора инженер-электрик. Он следит за показателями датчиков температуры и давления внутри трансформатора.

Конструкция сухого силового трансформатора

Магнитопровод и обмотки есть во всех трансформаторах. Главное отличие между сухими и масляными трансформаторами в системе охлаждения.

  • В сухом трансформаторе нагретый воздух от магнитопровода и катушек движется естественным путем или его «гоняют» специальные вентиляторы.
  • В защитном кожухе сухого трансформатора делают специальные отверстия для лучшей вентиляции. Потому что воздушное охлаждение менее эффективно, чем масляное. Иногда ТС выпускаются в незащищенном исполнении.
  • К изоляции в сухих трансформаторах предъявляются повышенные меры пожарной безопасности. Потому что основная изолирующая среда для устройства – это воздух. А изолирующие свойства у воздуха хуже, чем у масла.

В сухих трансформаторах нет жидкостей. Поэтому обслуживать оборудование не так хлопотно. Кроме того, отсутствие масла в системе охлаждения позволяет устанавливать трансформатор рядом с потребителями электрической энергии.

Устройство трансформатора силового масляного

Рабочая часть масляного силового трансформатора состоит из сердечника и обмоток. А охлаждается трансформатор маслом. Его заливают в специальный бак с крышкой. Сверху на крышке расположены датчики давления и температуры масла, входы и выходы обмоток ВН и НН, регуляторы и переключатели.

Трансформаторы отличаются по конструкции масляного бака. Есть герметичные масляные силовые трансформаторы ТМГ. В них устанавливают бак с гофрированными стенками. Масло заливается в бак в вакууме. Оно не соприкасается с окружающей средой. Масляный силовой трансформатор обычной конструкции имеет на крышке расширитель и газовое реле. При сильном нагреве дополнительный объем масла поступает в расширитель.

Масляная система в состоянии охладить мощный трансформатор. Но масло – это горючая жидкость. Поэтому «начинка» масляного трансформатора спрятана в прочный корпус.

Силовые трансформаторы – это габаритные устройства. Для удобного ремонта и установки их комплектуют дополнительными устройствами. Например, колесиками или дополнительными датчиками.

 

Силовые трансформаторы

Категория:

   Передвижные электростанции

Публикация:

   Силовые трансформаторы

Читать далее:



Силовые трансформаторы

Силовым трансформатором называется статический (не имеющий вращающихся частей) аппарат, предназначенный для преобразования (трансформирования) переменного тока одного напряжения в переменный ток более высокого или более низкого напряжения.

Силовые трансформаторы в зависимости от того, повышают или понижают они напряжение, называются повышающи-м и или понижающими.

Для повышения и понижения напряжения при эксплуатации передвижных станций применяют трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы с масляным охлаждением обмоток.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Общий вид и расположение внутренних деталей трехфазных двухобмоточных масляных трансформаторов мощностью 50 и 320 ква. Эти трансформаторы одинаковы по устройству и принципу действия и несколько различаются только по размерам и расположению отдельных деталей.

Трансформатор состоит из следующих частей: стального бака, крышки и магнитопровода с обмотками.

Баки современных трансформаторов имеют чаще всего овальную форму.

В стенки бака вварены циркуляционные трубы, улучшающие охлаждение масла.

Внутри бака находится выемная часть, состоящая из магнитопровода и обмоток. Магнитопровод представляет собой конструкцию прямоугольной формы, собранную из листов электротехнической стали толщиной 0,35 мм. Листы стали магнито провода покрыты изолирующей лаковой пленкой, а у трансформаторов старых конструкций — тонкой папиросной бумагой для уменьшения вихревых токов. Магнитопровод имеет три стержня, соединенных верхним и нижним ярмами. По обеим сторонам ярем расположены ярмовые балки, которые с помощью нескольких горизонтальных прессующих шпилек (изолированных от стали ярма картонными гильзами и шайбами) стягивают (прессуют) ярма с двух сторон. Ярма магнитопровода служат для образования замкнутого магнитного контура и в то же время обеспечивают жесткость конструкций; на стержнях размещают обмотки.

Рис. 1. Трехфазный двухобмоточный трансформатор мощностью 320 ква 1 — рукоятка переключателя отводов обмотки ВН. 2 — ввод ВН, 3 — ввод НН, 4 — маслоуказатель, 5 — расширитель (консерватор), 6 — пробка с фильтром, 7 — радиатор, 8 — бак трансформатора, 9 — стержень магнитопровода, 10 — обмотка ВН, 11 — обмотка НН, 12 — катки

Обмотки трансформаторов выполняют из медных (ПБ и ПББО) и алюминиевых (ПБА и ПББОА) проводов в виде цилиндрических катушек (рис. 2). На стержнях магнитопровода обмотки располагают концентрически: непосредственно на стержень надевают катушку низшего напряжения (НН), а на нее — катушку высшего напряжения (ВН). Катушки изолированы друг от друга и от магнитопровода с помощью изолирующих цилиндров, изготовленных из листов электротехнического картона (прессшпана). Связь между катушками ВН и НН электромагнитная.

Из катушек выведены провода, которые называются выводами и служат для соединения катушек обмотки одного напряжения друг с другом согласно принятой схеме. Эти выводы называют основными или линейными.

Обмотки соединяют в звезду (Y) или треугольник (Л). Схемы соединения обмоток трехфазного силового трансформатора обозначают дробью: в числителе указывают соедигение обмотки ВН, а в знаменателе — обмотки НН. Если обмотки силового трансформатора соединены в звезду с выведенной нейтральной точкой (нейтралью), к значку звезды добавляют, индекс «О», например Y0.

Рис. 2. Конструкции обмоток силовых трансформаторов: а — однослойная цилиндрическая, б — двухслойная цилиндрическая, в — многослойная цилиндрическая, г. — непрерывная; 1 — выравнивающие кольца, 2 — коробочка из электрокартона для усиления изоляции крайних витков, 3 — охлаждающий канал, образованный планками между наружным и внутренним слоями обмотки, 4 — планка из бука, 5 — ответвления для регулирования напряжения, 6 — прокладки из электрокартона, образующие горизонтальные каналы, 7 — опорное изоляционное кольцо, 8 — бумажно-бакелитовый цилиндр

Трехфазные трансформаторы различают по группе соединений. Группа соединений — это обозначение углового смещения вектора ВН относительно вектора НН, сопоставленного условно с положением стрелок на циферблате часов. Так, например, трансформатор, обмотки ВН и НН которого соединены в звезду с выведенной нейтралью на стороне НН, будет иметь обозначение Y/Y0- 12 (векторы ВН и НН совпадают по фазе).

Катушки обмотки ВН имеют отводы, при помощи которых можно в небольших пределах изменять коэффициент трансформации. Эти отводы присоединены к контактным стержням переключателя и называются регулировочными.

Переключатель позволяет регулировать напряжение трансформатора в пределах ±5%. В трансформаторах мощностью до 100 ква применяют переключатели ТПСУ-9-120/6, ТПСУ-9-120/10, ТПСУ-9-120/11 и др., которые позволяют регулировать напряжение вручную после снятия с трансформатора нагрузки. Переключатель ТПСУ устанавливают на магнито-проводе или под крышкой трансформатора, а рукоятку управления им размещают на крышке. В настоящее время Ереванским трансформаторным заводом выпускаются силовые трансформаторы с переключателями дистанционного управления, позволяющими регулировать напряжение трансформаторов мощностью 60 и 100 ква под нагрузкой.

На крышке трансформатора имеется термометр для контроля температуры масла. У трансформ-аторов мощностью от 30 ква и выше при напряжении на стороне высшего напряжения 10 кв на крышке установлен расширитель, соединенный с баком при помощи патрубка и служащий для компенсации изменяющегося объема масла в баке: при нагреве масло частично переходит из бака в расширитель, а при охлаждении возвращается из расширителя в бак.

Уровень масла в трансформаторе контролируют по масло-указателю, который устанавливают на расширителе, а при отсутствии расширителя — на стенке бака.

Крышка соединяется с баком при помощи болтов. Между крышкой и баком в целях герметизации бака устанавливают прокладку из пробки или маслостойкой резины.

В работающем трансформаторе при резком возрастании напряжения в питающей линии и ухудшении изоляции между обмотками ВН и НН может произойти пробой изоляции и вследствие этого переход высшего напряжения в обмотку низшего напряжения, а значит, и в присоединенную к ней сеть.

Если нулевая точка стороны НН трансформатора не заземлена, то защита обслуживающего персонала и низковольтных приборов от высокого потенциала при переходе напряжения осуществляется с помощью пробивного предохранителя.

Пробивной предохранитель представляет собой два контакта, между которыми установлена дистанционная пластинка из слюды. Один из контактов укреплен в фарфоровом корпусе и соединяется с обмоткой НН, а другой — в фарфоровой головке, ввертываемой в корпус, и соединяется с заземленным баком трансформатора.

Пластинка из слюды толщиной 0,25 мм имеет четыре круглых отверстия, расположенных, на одинаковом расстоянии друг от друга, благодаря которым создается необходимый воздушный зазор (разрыв) между заземленным контактом и контактом, соединенным с обмоткой НН. При появлении в обмотке НН высокого потенциала воздушные промежутки, созданные отверстиями в слюдяной пластинке, пробиваются и обмотка НН заземляется, в результате чего устраняется опасность поражения персонала и повреждения приборов высоким напряжением. После каждого пробоя контактные части предохранителя зачищают, а слюдяную пластинку заменяют новой.

Рис. 3. Пробивной предохранитель силового трансформатора: 1 — фарфоровая головка, 2 — слюдяная пластинка с отверстиями, 3 — центральный контакт, 4 — фарфоровый корпус

В практике эксплуатации передвижных станций нередко возникает необходимость в параллельной работе двух и более силовых трансформаторов.

Для включения на параллельную работу нескольких силовых трансформаторов необходимо соблюдать следующие условия:
1. Равенство номинальных напряжений трансформаторов. Различие в коэффициентах трансформации параллельно включаемых трансформаторов не должно быть более 0,5% их среднего значения.
2. Равенство напряжений короткого замыкания* трансформаторов, предназначенных для параллельной работы. Это требование объясняется тем, что при параллельной работе трансформаторов нагрузка между ними будет делиться пропорционально их номинальным мощностям. При неравенстве напряжений короткого замыкания двух трансформаторов один из них будет перегружаться, а другой недогружаться. Различие в напряжениях короткого замыкания допускается не более ±10% их среднего значения.
3. Одинаковые группы соединений трансформаторов. Несоблюдение этого требования делает невозможным параллельную работу трансформаторов. Например, если один трансформатор имеет группу соединения 12, а другой — 11, то они не могут быть включены на параллельную работу, так как при совпадении по фазе первичных напряжений вторичные напряжения не совпадут.

Силовые трехфазные трансформаторы состоят из магнитопровода, обмоток, размещенных на магнитопроводе и составляющих вместе с ним так называемую выемную часть, переключателя числа витков обмотки высшего напряжения, бака, трансформаторного масла, в которое погружена выемная часть, крышки, закрывающей кожух бака, вводов (проходных изоляторов) и расширителя, устанавливаемого над крышкой трансформатора.

Магнитопровод трансформатора состоит из стержней, верхнего и нижнего ярма. Их набирают из тонких покрытых лаком листов электротехнической стали и стягивают изолированными стальными шпильками. Такая конструкция магнитопровода уменьшает потери на нагрев от перемагничивания (гистерезиса) и от вихревых токов. Для безопасности обслуживания магнитопровод соединяют стальной полосой с заземленным баком трансформатора.

Рис. 1. Силовой трансформатор ТМ-250/6:
1 — болт заземления, 2 — бак, 3 — воздухоочиститель, 4 — расширитель, 5 и 6 — проходные изоляторы вводов 6 и 0,4 кВ, 7— термосифонный фильтр, 8 — выемная часть, 9 — радиатор

Поверх стержней магнитопровода накладывают обмотки. Обмотка, включаемая в сеть источника электроэнергии, называется первичной; обмотка, к которой присоединены электроприемники,— вторичной. В трехобмо-точных трансформаторах к ним добавляется третья обмотка—среднего напряжения (СН). Непосредственно на стержнях располагают обмотку низшего напряжения (НН). Обмотку высшего напряжения (ВН) наматывают на бакелитовые цилиндры, которые надевают поверх обмоток низшего напряжения. Обмотки изготовляют из медных или алюминиевых обмоточных проводов. Начала и концы обмоток располагают у верхнего ярма.

Для поддержания номинального напряжения на зажимах вторичной обмотки (при колебаниях напряжения в сети источника электроэнергии) на первичной обмотке устраивают регулировочные ответвления (отводы). Отводы обычно изготовляют из голых (иногда изолированных) медных проводов. Присоединяют их к переключающему устройству, которое устанавливают на выемной части трансформатора. Управляют переключающим устройством приводом, расположенным на крышке бака.

С помощью регулировочных ответвлений изменяют число витков обмотки ВН и соответственно коэффициент трансформации (отношение числа витков обмоток НН и ВН) и тем самым увеличивают или уменьшают вторичное напряжение. Регулировка может производиться как при снятом напряжении, т. е. переключением без возбуждения (ПБВ), так и под нагрузкой (РПН) без снятия напряжения. Применение того или иного вида регулирования зависит от конструкции силового трансформатора и его мощности.

Бак трансформатора обычно имеет овальную форму. Его изготовляют из листовой стали и заполняют трансформаторным маслом. Для увеличения поверхности охлаждения баки снабжают ребрами или радиаторами 9. На мощных трансформаторах применяют принудительную циркуляцию масла с водяным охлаждением или искусственный обдув радиаторов воздухом с помощью вентиляторов. В верхней части бака приваривают крюки для подъема трансформатора. В нижней части бака располагают болт заземления и сливную пробку. В днище бака трансформаторов мощностью свыше 100 кВ-А имеется также пробка для удаления остатков масла.

Масло, заполняющее бак трансформатора, служит для повышения изоляции между токоведущими частями и баком трансформатора, а также для охлаждения обмоток и магнитопровода.

Крышку трансформатора делают из листовой стали и закрепляют на баке с помощью болтов и прокладок из маслостойкой резины или других уплотнителей.

Для обеспечения полного заполнения бака трансформаторным маслом независимо от колебаний температуры трансформатора на крышке бака устанавливают дополнительный бачок — расширитель, соединенный трубопроводом с баком. Температурные колебания уровня масла происходят только в расширителе, не затрагивая масла в баке. Кроме того, расширитель уменьшает поверхность соприкосновения масла с воздухом, а установленный на нем воздухоочиститель очищает воздух от пыли и влаги.

Для очистки масла от продуктов окисления на трансформаторе устанавливают также термосифонный фильтр 7. Он представляет собой емкость, наполненную силикагелем и соединенную с верхней и нижней частями бака трансформатора. При циркуляции масло проходит через фильтр и непрерывно очищается. Фильтр устанавливают на трансформаторах мощностью от 160 кВ-А и выше.

Вводы представляют собой фарфоровые проходные изоляторы, через которые выводы обмоток трансформатора присоединяются к электрическим сетям.

Силовые трансформаторы мощностью 160—630 кВ-А снабжены катками, служащими для передвижения трансформатора на небольшие расстояния (в пределах подстанций или камеры трансформатора).

Трансформаторы мощностью 1000 кВ-А и выше снабжают выхлопными трубами и газовыми реле, предназначенными для защиты трансформаторов от внутренних повреждений, сопровождающихся выделением газов.

Во взрыво- и пожароопасных помещениях применяют сухие трансформаторы (ТС) или трансформаторы с негорючим заполнителем (совтол, пиранол и др.). Обмотки таких трансформаторов выполнены из медного провода и покрыты стеклопряжей, пропитанной глифталевыми лаками, и противосыростной эмалью.

Обозначают трансформаторы буквами в зависимости от конструкции. Первая буква обозначает число фаз: О — однофазный, Т— трехфазный; вторая (одна или две) —вид охлаждения: М — естественное масляное, С — сухое без масла, Д — дутьевое, Ц — принудительное циркуляционное, ДЦ — принудительное циркуляционное с дутьем; третья —число обмоток: Т — трехобмоточный (двухобмоточный — обозначения не имеет). Последующая буква Н указывает на наличие устройства для регулирования напряжения под нагрузкой. Буква Н, помещенная между первой и второй буквами, показывает, что трансформатор заполнен негорючим жидким диэлектриком. Буква А, расположенная вначале, обозначает автотрансформатор, который в отличие от трансформатора имеет только одну обмотку. Кроме того, трансформаторы напряжением 110 кВ и выше имеют дополнительные обозначения: Г — грозоупорное исполнение, В — со встроенными трансформаторами тока на вводах обмотки ВН.

Цифры после буквенного обозначения указывают на мощность трансформатора (кВ-А) и номинальное напряжение обмотки ВН (кВ).

В основные технические данные трансформатора входят также группы соединений обмоток и напряжение короткого замыкания.

Рекламные предложения:


Читать далее: Измерительные трансформаторы и токоограничивающие аппараты

Категория: — Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Измерение температуры и вибрации обмоток силовых трансформаторов при помощи беспроводных датчиков

Важной функцией систем мониторинга силовых трансформаторов является прямой контроль температуры обмоток в наиболее нагретой точке, имеющий большую точность по сравнению с косвенными методами контроля по температуре верхней зоны трансформатора. Такой прямой контроль позволяет достоверно оценивать текущие тепловые режимы работы трансформатора с точки зрения скорости старения основной изоляции обмоток.

Практически единственным способом прямого контроля температуры наиболее нагретой зоны силового трансформатора до настоящего времени было использование оптоволоконных датчиков температуры, монтируемых непосредственно на обмотке. Оптоволоконные датчики обеспечивают необходимую точность измерения температуры и могут безопасно монтироваться на элементах трансформатора, находящихся под высоким напряжением.

Наиболее существенным недостатком использования в системах мониторинга силовых трансформаторов оптоволоконных датчиков для контроля температуры наиболее нагретой точки обмотки является их высокая стоимость.

Для прямого контроля температуры наиболее нагретой точки обмоток силовых трансформаторов специалистами фирмы ДИМРУС разработаны специализированные беспроводные датчики контроля температуры марки BDM/T. Необходимое количество датчиков может быть установлено на обмотке силового трансформатора в процессе его изготовления на заводе.

Конструктивные особенности датчиков марки BDM/T:

  • Компактные размеры (22*35*50 мм), позволяющие крепить датчики непосредственно на обмотках трансформатора.
  • Герметичный силиконовый корпус, стойкий к воздействию масла и высоких напряжений.
  • Полностью беспроводное исполнение, позволяющее безопасно устанавливать датчики на токоведущих элементах, находящихся под высоким напряжением.

Принцип работы и функциональные возможности датчика BDM/T:

  • Питание встроенной электроники датчика осуществляется от электромагнитного поля, возникающего вокруг проводников обмотки трансформатора, на которой установлен датчик. Датчик автоматически начинает работать при включении трансформатора и отключается при выводе трансформатора из работы.
  • Датчик контактно измеряет температуру обмотки трансформатора в точке его установки.
  • Передача информации из датчика об измеренной температуре обмотки производится при помощи стандартного беспроводного интерфейса Bluetooth.
  • Дополнительной функцией датчика BDM/T является измерение вибрации обмотки в точке его установки. Во встроенном в датчик микропроцессоре рассчитывается СКЗ вибрационного сигнала и его спектральный состав, что позволяет корректно контролировать конструктивное состояние и качество прессовки обмотки.

Прием информации от датчиков марки BDM/T:

Для приема информации от датчиков марки BDM/T используются специализированные приемники марки WDM-T, WDM-TI, или обычный смартфон с интерфейсом Bluetooth. Приемник WDM-TI отличается от WDM-T тем, что он имеет информационный экран.

Приемник информации WDM-T (один на трансформатор) устанавливается на внешней поверхности бака трансформатора, вблизи высоковольтных вводов. Это делается для того, чтобы использовать вводы как антенны, введенные внутрь бака трансформатора.

В больших силовых трансформаторах, в которых может быть смонтировано много датчиков температуры BDM/T, некоторые удаленно от высоковольтных вводов и внутри обмотки, иногда необходимо устанавливать специализированную приемную антенну, введенную внутрь бака или снаружи на радиопрозрачной крышке.

Информация от приемников WDM-T по интерфейсу RS-485 передается в систему мониторинга для контроля и дальнейшего анализа.

Сигналы от датчиков температуры можно принимать и контролировать при помощи стандартного смартфона. Эта функция доступна при периодических инспекциях высоковольтного оборудования эксплуатационным персоналом в процессе его работы.

Экономическая эффективность применения датчиков BDM/T:

Датчики устанавливаются на обмотках трансформатора на заводе–изготовителе. Количество устанавливаемых в трансформаторе датчиков практически не ограничено.

Установка датчиков чаще всего не требует модернизации корпуса бака трансформатора. В самом сложном случае доработка бака сводится к установке радиопрозрачного окна.

Использование датчиков BDM/T позволяет дополнительно контролировать качество прессовки обмоток трансформатора.

Стоимость одного датчика BDM/T не превышает $150÷200, что позволяет снизить общую стоимость системы контроля температуры обмоток трансформатора в 15-20 раз по сравнению с оптоволоконной системой контроля температуры.

Датчики марки BDM/T являются универсальными и могут быть использованы для контроля температуры и вибрации высоковольтного оборудования других типов:

  • Измерение температуры шин высоковольтных КРУ и контактов выключателей различного исполнения и марок.
  • Контроль вибрации и температуры лобовых частей высоковольтных электродвигателей и генераторов.
  • Контроль температуры проводов высоковольтных линий электропередачи.
  • Контроль вибрации и температуры элементов практически любого высоковольтного оборудования, находящегося под рабочим напряжением.

Скачать документацию по датчикам

Конструкция силового трансформатора — Обмотки

Обмотки сухого трансформатора 750 кВА

Продолжение из тех. статья: Конструкция силового трансформатора — Сердечник


Конструкция

Обмотки состоят из токоведущих проводов , намотанных вокруг секций сердечника, и они должны быть должным образом изолированы, поддерживаться и охлаждаться, чтобы выдерживать эксплуатацию и испытания условия.

Термины «обмотка» и «катушка» используются в этом обсуждении как синонимы.Медь и алюминий являются основными материалами, используемыми в качестве проводников в обмотках силовых трансформаторов.

В то время как алюминий на легче и обычно на дешевле , чем медь, необходимо использовать алюминиевый провод большего сечения для пропускания тока с такими же характеристиками, как у меди. Медь имеет более высокую механическую прочность и используется почти исключительно во всех диапазонах размеров, кроме меньшего, где алюминиевые проводники могут быть совершенно приемлемыми.

В случаях, когда возникают экстремальные нагрузки, можно использовать такие материалы, как медь, содержащая серебро, для еще большей прочности.

Проводники, используемые в силовых трансформаторах, обычно являются скрученными с прямоугольным поперечным сечением, хотя некоторые трансформаторы с самыми низкими номиналами могут использовать листовые или фольговые проводники. Несколько прядей могут быть намотаны параллельно и соединены вместе на концах обмотки, и в этом случае необходимо переставить пряди в различных точках по всей обмотке, чтобы предотвратить циркулирующие токи вокруг петли (петель), создаваемые соединением прядей на концах. .

Отдельные жилы могут подвергаться различиям в магнитном поле из-за их соответствующего положения в обмотке, что создает различия в напряжениях между жилами и возбуждает циркулирующие токи по проводящим петлям.

Рисунок 1 — Непрерывно перемещаемый кабель (CTC)

Правильное расположение жил компенсирует эти различия в напряжении и устраняет или значительно снижает циркулирующие токи. Вариант этого метода, включающий множество прядей прямоугольных проводов, объединенных в кабель, называется , непрерывно транспонированный кабель (CTC) , как показано на Рис. 1 .

В трансформаторах с сердечником обмотки обычно располагаются концентрически вокруг стержня сердечника, как показано на рис. , рис. 2 , где показано, что обмотка опускается поверх другой обмотки уже на стержне сердечника трехфазного трансформатора.

Схема катушек, размещенных в этом трехфазном приложении, также была показана на Рис. 1 (статья «Конструкция силового трансформатора — сердечник»).

Трансформаторы в форме оболочки используют аналогичное концентрическое расположение или расположение между пластинами, как показано на схеме Рис. 3 и фотографии на Рис. 7 .

Рисунок 2 — Концентрическое расположение, внешняя катушка опускается на стержень сердечника поверх внутренней катушки
Рисунок 3 — Пример штабельного (чередующегося) расположения обмоток в оболочке

При чередующемся расположении отдельные катушки уложены друг на друга, разделенные изоляционные перегородки и охлаждающие каналы. Катушки обычно соединяются с внутренней частью одной катушки, соединенной с внутренней частью соседней катушки, и, аналогично, с внешней стороной одной катушки, соединенной с внешней стороной соседней катушки.Наборы катушек собираются в группы, которые затем образуют первичную или вторичную обмотку.

При рассмотрении концентрических обмоток обычно понимается, что круговые обмотки по своей природе имеют более высокую механическую прочность, чем прямоугольные обмотки, тогда как прямоугольные обмотки могут иметь более низкие затраты на материалы и рабочую силу.

Прямоугольные обмотки позволяют более эффективно использовать пространство, но их использование ограничено малыми силовыми трансформаторами и нижним диапазоном трансформаторов средней мощности, где внутренние силы не очень высоки.По мере увеличения номинала силы значительно увеличиваются, и возникает необходимость в дополнительной прочности обмоток, поэтому используются круглые катушки или конструкция в форме оболочки.

В некоторых особых случаях используются обмотки эллиптической формы.

Концентрические катушки обычно наматываются на цилиндры с прикрепленными прокладками так, чтобы образовать канал между проводниками и цилиндром. Поток жидкости через обмотки может быть основан исключительно на естественной конвекции, или поток можно отчасти контролировать с помощью стратегически расположенных барьеров внутри обмотки.

На рисунках 4 и 5 показаны схемы обмотки, сравнивающие ненаправленный и направленный поток. Эта концепция иногда обозначается как управляемый поток жидкости .

Рисунок 4 — Ненаправленный поток

На протяжении многих лет в силовых трансформаторах использовалось множество различных типов обмоток. Катушки могут быть намотаны в вертикальном положении, вертикальной ориентации , как это необходимо для более крупных и тяжелых катушек; или их можно намотать горизонтально и по завершении поставить вертикально.

Как упоминалось ранее, тип обмотки зависит от мощности трансформатора, а также от конструкции сердечника. Ниже описаны некоторые из наиболее распространенных типов обмоток.

Рисунок 5 — Направленный поток

Блинные обмотки

Несколько типов обмоток обычно называют обмотками « блинов » из-за расположения проводников в виде дисков. Однако этот термин чаще всего относится к типу катушки, которая используется почти исключительно в трансформаторах в форме оболочки .

Проводники намотаны вокруг прямоугольной формы, причем самая широкая поверхность проводника ориентирована либо горизонтально, либо вертикально. На рисунке 6 показано, как обычно наматываются эти катушки. Этот тип обмотки подходит для рассмотренной ранее схемы с чередованием ( , рис. 7, ).

Рисунок 6 — Блинная обмотка во время процесса намотки
Рисунок 7 — Сгруппированные блинные обмотки

Слоистые (цилиндрические) обмотки

Слоистые (цилиндрические) обмотки являются одними из самых простых, поскольку изолированные проводники наматываются непосредственно рядом с друг друга вокруг цилиндра и проставок.

Несколько слоев могут быть намотаны друг на друга, при этом слои могут быть разделены твердой изоляцией, воздуховодами или их комбинацией. Несколько жил можно намотать параллельно, если этого требует сила тока.

Варианты этой обмотки часто используются для таких применений, как обмотки ответвлений, используемых в трансформаторах с переключением ответвлений нагрузки (LTC) и для третичных обмоток, используемых, среди прочего, для подавления третьей гармоники.

На рисунке 8 показана многослойная обмотка во время сборки, которая будет использоваться в качестве регулирующей обмотки в трансформаторе LTC.

Рисунок 8 — Многослойные обмотки (однослойные с двумя параллельными нитями)

Спиральные обмотки

Спиральные обмотки также называют винтовой или спиральной обмоткой, причем каждый термин точно характеризует конструкцию катушки.

Спиральная обмотка состоит из нескольких или более 100 изолированных жил, намотанных параллельно, непрерывно по длине цилиндра, с прокладками, вставленными между соседними витками или дисками, и соответствующими транспозициями для минимизации циркулирующих токов между параллельными нитями.

Рисунок 9 — Спиральная намотка во время сборки

Конструкция такова, что катушка напоминает штопор. Рисунок 9 показывает спиральную намотку во время процесса намотки. Спиральные обмотки используются для более высоких токов, часто встречающихся в низковольтных классах.


Дисковые обмотки

Дисковая обмотка может включать в себя одинарных нитей или нескольких нитей изолированных проводников, намотанных серией параллельных дисков горизонтальной ориентации, с дисками, соединенными либо внутри, либо снаружи как точка пересечения.Каждый диск состоит из нескольких витков, намотанных на другие витки, причем кроссоверы чередуются между внутренним и внешним.

Рисунок 10 — Базовая схема обмотки диска
Рисунок 11 — Внутренний и внешний кроссоверы обмотки диска

Рисунок 10 описывает базовую концепцию, а Рисунок 11 показывает типичные кроссоверы во время процесса намотки.

Большинство обмоток класса 25 кВ и выше, используемых в трансформаторах с сердечником, являются дисковыми. Учитывая высокие напряжения, возникающие при испытании и эксплуатации, необходимо уделять особое внимание тому, чтобы избежать высоких напряжений между дисками и витками около конца обмотки, когда они подвергаются переходным скачкам напряжения.

Было разработано множество методов для обеспечения приемлемого распределения напряжения по обмотке в этих условиях.

Ссылка: Electric Power Transformer Engineering, опубликовано 16 мая 2012 г. CRC Press // глава «Силовые трансформаторы», авторство — H.J. Sim и S.H. Digby (Получите эту электронную книгу в CRC Press)

Как рассчитать обмотку трансформатора

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Если вы когда-нибудь задумывались, как дома и здания используют электроэнергию от На электростанциях вы должны узнать о трансформаторах в распределительных сетях электросети, которые преобразуют токи высокого напряжения в те, которые вы используете в бытовых приборах.Эти трансформаторы имеют простую конструкцию для большинства типов трансформаторов, но могут сильно различаться по степени изменения входного напряжения в зависимости от конструкции.

Формула обмотки трансформатора

Трансформаторы, которые используются в системах распределения электроэнергии, имеют простую конструкцию, в которой используется катушка, намотанная на магнитный сердечник в различных областях.

Эти катушки с проводом принимают входящий ток и изменяют напряжение в соответствии с коэффициентом вращения трансформатора , который равен

\ frac {N_P} {N_S} = \ frac {V_P} {V_S}

для числа обмотки первичной обмотки и вторичной обмотки N p и N s соответственно, а напряжение первичной обмотки и вторичной обмотки В p и V s соответственно.

Эта формула обмотки трансформатора сообщает вам долю, на которую трансформатор изменяет входящее напряжение, и что напряжение обмоток катушки прямо пропорционально количеству обмоток самих катушек.

Имейте в виду, что, хотя эта формула называется «отношением», на самом деле это дробь, а не соотношение. Например, если у вас есть одна обмотка первичной обмотки и четыре обмотки вторичной обмотки трансформатора, это будет соответствовать доле 1/4, что означает, что трансформатор снижает напряжение на величину 1/4.Но соотношение 1: 4 означает, что для одного из чего-то есть четыре из чего-то другого, что не всегда означает то же самое, что и дробь.

Трансформаторы могут повышать или понижать напряжение и известны как повышающие трансформаторы , или понижающие трансформаторы , , в зависимости от того, какое действие они выполняют. Это означает, что коэффициент трансформации трансформатора всегда будет положительным, но может быть больше единицы для повышающих трансформаторов или меньше единицы для понижающих трансформаторов.

Формула обмотки трансформатора верна только тогда, когда углы первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе друг с другом. Это означает, что для данного источника питания переменного тока (AC), который переключается вперед и назад между прямым и обратным током, ток в первичной и вторичной обмотках синхронизируется друг с другом во время этого динамического процесса.

Могут быть трансформаторы с коэффициентом трансформации 1, которые не изменяют напряжение, а вместо этого используются для разделения различных цепей друг от друга или для небольшого изменения сопротивления цепи.

Калькулятор конструкции трансформатора

Вы можете понять свойства трансформаторов, чтобы определить, что калькулятор конструкции трансформатора будет учитывать в качестве метода определения того, как сконструировать трансформаторы.

Хотя первичная и вторичная обмотки трансформатора отделены друг от друга, первичная обмотка индуцирует ток во вторичных обмотках с помощью метода индуктивности. Когда источник питания переменного тока подается через первичные обмотки, ток течет по виткам и создает магнитное поле с помощью метода, называемого взаимной индуктивностью.

Формула обмотки трансформатора и магнетизм

Магнитное поле описывает, в каком направлении и насколько сильный магнетизм будет действовать на движущуюся заряженную частицу. Максимальное значение этого поля составляет dΦ / dt , скорость изменения магнитного потока Φ за небольшой промежуток времени.

Поток — это измерение того, сколько магнитного поля проходит через определенную площадь поверхности, например прямоугольную. В трансформаторе силовые линии магнитного поля направляются наружу от магнитной катушки, вокруг которой намотаны провода.

Магнитный поток связывает обе обмотки вместе, а сила магнитного поля зависит от силы тока и количества обмоток. Это может дать нам калькулятор конструкции трансформатора , который учитывает эти свойства.

Закон индуктивности Фарадея, который описывает, как магнитные поля индуцируются в материалах, диктует, что напряжение от любой из обмоток индуцируется

либо для первичной обмотки, либо для вторичной обмотки. Обычно это называется наведенной электродвижущей силой ( ЭДС, ).

Если бы вы измерили изменение магнитного потока за небольшой период времени, вы могли бы получить значение dΦ / dt и использовать его для расчета эдс . Общая формула для магнитного потока:

\ Phi = BA | cos {\ theta}

для магнитного поля B , площадь поверхности плоскости в поле A и угол между магнитным полем линии и направление, перпендикулярное площади θ .

Вы можете учесть геометрию обмоток вокруг магнитопровода трансформатора, чтобы измерить поток. Askat

для источника переменного тока, где ω — угловая частота ( 2πf для частоты f ) и Φ макс. — это максимальный поток.В этом случае частота f относится к количеству волн, которые проходят через заданное место каждую секунду. Инженеры также называют произведение тока на количество витков обмоток « ампер-витков, », как показатель силы намагничивания катушки.

Примеры калькулятора обмоток трансформатора

Если вы хотите сравнить экспериментальные результаты того, как обмотки трансформаторов влияют на их использование, вы можете сравнить наблюдаемые экспериментальные свойства с характеристиками калькулятора обмоток трансформатора.

Компания-разработчик программного обеспечения Micro Digital предлагает онлайн-калькулятор обмотки трансформатора для расчета стандартного калибра проводов (SWG) или американского калибра проводов (AWG). Это позволяет инженерам изготавливать провода соответствующей толщины, чтобы они могли нести заряды, необходимые для их целей. Калькулятор оборотов трансформатора подскажет вам индивидуальное напряжение на каждом витке обмотки.

Другие калькуляторы, такие как калькулятор от компании-производителя Flex-Core, позволяют рассчитать сечение провода для различных практических применений, если вы вводите номинальную нагрузку, номинальный вторичный ток, длину провода между трансформатором тока и измерителем и входную нагрузку. метра.

Трансформатор тока создает напряжение переменного тока во вторичной обмотке, пропорциональное току в первичной обмотке. Эти трансформаторы снижают токи высокого напряжения до более низких значений, используя простой метод контроля фактического электрического тока. Нагрузка — это сопротивление самого измерительного прибора пропускаемому через него току.

Hyperphysics предлагает онлайн-интерфейс расчета мощности трансформатора, который позволяет использовать его в качестве калькулятора конструкции трансформатора или в качестве калькулятора сопротивления трансформатора.Чтобы использовать его, вам необходимо ввести частоту напряжения питания, индуктивность первичной обмотки, индуктивность вторичной обмотки, количество катушек первичной обмотки, количество катушек вторичной обмотки, вторичное напряжение, сопротивление первичной обмотки, сопротивление вторичной обмотки, сопротивление нагрузки вторичной обмотки и взаимная индуктивность.

Взаимная индуктивность M учитывает влияние изменения нагрузки на вторичную обмотку на ток через первичную обмотку с ЭДС:

ЭДС = -M \ frac {\ Delta I_1} {\ Delta t }

для изменения тока через первичную обмотку ΔI 1 и изменения во времени Δt .

Любой онлайн-калькулятор обмотки трансформатора делает предположения о самом трансформаторе. Убедитесь, что вы знаете, как каждый веб-сайт рассчитывает заявленные ценности, чтобы вы могли понять теорию и принципы, лежащие в основе трансформаторов в целом. Насколько они близки к формуле обмотки трансформатора, вытекающей из физики трансформатора, зависит от этих свойств.

Основы электрических трансформаторов

Что такое электрические трансформаторы?

Электрические трансформаторы — это машины, передающие электричество из одной цепи в другую с изменением уровня напряжения, но без изменения частоты.Сегодня они рассчитаны на использование источника переменного тока, а это означает, что колебания напряжения питания зависят от колебаний тока. Таким образом, увеличение тока приведет к увеличению напряжения и наоборот.

Трансформаторы

помогают повысить безопасность и эффективность энергосистем, повышая и понижая уровни напряжения по мере необходимости. Они используются в широком спектре жилых и промышленных применений, в первую очередь и, возможно, наиболее важно для распределения и регулирования мощности на большие расстояния.

Строительство электрического трансформатора

Три важных компонента электрического трансформатора — это магнитный сердечник, первичная обмотка и вторичная обмотка. Первичная обмотка — это часть, которая подключена к источнику электричества, откуда первоначально создается магнитный поток. Эти катушки изолированы друг от друга, и основной поток индуцируется в первичной обмотке, откуда он передается на магнитный сердечник и соединяется со вторичной обмоткой трансформатора через путь с низким сопротивлением.

Сердечник передает поток на вторичную обмотку, чтобы создать магнитную цепь, которая замыкает поток, а внутри сердечника размещается путь с низким сопротивлением, чтобы максимизировать потокосцепление. Вторичная обмотка помогает завершить движение потока, который начинается на первичной стороне, а с помощью сердечника достигает вторичной обмотки. Вторичная обмотка способна набирать импульс, потому что обе обмотки намотаны на один и тот же сердечник, и, следовательно, их магнитные поля помогают создавать движение. Во всех типах трансформаторов магнитный сердечник собирается из многослойных стальных листов, оставляя минимально необходимый воздушный зазор между ними для обеспечения непрерывности магнитного пути.

Как работают трансформаторы?

В электрическом трансформаторе для работы используется закон электромагнитной индукции Фарадея: «Скорость изменения магнитной индукции во времени прямо пропорциональна наведенной ЭДС в проводнике или катушке».

Физическая основа трансформатора заключается во взаимной индукции между двумя цепями, которые связаны общим магнитным потоком. Обычно он имеет 2 обмотки: первичную и вторичную. Эти обмотки имеют общий магнитный сердечник, который является ламинированным, и взаимная индукция, возникающая между этими цепями, помогает передавать электричество из одной точки в другую.

В зависимости от величины магнитного потока между первичной и вторичной обмотками будут разные скорости изменения магнитного потока. Чтобы обеспечить максимальную потокосцепление, то есть максимальный поток, проходящий через вторичную обмотку и связанный с ней от первичной обмотки, для обеих обмоток размещен путь с низким сопротивлением. Это приводит к повышению эффективности работы и образует сердечник трансформатора.

Приложение переменного напряжения к обмоткам в первичной обмотке создает переменный поток в сердечнике.Это связывает обе обмотки, чтобы навести ЭДС как на первичной, так и на вторичной стороне. ЭДС во вторичной обмотке вызывает ток, известный как ток нагрузки, если к вторичной части подключена нагрузка.

Таким образом электрические трансформаторы передают мощность переменного тока из одной цепи (первичной) в другую (вторичную) посредством преобразования электрической энергии из одного значения в другое, изменяя уровень напряжения, но не частоту.

Видео: Инженерное мышление

Как работает трансформатор — Принцип работы электротехники

Электрический трансформатор — КПД и потери

В электрическом трансформаторе не используются движущиеся части для передачи энергии, что означает отсутствие трения и, следовательно, потерь на ветер.Однако электрические трансформаторы страдают от незначительных потерь меди и железа. Потери меди возникают из-за потерь тепла при циркуляции токов по медным обмоткам, что приводит к потере электроэнергии. Это самые большие потери в работе электрического трансформатора. Потери в железе вызваны запаздыванием магнитных молекул, находящихся внутри сердечника. Это отставание происходит в ответ на изменение магнитного потока, которое приводит к трению, и это трение производит тепло, которое приводит к потере мощности в сердечнике.Эти потери можно значительно уменьшить, если сердечник изготовлен из специальных стальных сплавов.

Интенсивность потерь мощности определяет КПД электрического трансформатора и выражается в потерях мощности между первичной и вторичной обмотками. Результирующий КПД затем рассчитывается как отношение выходной мощности вторичной обмотки к мощности, потребляемой первичной обмоткой. В идеале КПД электрического трансформатора составляет от 94% до 96%

Типы трансформаторов

Электрические трансформаторы можно разделить на различные категории в зависимости от их конечного использования, конструкции, поставки и назначения.

На основе проектирования
  • Трансформатор с сердечником Этот трансформатор имеет две горизонтальные секции с двумя вертикальными ветвями и прямоугольный сердечник с магнитной цепью. Цилиндрические катушки (ВН и НН) размещены на центральном плече трансформатора сердечника.
  • Корпус типа Трансформатор Трансформатор кожухового типа имеет двойную магнитную цепь и центральное плечо с двумя внешними ответвлениями.

На основе поставки
  • Однофазный Трансформатор Однофазный трансформатор имеет только один набор обмоток.Отдельные однофазные блоки могут дать те же результаты, что и трехфазные переключатели, когда они соединены внешне.
  • Трехфазный Трансформатор Трехфазный (или трехфазный) трансформатор имеет три набора первичных и вторичных обмоток, образующих группу из трех однофазных трансформаторов. Трехфазный трансформатор в основном используется для производства, передачи и распределения электроэнергии в промышленности.

По основанию назначения
  • Повышающий трансформатор
    Этот тип определяется количеством витков провода.Таким образом, если вторичный набор имеет большее количество витков, чем первичный, это означает, что напряжение будет соответствовать тому, которое образует базу повышающего трансформатора.
  • Понижающий трансформатор
    Этот тип обычно используется для понижения уровня напряжения в сети передачи и распределения электроэнергии, поэтому его механизм полностью противоположен повышающему трансформатору.

На основании использования
  • Силовой трансформатор
    Обычно используется для передачи электроэнергии и имеет высокий рейтинг.
  • Распределение трансформатор Этот электрический трансформатор имеет сравнительно более низкую мощность и используется для распределения электроэнергии.
  • Инструмент трансформатор Этот электрический трансформатор подразделяется на трансформаторы тока и напряжения.
    • Трансформатор тока
    • Трансформатор потенциала

Эти трансформаторы используются для реле и защиты приборов одновременно.

На основе охлаждения
  • Самоохлаждающиеся масляные трансформаторы Этот тип обычно используется в небольших трансформаторах мощностью до 3 МВА и предназначен для самоохлаждения за счет окружающего воздушного потока.
  • Масляные трансформаторы с водяным охлаждением В этом типе электрических трансформаторов используется теплообменник для облегчения передачи тепла от масла к охлаждающей воде.
  • С воздушным охлаждением (воздушное охлаждение) Трансформаторы В трансформаторах этого типа выделяемое тепло охлаждается с помощью нагнетателей и вентиляторов, которые заставляют циркулировать воздух по обмоткам и сердечнику.

Основные характеристики трансформатора

Все трансформаторы имеют общие черты, независимо от их типа:

  • Частота входной и выходной мощности одинаковая
  • Все трансформаторы используют законы электромагнитной индукции
  • Первичная и вторичная катушки не имеют электрического соединения (за исключением автотрансформаторов). Передача энергии осуществляется посредством магнитного потока.
  • Для передачи энергии не требуются движущиеся части, поэтому отсутствуют потери на трение или ветер, как в других электрических устройствах.
  • Потери, которые происходят в трансформаторах, меньше, чем в других электрических устройствах, и включают:
    • Потери в меди (потеря электроэнергии из-за тепла, создаваемого циркуляцией токов вокруг медных обмоток, считается самой большой потерей в трансформаторах)
    • Потери в сердечнике (потери на вихревые токи и гистерезис, вызванные запаздыванием магнитных молекул в ответ на переменный магнитный поток внутри сердечника)

Большинство трансформаторов очень эффективны, вырабатывая от 94% до 96% энергии при полной нагрузке.Трансформаторы очень большой мощности могут выдавать до 98%, особенно если они работают с постоянным напряжением и частотой.

Применение электрического трансформатора

Основные области применения электрического трансформатора:

  • Повышение или понижение уровня напряжения в цепи переменного тока.
  • Увеличение или уменьшение значения индуктивности или конденсатора в цепи переменного тока.
  • Предотвращение прохождения постоянного тока из одной цепи в другую.
  • Изоляция двух электрических цепей.
  • Повышение уровня напряжения на объекте выработки электроэнергии до того, как может произойти передача и распределение.

Общие применения электрического трансформатора включают насосные станции, железные дороги, промышленность, коммерческие предприятия, ветряные мельницы и энергоблоки.

Советы по поиску и устранению неисправностей электрического трансформатора

Использование мультиметра — лучший способ проверить и устранить неисправности в электрической цепи.

  1. Начните с проверки напряжения цепи, которую необходимо проверить.Этот шаг поможет вам определить тип лампочки, необходимой для сборки тестера цепей.
  2. Вырежьте 2 полосы из провода AWG 16 калибра , убедившись, что каждая из них имеет длину не менее 12 дюймов.
  3. Используйте инструмент для зачистки, чтобы удалить четверть внешнего пластика с обоих концов проводов и 1 дюйм внешнего пластика с двух других концов. Как только это будет сделано, скрутите оголенную проволоку, чтобы пряди соединялись.
  4. Присоедините два конца, с которых вы сняли 1/4 -го дюйма пластика, к клеммам патрона лампы.
  5. Вставьте лампочку в патрон и прикрепите два оставшихся конца провода к клеммам, которые вы хотите проверить.

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет. Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния. В нем хранится обширный перечень электрических разъемов, кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводных кабелей, предохранительных выключателей и т. Д.Он закупает электрические материалы у ведущих компаний по всему миру. Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной продукции и современных решений в области электрического освещения. Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она имеет уникальную возможность предложить конкурентоспособную структуру ценообразования. Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Производство катушек и сердечников трансформатора

Каждый трансформатор Waukesha ® имеет конструкцию сердечника.Наши силовые трансформаторы средней и большой мощности имеют медные обмотки круглой формы и имеют сплошную дисковую и / или спиральную конструкцию. Это помогает обеспечить качество и надежность всей внутренней структуры трансформатора.

ТРАНСФОРМАТОР ОБМОТКА КАТУШКИ

Медный и легированный серебром медный магнитный провод или непрерывно транспонированный медный кабель используется для проводников обмоток на всех силовых трансформаторах Waukesha ® . Медный кабель с непрерывным транспонированием используется для минимизации потерь и температур горячих точек, а также для создания более компактной обмотки с улучшенными характеристиками короткого замыкания.

Все обмотки круглого, концентрического типа и обеспечивают максимальную стойкость к сквозным замыканиям. В обмотках высокого и низкого напряжения используются сплошные диски или спиральные обмотки. Эта конструкция обеспечивает максимальную прочность и устойчивость к коротким замыканиям, повышенную предсказуемость и более низкие температуры горячих точек при нагрузке и перегрузке.

Многожильные сплошные дисковые и спиральные обмотки перемещены по всей обмотке, чтобы минимизировать потери циркулирующего тока.Современные методы проектирования используются для обеспечения максимальной импульсной прочности обмоток и сведения к минимуму напряжений. Особое внимание при проектировании уделяется концевым дискам линии для управления распределением напряжения.

Методы балансировки

ампер-виток используются для минимизации радиального потока утечки и для минимизации сил осевого короткого замыкания. Чтобы гарантировать характеристики короткого замыкания, обмотки производятся с соблюдением строгих проектных допусков на электрическую высоту обмотки катушки, расположение отводов и расположение распределительных секций.

Охлаждающие каналы образованы между дисками в непрерывно-дисковых и спиральных обмотках с помощью радиальных шпоночных прокладок, изготовленных из специальной изоляции из плотного картона. Эти прокладки выровнены в колонну для обеспечения осевой поддержки обмоток и высокой прочности при коротком замыкании.

Все обмотки производятся в чистой намоточной среде. Эта изолированная «фабрика на фабрике» находится под контролем влажности и температуры 24 часа в сутки с контролируемым доступом для минимизации загрязнения.

КОНСТРУКЦИЯ ЯДРА ТРАНСФОРМАТОРА

Во всех трансформаторах Waukesha ® используется конструкция сердечника. Сердечники изготавливаются из холоднокатаной кремнистой стали с ориентированной зернистой структурой с высокой проницаемостью, доменной очистки марки «H» (в некоторых областях применения используется сталь марки «M»). Отжиг всей стержневой стали после продольной резки обеспечивает оптимальные характеристики потерь.

В конструкции сердечника

используется многоступенчатое круглое поперечное сечение с полностью скошенными стыками.Нарезанные по длине ламинаты на специальных высокоскоростных автоматических ножницах с компьютерным управлением с высокой точностью размеров обеспечивают плотное прилегание стыков с минимальными зазорами, чтобы минимизировать потери в сердечнике, возбуждающий ток и уровни шума.

Изоляция сердечника от корпуса и подключение к заземлению только в одной точке предотвращает накопление статических зарядов. Заземление в одной точке также устраняет циркулирующие токи и связанное с ними образование горючего газа. Ремень заземления выводится в удобное место рядом с отверстием для доступа на крышке или через втулку на крышке резервуара, чтобы облегчить испытание изоляции жилы.

После укладки двухкомпонентной эпоксидной смолы, чтобы связать стержни сердечника вместе, затем устанавливают бандаж для образования жесткой конструкции. Прочные стальные концевые рамы обеспечивают полную структуру сердечника с высокой механической прочностью, чтобы выдерживать большие нагрузки во время транспортировки или в условиях короткого замыкания без деформации сердечника или обмоток.

СЕРДЕЧНИК ТРАНСФОРМАТОРА И КАТУШКА ТРАНСФОРМАТОРА В СБОРЕ — СОСТАВЛЕНИЕ ИХ ВМЕСТЕ

После того, как сердечники соединены вместе и выровнены вверх, а катушки намотаны, обработаны, спрессованы и измерены, самое время собрать их вместе в процессе, называемом «посадка катушек».На каждую ветвь или ветвь сердечника будет помещено от 2 до 5 обмоток, после чего весь сердечник и катушка в сборе проходят тщательную очистку и тщательный осмотр перед тем, как перейти к операции прессования, которая способствует окончательной сборке сердечника. .

После того, как сборка находится под давлением, она очищается и снова проверяется, а затем проходит процесс, называемый верхним ярмом, при котором сталь верхнего ярма прикрепляется к конечностям с очень жесткими допусками, чтобы гарантировать отсутствие проблем с потерями в сердечнике на испытательном полу.По завершении верхнего ярма агрегат «втягивается». Эта процедура «втягивания» включает в себя затягивание зажимов сердечника на стали, затягивание лент ярма и добавление всей дополнительной изоляции, необходимой в конструкции. Точные, предварительно рассчитанные методы зажима узла сердечника и катушки вместе обеспечивают положительное зажимное давление на катушки в каждой точке и обеспечивают максимальную защиту от сквозных коротких замыканий, независимо от того, насколько сухим может стать трансформатор во время эксплуатации.

Предварительно собранные конструкции с планками и выводами (деревянные рамы с изолированным кабелем и, часто, с установленным на них переключателем ответвлений без напряжения) теперь прикрепляются к сборке.Все соединения обжимаются и наматываются в соответствии с техническими условиями, причем каждый обжим подписывается оператором для целей аудита качества; Особая осторожность проявляется при обертывании гофр, чтобы минимизировать диэлектрические напряжения. После того, как все соединения выполнены, сборка снова регулируется и снова испытывается, проверяется, а затем переводится в паровую фазу.

Силовые трансформаторы — конструкция и применение

Силовые трансформаторы увеличивают или уменьшают величину напряжения и тока в энергосистеме.Это преобразование происходит из-за принципа индукции Фарадея и изменения ампер-витков (или витков обмотки). Обратите внимание, передаваемая мощность остается прежней (за вычетом нескольких потерь в сердечнике и меди).

Конструкция трансформатора

Силовой трансформатор состоит из 6 основных компонентов.

  • Сердечник
  • Обмотка
  • Втулки
  • Устройство РПН
  • Бак
  • Охлаждение

Как энергетик, понимание конструкции компонентов означает, что вы можете правильно указать трансформаторы.

Конструкция сердечника

Для чего нужен сердечник трансформатора?

Ядро служит посредником. Поскольку первичная и вторичная обмотки электрически изолированы, сердечник поддерживает процесс индукции, обеспечивая путь для движения магнитного потока от первичной обмотки ко вторичной. Для поддержки этой миссии он должен правильно выполнять две вещи
— Обеспечивать хорошую магнитную проницаемость.
— Минимизируйте утечку флюса.
Для этого используются многослойные листы из холоднокатаной стали с ориентированной зернистостью (CRGO).

Сердечник трансформатора — сталь CRGO. Пластины предотвращают возникновение вихревых токов. В чем разница между трансформатором с сердечником и трансформатором с оболочкой?

Ламинированные листы формуются либо в стержневом, либо в оболочковом типе. Обратите внимание на их различия на изображениях ниже.

Рисунок 1: Формы строительства. Изображение предоставлено — Справочник по электрическим T&D инженерам Westinghouse.
  • Трансформатор с сердечником. Обратите внимание, как обмотки герметизируют сердечник (ламинированные листы).
  • Другой 5-контактный трансформатор с сердечником.
Почему трансформатор с оболочкой лучше, чем трансформатор с сердечником?

Трансформатор кожухового типа, хотя и дорогой в изготовлении (из-за дополнительного материала), лучше, чем трансформатор с сердечником, по следующим причинам.
1. Обеспечивает высокую способность выдерживать токи короткого замыкания. По сути, ламинированные листы металла вокруг обмоток скрепляют их, когда они изгибаются или скручиваются во время короткого замыкания.
2.Внешние ответвления обеспечивают дополнительный путь для потока утечки. Без этого пути эвакуации, как и в случае сердечника, происходит локальный перегрев.
3. Он лучше выдерживает скачки напряжения благодаря чередованию дисковых обмоток (поясняется ниже).

Конструкция обмотки

Как устроены обмотки трансформатора?

Обмотки проводят ток. Таким образом, вы можете увеличить индуцированное напряжение за счет увеличения витков вокруг сердечника и уменьшить напряжение за счет уменьшения витков.

Для первичной и вторичной обмоток использование непрерывно транспонированного проводника (CTC) обеспечивает высокую механическую стабильность (за счет компенсации магнитных полей).Для третичных или стабилизирующих обмоток используется плоский медный проводник.

  • Непрерывный транспонированный провод CTC
  • Плоский медный провод
  • Метод поворота обмотки трансформатора. Слоистые и спиральные обмотки обычно используются для третичных обмоток. Дисковые обмотки обычно используются в первичных и вторичных обмотках.
Как помогает чередование обмоток трансформатора?

Хотя обмотки можно просто вращать по спирали вокруг сердечника, чередование витков (см. Изображение) создает мини-конденсаторы, которые помогают устранить скачок входящего напряжения и скрыть его в обмотках.Вставка экранированного провода (плоской меди) между витками — еще один способ отвода перенапряжения.

Установка обмотки трансформатора для защиты от скачков напряжения Как выполняется изоляция обмоток трансформатора?

Для отвода тока каждый дюйм меди изолирован (крафт-бумага): между витками, между обмоткой НН и сердечником, между обмоткой ВН и обмоткой НН, между обмоткой ВН и сердечником.

  • Вторичная обмотка на многослойных листах с сердечником
  • Обратите внимание на изоляцию между витками, между катушками и между катушкой и рамой (вверху).Также обратите внимание на экранированный провод.

Конструкция ввода

Для чего нужен ввод на трансформаторе? Втулки

обеспечивают прохождение тока от проводника под напряжением (высокого напряжения) к обмоткам внутри резервуара (без подачи питания на резервуар). Вам следует иметь в виду две точки соприкосновения. Один, вверху, куда приземляется дирижер. Фарфоровый изолятор поддерживает межфазный зазор. Во-вторых, внутри ввода мини-конденсаторы, созданные из бумаги и фольги, поддерживают зазор (конденсаторы снижают напряжение).Этот тип ввода называется емкостным или конденсаторным. Это типично для трансформаторов с напряжением высокого, сверхвысокого и сверхвысокого напряжения. При средних напряжениях и ниже втулки из смолы (сухие) являются альтернативой.

Втулка конденсатора трансформатора. Обратите внимание, как больше слоев появляется по мере приближения к фланцу бака трансформатора. Это причина того, что у основания есть небольшая выпуклость. Втулка из пластмассы (сухая). Узнайте больше на ABB.

Конструкция устройства РПН

Какова цель устройства РПН?

По мере увеличения или уменьшения нагрузки напряжение на подстанции соответственно уменьшается или увеличивается.Чтобы поддерживать стабильное напряжение, количество витков обмотки может быть добавлено или удалено (помните, что добавление вторичных витков увеличивает напряжение или наоборот). Это функция устройства РПН — стабилизация напряжения путем изменения оборотов. Обмотки устройства РПН остаются в основном баке (вокруг сердечника), в то время как оператор и его аксессуары устанавливаются в отдельном отсеке.

Что входит в устройство РПН?

Между каждым ответвлением внутри трансформатора существует разность потенциалов в сотни вольт.Таким образом, когда вы подключаете или разрываете соединение отвода, искрение устраняется с помощью вакуумных выключателей. Когда вы соединяете два положения ответвлений, разность потенциалов управляет циркулирующим током. Превентивный автотрансформатор действует как индуктор, ограничивая броски тока, связанные с циркулирующим током. Это ваш РПН реактивного типа. Другой вариант — резистивный РПН.

  • Вакуумные выключатели (белые баллоны) на LTC
  • Механизм переключения
  • Превентивный автотрансформатор регулирует пусковой ток при перекрытии двух положений ответвлений
ABB VRLTC реактивный переключатель нагрузки.Подробнее о том, как это работает: URL.

Дизайн резервуара

Дизайн резервуара — это то, где вы проявляете творческий подход, чтобы соответствовать требованиям местоположения и проекта. Вы можете указать вводы с любой стороны, установить системы охлаждения, снизить уровень шума с помощью уникальной панели резервуара, выбрать изолированные фазовые шинопроводы — отдельные или несегрегированные шинные каналы и т. Д.

Еще одно важное проектное решение — выбрать три однофазных или один трехфазный трансформатор. Повышающие трансформаторы генераторов на крупных электростанциях, трансформаторы на подстанциях сверхвысокого напряжения идут по трехфазному маршруту.

Три однофазных трансформатора имеют каждый блок изолирован от другого и, таким образом, обеспечивают непрерывность обслуживания при выходе из строя одного блока. Одиночный трехфазный трансформатор, будь то сердечник или оболочка, не будет работать даже при отключении одной батареи. Однако этот трехфазный трансформатор дешевле в производстве, занимает меньше места и работает относительно с более высоким КПД.

Конструкция системы охлаждения

Как отводится тепло внутри бака?

При протекании тока в медной обмотке выделяется тепло.Вихревой ток и ток возбуждения в сердечнике выделяют тепло. Минеральное масло извлекает это тепло. Обычно естественный конвекционный поток масла отводит тепло: горячее масло поднимается вверх -> движется к радиаторам -> масло охлаждается, оседает и перемещается в основной бак -> масло снова нагревается и поднимается (процесс повторяется).

Для улучшения охлаждения прикрепите группу вентиляторов к радиаторам или теплообменникам. Для дальнейшего улучшения, принудительно перемещайте масло (через резервуар или обмотки) с помощью насосов.

Поскольку масло может поглощать влагу / кислород / мусор, система консервации масла или фильтрации помогает продлить срок службы трансформатора.

Для чего нужен бак-расширитель?

Масло расширяется и сжимается под нагрузкой трансформатора. Поскольку бак герметичен и находится под вакуумом, объем масла контролируется двумя способами.
Метод 1. Используйте бак расширителя. Основной бак полностью заполнен. Излишки масла проливаются в этот резервуар.
Метод 2: Основной бак на не заполнен полностью на (но сердечник и обмотки погружены в воду). «Одеяло» из газообразного азота заполняет пустоту наверху. По мере расширения нефти выделяется газ.Когда он сжимается, внешний баллон с азотом заполняет газ.

Может ли трансформатор работать сверх номинальных значений, указанных на паспортной табличке?

Мощность трансформатора ограничена номинальной тепловой мощностью. Это означает, что трансформатор может работать сверх своего номинального значения в МВА, пока температура его верхнего масла остается в пределах 65 ° C, превышающей температуру окружающей среды (см. Стандарт IEEE C57.12.00-2015). Например, если температура окружающей среды составляет 45 ° C, трансформатор может быть доведен до значения менее 45 ° C + 65 ° C = 110 ° C.

Не рекомендуется длительная перегрузка трансформатора из-за насыщения его сердечника (более высокие потери), сокращения срока службы и ухудшения изоляции обмотки.

Трансформатор с расширительным баком. Когда масло расширяется, оно сжимает мешок, выпуская воздух. Когда он сжимается, обезвоженный воздух заполняет мешок. Таким образом, трансформатор может «дышать», будучи полностью герметичным.

Соединение обмоток трансформатора

Когда катушки установлены, три первичные обмотки и три вторичные обмотки могут быть соединены треугольником или звездой (или звездой).Один из таких вариантов показан ниже.

Подключение трансформатора звезда-треугольник. Обратите внимание, жилы изображены в виде квадратов. Это сделано для визуализации соединений звезда-треугольник. На самом деле первичная и вторичная обмотки находятся на одной ветви.

Хотя может показаться, что вы замыкаете накоротко, привязав один конец катушки к заземлению нейтрали (звездой) и привязав одну катушку к другой (треугольником), это не так. Эти связи работают по закону Ленца.

Использование любой комбинации: треугольник-звезда, звезда-треугольник, звезда-звезда или дельта-треугольник оказывает огромное влияние на конструкцию энергосистемы.Так что выбор подключения имеет решающее значение.

Преимущества трансформатора «звезда-земля»

  • Обеспечивает экономию изоляции, что приводит к снижению затрат на трансформатор.
  • Упрощенная фазировка, т.е. отсутствие сдвига фаз — упрощает параллельное включение трансформаторов.

Недостатки трансформатора «звезда-земля»

  • Гармоники (нежелательные частоты) распространяются через трансформатор, потенциально вызывая радиопомехи.
  • Ток нулевой последовательности протекает через трансформатор.
  • Внешнее замыкание на землю вызывает отключение трансформатора (если соединение нейтрали допускает возврат тока короткого замыкания, тогда в зоне дифференциальной защиты входящий ток отличается от выходного тока).
  • Существует возможность по-разному нагружать фазы, что приводит к несбалансированной системе высокого напряжения.

Преимущества трансформатора «звезда-треугольник»

  • Поскольку обмотка треугольником улавливает ток нулевой последовательности, можно предположить, что реле на входе трансформатора треугольник-звезда срабатывает только при замыканиях на землю на стороне высокого напряжения.Это позволяет устанавливать очень чувствительные настройки звукоснимателя. Напротив, комбинация звезда-звезда пропускает ток нулевой последовательности, что затрудняет оценку места повреждения. Одним словом, релейная защита улучшена.

Недостатки трансформатора треугольник-звезда-земля

  • Из-за фазового сдвига, связанного с этими трансформаторами, необходимо уделять больше внимания конструкции. При параллельном подключении и подключении трансформатора тока возникают потенциальные ошибки.
  • Высокая стоимость изоляции приводит к дорогостоящему трансформатору.

Дополнительные сведения о плюсах и минусах различных конфигураций обмоток можно найти в статье General Electric под названием «Почему лучше».

Чтобы охватить преимущества каждой комбинации, силовой трансформатор может быть изготовлен с тремя наборами обмоток (вместо двух), обычно с первичной звездой, вторичной звездой и третичным треугольником.

Третичный треугольник и его применение

В трехобмоточном трансформаторе звезда-звезда-треугольник треугольная третичная обмотка позволяет подключать:

  • Блок конденсаторов — для коррекции напряжения или коэффициента мощности
  • Реакторы — для предотвращения напряжения от выпуклости (эффект Ферранти) на линиях сверхвысокого напряжения в условиях малой нагрузки.
  • Подстанционный трансформатор — питание переменного тока для оборудования внутри подстанции
  • С точки зрения защиты и управления он улавливает ток нулевой последовательности (замыкание на землю). Если вы вставите трансформатор тока в третичную обмотку, вы можете измерить этот ток. Поскольку эта обмотка также улавливает 3-е гармоники, она называется стабилизирующей обмоткой.
  • Третичные треугольники индуцируют ток только в одном направлении, независимо от того, где происходит короткое замыкание — со стороны высокого или низкого уровня. Таким образом, направленное реле может быть поляризовано с использованием третичного трансформатора тока треугольника.

Как заземление трансформатора влияет на конструкцию энергосистемы

Не вдаваясь в подробности, для экономии затрат и безопасности соединение звездой является предпочтительным соединением для передачи высокого напряжения. В этом сценарии общая точка — нейтраль — заземлена. Это приводит к снижению напряжения между фазой и нейтралью или между фазой и землей в 1 / sqrt (3). Вы не получите этого снижения при подключении по схеме «треугольник» (без заземления).

Имеет смысл использовать трансформатор треугольник-звезда только рядом с генерирующей станцией, где треугольник подключается к клеммам генератора, а звезда подключается к высоковольтным линиям электропередачи. При заземлении звездой со стороны высокого напряжения обмотка трансформатора может быть изолирована для более низких напряжений (фаза-земля). Система передачи также будет иметь более низкие требования к изоляции. Это обеспечивает огромную экономию затрат на проектирование и строительство системы передачи.

Токовый путь замыкания на землю

Однако заземление нейтрали трансформатора имеет недостаток. Когда одна линия или все три линии на стороне звезды замыкаются накоротко на землю, заземленная нейтраль трансформатора служит обратным путем для тока короткого замыкания. Эти токи короткого замыкания, если их не устранить за доли секунды, могут серьезно повредить трансформатор и все подключенное к нему оборудование. Токи замыкания на землю также богаты токами третьей гармоники. Третья гармоника в линии передачи нарушает все каналы связи (например, несущая линии электропередачи — ретрансляция пилот-сигнала) в непосредственной близости.

Но не все потеряно с комбинацией звезда-треугольник / треугольник-звезда (из-за заземления нейтрали). Соединение треугольником обеспечивает высокий импеданс для третьей гармоники и улавливает ток замыкания на землю, тем самым предотвращая его распространение с одной стороны на другую.

Сводная информация
  • Трансформаторы треугольником: применяются на электростанциях и центрах нагрузки.
  • Трансформаторы звезда-звезда-треугольник: применяются на передающих подстанциях (765 кВ, 500 кВ, 345 кВ).
  • Заземление нейтрали обеспечивает более высокие токи замыкания на землю, однако экономия средств за счет более низких требований к изоляции делает заземление нейтрали приемлемым.

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Силовые трансформаторы

  • Изучив этот раздел, вы сможете описать:
  • • Отводы.
  • • Силовые трансформаторы с многослойным и тороидальным сердечником.
  • • Изоляция.
  • • Автотрансформаторы.
  • • Импульсные трансформаторы питания.
  • • Неисправности трансформатора.

Рис. 11.3.1 Силовой трансформатор с ламинированным сердечником.

Силовые трансформаторы с ламинированным сердечником

Задача силового трансформатора в электронной системе состоит в том, чтобы обеспечить эту систему несколькими источниками переменного тока различных напряжений и подходящих значений тока от высокого напряжения электроснабжения общего пользования.Кроме того, может потребоваться электрическая изоляция между электронной схемой и внешним источником питания общего пользования. Типичная конструкция силового трансформатора с многослойным сердечником показана на рис. 11.3.1.

Сердечник из тонкой стальной пластинки E и I используется для уменьшения воздействия вихревых токов. Они зажимаются вместе, и первичная и вторичная обмотки намотаны на каркас, расположенный вокруг центрального плеча сердечника. Обмотки могут быть разделены, как показано, или, часто, для большей эффективности, намотаны концентрически слоями (первичная, вторичная, первичная, вторичная и т. Д.).Трансформаторы часто изготавливаются специально для конкретного приложения или оборудования, в котором они используются. Поэтому для правильной идентификации обмоток может потребоваться ссылка на данные производителя.

Рис. 11.3.2 Принципиальная схема силового трансформатора


с ответвлениями.

Отводы.

Чтобы трансформаторы могли подавать ряд вторичных напряжений в различные части цепи, силовые трансформаторы обычно имеют «ответвленные обмотки». То есть обмотки разделяются на различные секции с использованием ряда соединений, выведенных из одной обмотки, каждое из которых имеет определенное количество витков вдоль обмотки, как показано на схематической диаграмме символов Рис.3.2 ниже.

Это обеспечивает выбор различных соотношений витков между первичной и вторичной обмотками, что позволяет использовать разные входные напряжения и получить диапазон разных выходных напряжений.

При использовании обмотки с центральным отводом, например 9В 0В 9В, может быть обеспечен сбалансированный источник питания, дающий два равных напряжения (9В) противоположной полярности, или один источник питания 18В.

Тороидальные силовые трансформаторы

Рис. 11.3.3 Тороидальный силовой трансформатор

Популярная конструкция силовых трансформаторов основана на тороидальном сердечнике, показанном на рис. 11.3.3, (Тороид — это просто сердечник в форме ореха). Такая конструкция обеспечивает отличную связь между первичной и вторичной обмотками, поскольку обе катушки намотаны друг на друга вокруг одного и того же сердечника, а не отдельных обмоток, используемых на сердечниках трансформатора E-I. Потери на вихревые токи в тороидальном сердечнике сохраняются на низком уровне за счет изготовления сердечника из спиральной полосы из стали с ориентированной зернистостью или литья сердечника из материала сердечника феррита с высокой проницаемостью. Конструкция тороидального трансформатора, хотя обычно более дорогая, чем типы с многослойным стальным сердечником E-I-образной формы, тороидальный сердечник обеспечивает меньший и более легкий трансформатор, чем для данной номинальной мощности, вместе с более высоким КПД и меньшей утечкой магнитного поля вокруг трансформатора.

Изоляция.

Одним из преимуществ трансформаторов (кроме автотрансформаторов) является отсутствие электрического соединения между входной цепью, подключенной к первичной обмотке, и выходной цепью, соединенной с вторичной обмоткой; поэтому их можно использовать для гальванической развязки двух цепей.

Изолирующие трансформаторы

используются для обеспечения большей безопасности пользователей электрического оборудования, такого как наружные электроинструменты, и технических специалистов, обслуживающих оборудование, где возможно прикосновение к токоведущим проводам и компонентам, путем обеспечения входных и выходных клемм, которые электрически изолированы от главная цепь.

Большие разделительные трансформаторы обычно способны выдерживать выходную мощность около 250-500 ВА (вольт-амперы) без перегрузки. Их первичная обмотка подключена непосредственно к источнику питания, и для обеспечения выходного напряжения сети (или линии) их соотношение витков составляет 1: 1, как показано на рис. 11.3.4. Они также имеют заземленный металлический экран между первичной и вторичной обмотками для предотвращения прохождения переменного тока электростатическим (емкостным), а также индуктивной связи между двумя обмотками.

Рис. 11.3.4 Разделительный трансформатор сети.

Использование изолирующего трансформатора значительно снижает риск поражения электрическим током человека, одновременно касающегося токоведущего проводника и земли, поскольку вторичная цепь не имеет заземления и, следовательно, не имеет непрерывной цепи для протекания тока. Изолирующий трансформатор НЕ защищает от поражения электрическим током при прикосновении к фазе и нейтрали одновременно.

Изолирующие трансформаторы гораздо меньшего размера используются в оборудовании для передачи голоса и данных, таком как факсимильные аппараты и модемы, где их задачей является безопасная изоляция оборудования, которое в условиях неисправности может допускать наличие высокого напряжения на их интерфейсе с телефонной системой общего пользования.Они также используются для согласования импеданса входов и выходов оборудования с полными сопротивлениями телефонных линий.

Рис. 11.3.5 Принципиальная схема Автотрансформатора


.

Автотрансформаторы.

Это трансформатор особого типа, имеющий только одну обмотку. Он часто используется для преобразования между различными сетевыми (линейными) напряжениями, что позволяет использовать электрическое оборудование во всем мире. Одиночная непрерывная обмотка разделена на несколько «ответвлений», как показано на рис.11.3.5 для получения различных напряжений. Соответствующее количество витков обеспечивается между каждым ответвлением для создания необходимого напряжения на основе соотношения витков между полной обмоткой и ответвлением. Полезный метод расчета неизвестных напряжений на автотрансформаторе, если известно количество витков на различных ответвлениях, заключается в использовании метода вольт на виток, описанного на странице «Основные операции трансформатора». В отличие от обычного трансформатора с первичной и вторичной обмотками, автотрансформатор не обеспечивает развязки между входом и выходом.

Автотрансформаторы

также используются для обеспечения очень высоких напряжений, необходимых для таких приложений, как автомобильные системы зажигания и приводы электронно-лучевых трубок в ЭЛТ-телевизорах и мониторах.

Часть имени «Авто» в данном случае не означает «автоматический», но имеет значение «Один — действует самостоятельно», как в auto nomous.

Импульсные трансформаторы питания

Трансформаторы с многослойным сердечником в настоящее время менее распространены из-за использования импульсных источников питания (SMPS).Эти схемы работают на гораздо более высоких частотах, чем более старые источники питания 50-60 Гц. Помимо большей эффективности, SMPS имеют то преимущество, что многие компоненты в цепи источника питания могут быть физически намного меньше и легче, включая трансформатор. В трансформаторах SMPS, работающих на частоте около 500 кГц, как в примере на рис. 11.3.6 в телевизионном приемнике, вместо ламинированных сердечников используется феррит, поскольку потери в феррите на высоких частотах намного меньше, чем в ламинированных сердечниках. Сигналы, обрабатываемые трансформаторами в SMPS, помимо того, что являются высокочастотными, обычно имеют прямоугольную форму.Из-за этого они будут содержать много гармоник на еще более высоких частотах. Это создает проблему из-за «скин-эффекта»; высокочастотные токи, протекающие по проводам, имеют тенденцию течь только по внешней обшивке проводов, что усложняет обычные вычисления площади поперечного сечения проводов. Поскольку эффективная площадь поперечного сечения изменяется в зависимости от частоты, соответственно изменяется и эффективная индуктивность обмотки. Кроме того, компоновка компонентов по отношению к трансформаторам SMPS требует тщательного проектирования, поскольку электромагнитные помехи на высоких частотах выше.

Рис. 11.3.6 Импульсный источник питания


Трансформатор.

Неисправности трансформатора

Трансформаторы обычно отличаются высокой надежностью; их очень высокий КПД означает, что в нормальных условиях небольшая мощность рассеивается в виде тепла (во многих компонентах это самый большой убийца!). Как и в случае с любым другим электронным устройством, именно те, которые работают с наибольшей мощностью, являются наименее надежными, поэтому силовые трансформаторы, особенно те, которые работают с высоким напряжением, более подвержены пробоям, чем трансформаторы других типов.

Перегрев, вызванный внутренней неисправностью или перегрузкой, может привести к опасным ситуациям, вплоть до полного «расплавления». По этой причине многие силовые трансформаторы могут быть оснащены плавким предохранителем или автоматическим выключателем. В маловероятном случае выхода этого устройства из строя первичная обмотка обычно оказывается разомкнутой. Часто бывает сложно или невозможно удалить и / или отремонтировать предохранитель, который находится глубоко внутри обмоток. Это также очень вероятно неразумно, поскольку трансформатор перегреется по одной из двух возможных причин:

  • 1.Трансформатор был серьезно перегружен в течение длительного времени; в этом случае могло произойти внутреннее повреждение изоляции. Самый безопасный вариант — заменить трансформатор.
  • 2. В трансформаторе произошло внутреннее короткое замыкание. Это означает, что нарушена изоляция между двумя витками обмотки. В результате получается обмотка с одним витком. Коэффициент трансформации сейчас огромен! Представьте трансформатор с 1000 витками на первичной обмотке и 100 витками на вторичной обмотке, имеющей короткое замыкание на вторичной обмотке.Передаточное число только что изменилось с 10: 1 до 1000: 1! Результат — очень низкое вторичное напряжение, но огромный ток. В этом случае опять же единственное решение — замена.

Единственная неисправность, с которой я лично столкнулся с какой-либо регулярностью за 26 лет обслуживания электроники, — это пробой изоляции на трансформаторах очень высокого напряжения; тип, используемый для генерации нескольких тысяч вольт в телевизионных приемниках. Большинство из этих неисправностей произошло летом в субботу днем, причина? Люди, возвращающиеся из отпуска, часто делали это в субботу днем, а телевизор не использовался в течение недели или более.За это время влага проникла в обмотки трансформатора, и когда снова было приложено высокое напряжение, возникла дуга, и трансформатор сразу же замкнул виток.

При любой неисправности, в которой подозревается трансформатор (любого типа), вероятность того, что он является виновником, очень низка в списке вероятностей.

Основы трансформаторов | EC&M

Когда в конце 1800-х годов переменный ток (AC) преобладал над постоянным (DC), одним из решающих факторов была необходимость повышать и понижать уровни напряжения во всей энергосистеме, чтобы сделать систему эффективной и безопасной.Нет простого способа изменить уровни постоянного напряжения. Благодаря изменяющемуся во времени магнитному полю система переменного тока позволяет использовать трансформатор для изменения уровней напряжения по мере необходимости.
Как работают трансформаторы

Базовый трансформатор состоит из двух наборов катушек или обмоток. Каждый набор обмоток представляет собой просто индуктор. Напряжение переменного тока подается на одну из обмоток, называемую первичной обмоткой. Другая обмотка, называемая вторичной обмоткой, расположена в непосредственной близости от первичной обмотки, но электрически изолирована от нее.

Показан типичный однофазный двухобмоточный силовой трансформатор.

Переменный ток, протекающий через первичную обмотку, создает изменяющийся во времени магнитный поток, часть которого соединяется со вторичной обмоткой и индуцирует на ней напряжение. Величина этого напряжения пропорциональна отношению числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки. Это известно как «коэффициент трансформации».

Чтобы максимизировать потокосцепление с вторичной цепью, часто используется железный сердечник, чтобы обеспечить путь с низким сопротивлением для магнитного потока.Полярность обмоток описывает направление, в котором катушки были намотаны на сердечник. Полярность определяет, является ли поток, создаваемый одной обмоткой, аддитивным или вычитающим по отношению к потоку, создаваемому другой обмоткой. Базовый двухобмоточный трансформатор показан на рисунке выше.

Трансформаторы трехфазные

Базовый трехфазный трансформатор состоит из трех наборов первичных обмоток, по одному на каждую фазу, и трех наборов вторичных обмоток, намотанных на один и тот же железный сердечник.Можно использовать отдельные однофазные трансформаторы и подключать их внешне для получения тех же результатов, что и у трехфазного блока.

Первичные обмотки подключаются одним из нескольких способов. Две наиболее распространенные конфигурации — это треугольник, в котором полярный конец одной обмотки соединен с неполярным концом следующей, и звезда, в которой все три неполярных (или полярных) конца соединены вместе. Аналогично подключаются вторичные обмотки. Это означает, что первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора могут быть подключены одинаково (треугольник-треугольник или звезда-звезда) или по-разному (треугольник-звезда или звезда-треугольник).Важно помнить, что формы сигналов вторичного напряжения совпадают по фазе с формами сигналов первичной обмотки, когда первичная и вторичная обмотки подключены одинаково. Это состояние называется «отсутствие фазового сдвига». Но когда первичная и вторичная обмотки подключены по-разному, формы сигналов вторичного напряжения будут отличаться от соответствующих форм сигналов первичного напряжения на 30 электрических градусов. Это называется фазовым сдвигом на 30 °. Когда два трансформатора соединены параллельно, их фазовые сдвиги должны быть одинаковыми; в противном случае при подаче напряжения на трансформаторы произойдет короткое замыкание.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор — это трансформатор с электрическим соединением между первичной и вторичной обмотками. Автотрансформаторы имеют значительно большую мощность МВА на фунт сердечника и проводника обмотки, чем стандартные силовые трансформаторы, но ограничены малым соотношением витков — в идеале 2: 1.

Несмотря на то, что конструкции различных трансформаторов сильно различаются, их основная работа остается неизменной.

Трансформаторы специальные

Трансформаторы могут иметь более двух обмоток на фазу.Эти конструкции помогают снизить уровни тока короткого замыкания. Другие трансформаторы были созданы для работы при относительно низких напряжениях, но чрезвычайно высоких токах. Трансформаторы дуговых печей попадают в эту категорию и могут иметь номинальный вторичный ток свыше 150 000 А. Регулирующие трансформаторы предназначены для поддержания вторичного напряжения в определенных пределах при колебаниях первичного напряжения. Трансформаторы также могут быть сконструированы для сдвига фазы на определенную величину для управления потоком реальной мощности в сетевой системе.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *