Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Трансформатор



План:


Введення

Трансформатор (від лат. transformo - Перетворювати) - електричний апарат, що складається з набору індуктивно пов'язаних обмоток на якомусь магнітопроводі або без нього і призначений для перетворення за допомогою електромагнітної індукції однієї або декількох систем змінного струму в одну або декілька інших систем змінного струму без зміни частоти систем (системи) змінного струму [1].

Трансформатор здійснює перетворення напруги змінного струму та / або гальванічну розв'язку в самих різних областях застосування - електроенергетиці, електроніці і радіотехніці.

Конструктивно трансформатор може складатися з однієї ( автотрансформатор) або декількох ізольованих дротяних, або стрічкових обмоток (котушок), охоплюються загальним магнітним потоком, намотаних, як правило, на магнітопровід (сердечник) з феромагнітного магніто-м'якого матеріалу.


1. Історія

Для створення трансформаторів необхідно було вивчення властивостей матеріалів: неметалічних, металевих і магнітних, створення їх теорії. [2]

Столєтов Олександр Григорович (професор МУ) зробив перші кроки в цьому напрямку - виявив петлю гістерезису і доменну структуру феромагнетика (1880-е). [2]

Брати Гопкинсон розробили теорію електромагнітних ланцюгів. [2]

В 1831 англійським фізиком Майклом Фарадеєм було відкрито явище електромагнітної індукції, лежаче в основі дії електричного трансформатора, при проведенні ним основоположних досліджень в області електрики.

Схематичне зображення майбутнього трансформатора вперше з'явилося в 1831 в роботах Фарадея і Генрі. Проте ні той, ні інший не відзначали в своєму приладі такої властивості трансформатора, як зміна напружень і струмів, тобто трансформація змінного струму [3].

У 1848 році французький механік Г. Румкорфа винайшов індукційну котушку особливої ​​конструкції. Вона стала прообразом трансформатора. [2]

30 листопада 1876 ​​, дата отримання патенту Яблочкова Павлом Миколайовичем, вважається датою народження першого трансформатора. Це був трансформатор з розімкненим сердечником, який представляв собою стрижень, на який намотувалися обмотки.

Перші трансформатори із замкнутими сердечниками були створені в Англії в 1884 братами Джоном і Едуардом Гопкинсон [3]. У 1885 р. угорські інженери фірми "Ганц і К " Отто Блаті, Карой Циперновський і Мікша Дері винайшли трансформатор із замкнутим магнітопроводом, який зіграв важливу роль в подальшому розвитку конструкцій трансформаторів.

Велику роль для підвищення надійності трансформаторів зіграло введення масляного охолодження (кінець 1880-х років, Д.Свінберн). Свінберн поміщав трансформатори в керамічні судини, наповнені маслом, що значно підвищувало надійність ізоляції обмоток. [4]

З винаходом трансформатора виник технічний інтерес до змінного току. Російський електротехнік Михайло Осипович Доліво-Добровольський у 1889 р. запропонував трифазну систему змінного струму з трьома проводами (трифазна система змінного струму з шістьма проводами винайдена Ніколою Тесла, патент США № 381968 від 01.05.1888, заявка на винахід № 252132 від 12.10.1887), побудував перший трифазний асинхронний двигун з короткозамкненою обмоткою типу "біляча клітка" і трифазної обмоткою на роторі (трифазний асинхронний двигун винайдений Ніколою Тесла, патент США № 381968 від 01.05.1888, заявка на винахід № 252132 від 12.10.1887), перший трифазний трансформатор з трьома стержнями муздрамтеатру , розташованими в одній площині. На електротехнічної виставці у Франкфурті-на-Майні в 1891 р. Доліво-Добровольський демонстрував досвідчену високовольтну електропередачу трифазного струму протяжністю 175 км. Трифазний генератор мав потужність 230 кВт при напрузі 95 В.

1928 можна вважати початком виробництва силових трансформаторів в СРСР, коли почав працювати Московський трансформаторний завод (згодом - Московський електрозавод). [5]

На початку 1900-х років англійський дослідник-металург Роберт Хедфілд провів серію експериментів для встановлення впливу добавок на властивості заліза. Лише через кілька років йому вдалося поставити замовникам першу тонну трансформаторної сталі з добавками кремнію. [6]

Наступний великий стрибок в технології виробництва сердечників був зроблений на початку 30-х років XX в, коли американський металург Норман П. Гросс встановив, що при комбінованому впливі прокатки і нагрівання у кременистої стали з'являються неабиякі магнітні властивості в напрямку прокатки: магнітне насичення збільшувалася на 50%, втрати на гістерезис скорочувалися в 4 рази, а магнітна проникність зростала в 5 разів. [6]


2. Базові принципи дії трансформатора

Схематичне пристрій трансформатора. 1 - первинна обмотка, 2 - вторинна

Робота трансформатора заснована на двох базових принципах:

  1. Змінюється в часі електричний струм створює змінюється в часі магнітне поле ( електромагнетизм)
  2. Зміна магнітного потоку, що проходить через обмотку, створює ЕРС в цій обмотці ( електромагнітна індукція)

На одну з обмоток, звану первинної обмоткою, подається напруга від зовнішнього джерела. Протікає по первинній обмотці змінний струм створює змінний магнітний потік в магнітопроводі. В результаті електромагнітної індукції, змінний магнітний потік в магнітопроводі створює у всіх обмотках, в тому числі і в первинної, ЕРС індукції, пропорційну першої похідної магнітного потоку, при синусоїдальному струмі зрушеної на 90 у зворотний бік по відношенню до магнітного потоку.

В деяких трансформаторах, що працюють на високих або надвисоких частотах, магнітопровід може бути відсутнім.


2.1. Закон Фарадея

ЕРС, створювана у вторинній обмотці, може бути обчислена за законом Фарадея, який свідчить, що:

U_ {2} = N_ {2} \ frac {d \ Phi} {dt}

Де

U 2 - Напруга на вторинній обмотці,
N 2 - число витків у вторинній обмотці,
Φ - сумарний магнітний потік, через один виток обмотки. Якщо витки обмотки розташовані перпендикулярно лініям магнітного поля, то потік буде пропорційний магнітному полю B і площі S через яку він проходить.

ЕРС, створювана в первинній обмотці, відповідно:

U_ {1} = N_ {1} \ frac {d \ Phi} {dt}

Де

U 1 - миттєве значення напруги на кінцях первинної обмотки,
N 1 - число витків у первинній обмотці.

Поділивши рівняння U 2 на U 1, отримаємо відношення [7] :

\ Frac {U_ {2}} {U_ {1}} = \ frac {N_ {2}} {N_ {1}}

2.2. Рівняння ідеального трансформатора

Ідеальний трансформатор - трансформатор, у якого відсутні втрати енергії на нагрів обмоток і потоки розсіювання обмоток [8]. В ідеальному трансформаторі всі силові лінії проходять через все витки обох обмоток, і оскільки змінюється магнітне поле породжує одну і ту ж ЕРС в кожному витку, сумарна ЕРС, індукована в обмотці, пропорційна повного числа її витків [9]. Такий трансформатор всю що надходить енергію з первинного кола трансформує в магнітне поле і, потім, в енергію вторинної ланцюга. В цьому випадку надходить енергія дорівнює перетвореної енергії:

P_ {1} = I_ {1} \ cdot U_ {1} = P_ {2} = I_ {2} \ cdot U_ {2}

Де

P 1 - миттєве значення надходить на трансформатор потужності, що надходить з первинної ланцюга,
P 2 - миттєве значення перетвореної трансформатором потужності, що надходить у вторинну ланцюг.

Поєднавши це рівняння з відношенням напружень на кінцях обмоток, отримаємо рівняння ідеального трансформатора:

\ Frac {U_ {2}} {U_ {1}} = \ frac {N_ {2}} {N_ {1}} = \ frac {I_ {1}} {I_ {2}}

Таким чином отримуємо, що при збільшенні напруги на кінцях вторинної обмотки U 2, зменшується струм вторинної ланцюга I 2.

Для перетворення опору одного ланцюга до опору інший, потрібно помножити величину на квадрат відносини. [10] Наприклад, опір Z 2 підключено до кінців вторинної обмотки, його наведене значення до первинного кола буде Z'_1 = Z_2 \! \ Left (\! \ Tfrac {N_1} {N_2} \! \ Right) ^ 2 \! \! . Дане правило справедливо також і для вторинної ланцюга: Z'_2 = Z_1 \! \ Left (\! \ Tfrac {N_2} {N_1} \! \ Right) ^ 2 \! \! .


2.3. Режим холостого ходу

Коли вторинні обмотки ні до чого не підключені (режим холостого ходу), ЕРС індукції в первинній обмотці практично повністю [11] компенсує напруга джерела живлення, тому струм через первинну обмотку невеликий. Для трансформатора з сердечником з магнітомягкого матеріалу (наприклад, феромагнітного матеріалу, наприклад, з трансформаторної сталі) струм холостого ходу характеризує величину втрат в осерді на вихрові струми і на гістерезис. Потужність втрат можна обчислити помноживши струм холостого ходу на напругу, що подається на трансформатор.

Для трансформатора без феромагнітного сердечника втрати на перемагнічування відсутні, а струм холостого ходу визначається опором індуктивності первинної обмотки, яке пропорційно частоті змінного струму та величиною індуктивності.

Векторна діаграма напруг і струмів в трансформаторі на холостому ходу при згодному включенні обмоток наведена в [12] на рис.1.6 б).

Напруга на вторинній обмотці в першому наближенні визначається законом Фарадея


2.4. Режим короткого замикання

У режимі короткого замикання, на первинну обмотку трансформатора подається змінна напруга невеликої величини, висновки вторинної обмотки з'єднують накоротко. Величину напруги на вході встановлюють таку, щоб струм короткого замикання дорівнював номінальному (розрахунковому) току трансформатора. В таких умовах величина напруги короткого замикання характеризує втрати в обмотках трансформатора, втрати на омічний опір. Потужність втрат можна обчислити помноживши напруга короткого замикання на струм короткого замикання.

Даний режим широко використовується в вимірювальних трансформаторах струму.


2.5. Режим з навантаженням

При підключенні навантаження до вторинної обмотці у вторинному ланцюзі виникає струм, який створює магнітний потік в магнітопроводі, спрямований протилежно магнітному потоку, створюваному первинної обмоткою. В результаті в первинної ланцюга порушується рівність ЕРС індукції і ЕРС джерела живлення, що призводить до збільшення струму в первинній обмотці до тих пір, поки магнітний потік не досягне практично колишнього значення.

Схематично, процес перетворення можна зобразити таким чином:

U_ {1} \ to I_ {1} \ to I_ {1} \ cdot N_ {1} \ to \ text {Ф} \ varepsilon_ {2} \ to I_ {2}

Миттєвий магнітний потік в магнітопроводі трансформатора визначається інтегралом за часом від миттєвого значення ЕРС у первинній обмотці і у випадку синусоїдальної напруги зсунутий по фазі на 90 по відношенню до ЕРС. Наведена у вторинних обмотках ЕРС пропорційна першої похідної від магнітного потоку і для будь-якої форми струму збігається за фазою і формі з ЕРС у первинній обмотці. Векторна діаграма напруг і струмів в трансформаторі з навантаженням при згодному включенні обмоток наведена в [12] на рис.1.6 в).


3. Теорія трансформаторів

3.1. Рівняння лінійного трансформатора.

Нехай i 1, i 2 - миттєві значення струму в первинної та вторинної обмотці відповідно, u 1 - миттєве напруга на первинній обмотці, R H - опір навантаження. Тоді

u_1 = L_1 {di_1 \ over dt} + L_ {12} {di_2 \ over dt} + i_1 R_1

L_2 {di_2 \ over dt} + L_ {12} {di_1 \ over dt} + i_2R_2 =-i_2R_H

Тут L 1, R 1 - індуктивність та активний опір первинної обмотки, L 2, R 2 - те ж саме для вторинної обмотки, L 12 - взаємна індуктивність обмоток. Якщо магнітний потік первинної обмотки повністю пронизує вторинну, тобто якщо відсутня поле розсіювання, то L_ {12} = \ sqrt {L_1 L_2} . Індуктивності обмоток у першому наближенні пропорційні квадрату кількості витків в них.

Ми отримали систему лінійних диференціальних рівнянь для струмів в обмотках. Можна перетворити ці диференціальні рівняння в звичайні алгебраїчні, якщо скористатися методом комплексних амплітуд.

Для цього розглянемо відгук системи на синусоїдальний сигнал u 1 = U 1 e-jω t (ω = 2π f, де f - частота сигналу, j - уявна одиниця). Тоді i 1 = I 1 e-jω t і т. д., скорочуючи експоненціальні множники отримаємо

U 1 =-jω L 1 I 1-jω L 12 I 2 + I 1 R 1

-Jω L 2 I 2-jω L 12 I 1 + I 2 R 2 = - I 2 Z н

Метод комплексних амплітуд дозволяє досліджувати не тільки чисто активну, а й довільну навантаження, при цьому досить замінити опір навантаження R н її імпедансом Z н. З отриманих лінійних рівнянь можна легко виразити струм через навантаження, скориставшись законом Ома - напруга на навантаженні, і т. п.


3.2. Т-подібна схема заміщення трансформатора.

Transeqv.png

На малюнку показана еквівалентна схема трансформатора з підключеним навантаженням, як він бачиться з боку первинної обмотки.

Тут T - коефіцієнт трансформації, L 12 - "корисна" індуктивність первинної обмотки, L 1п, L 2п - індуктивності первинної та вторинної обмотки пов'язані з розсіюванням, R 1п, R 2п - активні опори первинної і вторинної обмотки відповідно, Z н - імпеданс навантаження .


3.3. Втрати в трансформаторах

Ступінь втрат (і зниження ККД) в трансформаторі залежить, головним чином, від якості, конструкції і матеріалу "трансформаторного заліза" ( електротехнічна сталь). Втрати в сталі складаються в основному з втрат на нагрівання осердя, на гістерезис і вихрові струми. Втрати в трансформаторі, де "залізо" монолітне, значно більше, ніж у трансформаторі, де воно складено з багатьох секцій (так як в цьому випадку зменшується кількість вихрових струмів). На практиці монолітні сердечники не застосовуються. Для зниження втрат в магнітопроводі трансформатора магнітопровода може виготовлятися зі спеціальних сортів трансформаторної сталі з додаванням кремнію, який підвищує питомий опір заліза електричному струму, а самі пластини лакуються для ізоляції один від одного.


3.4. Режими роботи трансформатора

1. Режим холостого ходу. Даний режим характеризується розімкнутого вторинної ланцюгом трансформатора, внаслідок чого струм у ній не тече. За допомогою досвіду холостого ходу можна визначити ККД трансформатора, коефіцієнт трансформації, а також втрати в сталі.

2. Навантажувальний режим. Цей режим характеризується замкнутої на навантаженні вторинної ланцюга трансформатора. Даний режим є основним робочим для трансформатора.

3. Режим короткого замикання. Цей режим виходить в результаті замикання вторинної ланцюга накоротко. З його допомогою можна визначити втрати корисної потужності на нагрівання проводів в ланцюзі трансформатора. Це враховується в схемі заміщення реального трансформатора за допомогою активного опору.


3.5. Габаритна потужність

Габаритна потужність трансформатора описується наступною формулою:

P габ = (P 1 + P 2) / 2 = (U 1 I 1 + U 2 I 2) / 2

  • 1 - первинної обмотки
  • 2 - вторинної обмотки

Однак, це кінцевий результат. Або академічне визначення. Спочатку габаритна потужність, як випливає з назви, визначається габаритами сердечника і матеріалом, його магнітними та частотними властивостями.

3.6. ККД трансформатора

ККД трансформатора знаходиться за наступною формулою:

\ Eta = \ frac {1} {1 + \ frac {P_0 + P_L \ cdot n ^ 2} {P_2 \ cdot n}}

де

P 0 - втрати холостого ходу (кВт) при номінальній напрузі
P L - навантажувальні втрати (кВт) при номінальному струмі
P 2 - активна потужність (кВт), що подається на навантаження
n - відносна ступінь навантаження (при номінальному струмі n = 1).

4. Види трансформаторів

Трансформатор
Щоглова трансформаторна підстанція з трифазним знижувальним трансформатором

4.1. Силовий трансформатор

Силовий трансформатор - трансформатор, призначений для перетворення електричної енергії в електричних мережах і в установках, призначених для прийому і використання електричної енергії.

4.2. Автотрансформатор

Автотрансформатор - варіант трансформатора, в якому первинна та вторинна обмотки з'єднані безпосередньо, і мають за рахунок цього не тільки електромагнітну зв'язок, а й електричну. Обмотка автотрансформатора має декілька висновків (як мінімум 3), підключаючись до яких, можна отримувати різні напруги. Перевагою автотрансформатора є більш високий ККД, оскільки лише частина потужності піддається перетворенню - це особливо істотно, коли вхідна і вихідна напруги відрізняються незначно. Недоліком є ​​відсутність електричної ізоляції (гальванічної розв'язки) між первинною і вторинною ланцюгом. Застосування автотрансформаторів економічно виправдано замість звичайних трансформаторів для з'єднання ефективно заземлених мереж з напругою 110 кВ і вище при коефіцієнтах трансформації не більше 3-4.Существенним є менша витрата стали для сердечника, міді для обмоток, меншу вагу і габарити, і в результаті - менша вартість .


4.3. Трансформатор струму

Трансформатор струму - трансформатор, який живиться від джерела струму. Типове застосування - для зниження первинного струму до величини, яка використовується в ланцюгах вимірювання, захисту, управління і сигналізації. Номінальне значення струму вторинної обмотки 1А, 5А. Первинна обмотка трансформатора струму включається в ланцюг з вимірюваним змінним струмом, а у вторинну включаються вимірювальні прилади. Струм, що протікає по вторинній обмотці трансформатора струму, дорівнює струму первинної обмотки, поділеній на коефіцієнт трансформації. УВАГА! Вторинна обмотка токового трансформатора повинна бути надійно замкнена на низькоомних навантаження вимірювального приладу або накоротко. При випадковому або навмисному розриві ланцюга виникає стрибок напруги, небезпечний для ізоляції, що оточують електроприладів і життя техперсоналу!


4.4. Трансформатор напруги

Трансформатор напруги - трансформатор, який живиться від джерела напруги. Типове застосування - перетворення високої напруги в низьке в ланцюгах, у вимірювальних ланцюгах і ланцюгах РЗіА. Застосування трансформатора напруги дозволяє ізолювати логічні ланцюги захисту і ланцюга вимірювання від ланцюга високої напруги.

4.5. Імпульсний трансформатор

Імпульсний трансформатор - це трансформатор, призначений для перетворення імпульсних сигналів з ​​тривалістю імпульсу до десятків мікросекунд з мінімальним спотворенням форми імпульсу [13]. Основне застосування полягає в передачі прямокутного електричного імпульсу (максимально крутий фронт і зріз, відносно постійна амплітуда). Він служить для трансформації короткочасних відеоімпульсів напруги, зазвичай періодично повторюються з високою шпаруватістю. В більшості випадків основна вимога до ІТ полягає в неспотвореної передачі форми трансформованих імпульсів напруги; при впливі на вхід ІТ напруги тієї або іншої форми на виході бажано отримати імпульс напруги тієї ж самої форми, але, можливо, інший амплітуди або іншої полярності.


4.6. Розділовий трансформатор

Розділовий трансформатор - трансформатор, первинна обмотка якого електрично не пов'язана з вторинними обмотками. Силові розділові трансформатори призначені для підвищення безпеки електромереж, при випадкових одночасних доторку до землі і струмоведучих частин або неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою у разі пошкодження ізоляції. [14] Сигнальні розділові трансформатори забезпечують гальванічну розв'язку електричних ланцюгів.


4.7. Узгоджувальний трансформатор

Узгоджувальний трансформатор - трансформатор, який застосовується для узгодження опору різних частин (каскадів) електронних схем при мінімальному спотворенні форми сигналу. Одночасно узгоджувальний трансформатор забезпечує створення гальванічної розв'язки між ділянками схем.

4.8. Пік-трансформатор

Пік-трансформатор - трансформатор, що перетворює напругу синусоїдальної форми в імпульсна напруга з мінливих через кожні полперіода полярністю.

4.9. Здвоєний дросель

Здвоєний дросель (зустрічний індуктивний фільтр) - конструктивно є трансформатором з двома однаковими обмотками. Завдяки взаємній індукції котушок він при тих же розмірах більш ефективний, ніж звичайний дросель. Здвоєні дроселі отримали широке поширення в якості вхідних фільтрів блоків живлення; в диференціальних сигнальних фільтрах цифрових ліній, а також в звуковій техніці.

4.10. Трансфлюксор

Трансфлюксор - різновид трансформатора, використовувана для зберігання інформації [15] [16]. Основна відмінність від звичайного трансформатора - це велика величина залишкової намагніченості муздрамтеатру. Іншими словами трансфлюксори можуть виконувати роль елементів пам'яті. Крім цього трансфлюксори часто забезпечувалися додатковими обмотками, що забезпечують початкову намагнічування і задають режими їх роботи. Ця особливість дозволяла (у поєднанні з іншими елементами) будувати на трансфлюксорах схеми керованих генераторів, елементів порівняння і штучних нейронів.


5. Основні частини конструкції трансформатора

Стрижневою тип трифазних трансформаторів
Броньовий тип трифазних трансформаторів

В практичною конструкції трансформатора виробник вибирає між трьома різними базовими концепціями:

  • Стрижневою
  • Броньовий
  • Тороїдальний

Будь-яка з цих концепцій не впливає на експлуатаційні характеристики або експлуатаційну надійність трансформатора, але є істотні відмінності в процесі їх виготовлення. Кожен виробник вибирає концепцію, яку він вважає найбільш зручною з точки зору виготовлення, і прагне до застосування цієї концепції на всьому обсязі виробництва.

У той час як обмотки стрижневого типу містять в собі сердечник, сердечник броньового типу містить в собі обмотки. Якщо дивитися на активний компонент (т.e. сердечник з обмотками) стрижневого типу, обмотки добре видно, але вони приховують за собою стрижні магнітної системи сердечника. Видно тільки верхнє і нижнє ярмо сердечника. У конструкції броньового типу сердечник приховує в собі основну частину обмоток.

Ще одна відмінність полягає в тому, що вісь обмоток стрижневого типу, як правило, має вертикальне положення, в той час як в броньовий конструкції вона може бути горизонтальної чи вертикальної.

Основними частинами конструкції трансформатора є:

  • магнітна система (магнітопровід)
  • обмотки
  • система охолодження

5.1. Магнітна система (магнітопровід)

Магнітна система ( магнітопровід) трансформатора - комплект елементів (найчастіше пластин) електротехнічної сталі або іншого феромагнітного матеріалу, зібраних в певній геометричній формі, призначений для локалізації в ньому основного магнітного поля трансформатора. Магнітна система в повністю зібраному вигляді спільно з усіма вузлами і деталями, що служать для скріплення окремих частин в єдину конструкцію, називається остовом трансформатора.

Частина магнітної системи, на якій розташовуються основні обмотки трансформатора, називається - стрижень [17]

Частина магнітної системи трансформатора, не несуча основних обмоток і служить для замикання магнітного ланцюга, називається - ярмо [17]

В залежності від просторового розташування стрижнів, виділяють:

  1. Плоска магнітна система - магнітна система, в якій поздовжні осі всіх стрижнів і ярем розташовані в одній площині
  2. Просторова магнітна система - магнітна система, в якій поздовжні осі стержнів або ярем, або стрижнів і ярем розташовані в різних площинах
  3. Симетрична магнітна система - магнітна система, в якій всі стрижні мають однакову форму, конструкцію і розміри, а взаємне розташування будь-якого стрижня по відношенню до всіх ярмам однаково для всіх стрижнів
  4. Несиметрична магнітна система - магнітна система, в якій окремі стрижні можуть відрізнятися від інших стержнів за формою, конструкції або розмірам або взаємне розташування будь-якого стрижня по відношенню до інших стержнів або ярмам може відрізнятися від розташування будь-якого іншого стрижня

5.2. Обмотки

Основним елементом обмотки є виток - електричний провідник, або ряд паралельно з'єднаних таких провідників (багатодротяна жила), одноразово що охоплює частину магнітної системи трансформатора, електричний струм якого спільно з струмами інших таких провідників і інших частин трансформатора створює магнітне поле трансформатора і в якому під дією цього магнітного поля наводиться електрорушійна сила.

Обмотка - сукупність витків, що утворюють електричний ланцюг, в якій підсумовуються ЕРС, наведені в витках. У трифазному трансформаторі під обмоткою зазвичай мають на увазі сукупність обмоток однієї напруги трьох фаз, що з'єднуються між собою.

Провідник обмотки в силових трансформаторах зазвичай має квадратну форму для найбільш ефективного використання наявного простору (для збільшення коефіцієнта заповнення у вікні сердечника). При збільшенні площі провідника провідник може бути розділений на два і більше паралельних провідних елементів з метою зниження втрат на вихрові струми в обмотці і полегшення функціонування обмотки. Проводить елемент квадратної форми називається жилою.

Транспонований кабель застосовується в обмотці трансформатора

Кожна жила ізолюється за допомогою або паперової обмотки, або емалевого лаку. Дві окремо ізольованих і паралельно з'єднаних жили іноді можуть мати загальну паперову ізоляцію. Дві таких ізольованих жили в загальній паперової ізоляції називаються кабелем.

Особливим видом провідника обмотки є безперервно транспонований кабель. Цей кабель складається з жил, ізольованих за допомогою двох шарів емалевого лаку, розташованих в осьовому положенні один до одного, як показано на малюнку. Безперервно транспонований кабель виходить шляхом переміщення зовнішньої жили одного шару до наступного шару з постійним кроком і застосування загальної зовнішньої ізоляції [18].

Паперова обмотка кабелю виконана з тонких (кілька десятків мікрометрів) паперових смуг шириною кілька сантиметрів, намотаних навколо жили. Папір загортається у кілька шарів для отримання необхідної загальної товщини.

Дискова обмотка

Обмотки поділяють за:

  1. Призначенню
    • Основні - обмотки трансформатора, до яких підводиться енергія перетворюється або від яких відводиться енергія перетвореного змінного струму.
    • Регулюючі - при невисокому струмі обмотки і не дуже широкому діапазоні регулювання, в обмотці можуть бути передбачені відводи для регулювання коефіцієнта трансформації напруги.
    • Допоміжні - обмотки, призначені, наприклад, для харчування мережі власних потреб з потужністю суттєво меншою, ніж номінальна потужність трансформатора, для компенсації третин гармонійної магнітного поля, підмагнічування магнітної системи постійним струмом, і т. п.
  2. Виконанню
    • Рядова обмотка - витки обмотки розташовуються в осьовому напрямку в усій довжині обмотки. Наступні витки намотуються щільно один до одного, не залишаючи проміжного простору.
    • Гвинтові обмотка - гвинтова обмотка може являти собою варіант багатошарової обмотки з відстанями між кожним витком або заходом обмотки.
    • Дискова обмотка - дискова обмотка складається з ряду дисків, з'єднаних послідовно. У кожному диску витки намотуються в радіальному напрямку у вигляді спіралі у напрямку всередину і назовні на сусідніх дисках.
    • Фольгова обмотка - фольгові обмотки виконуються з широкого мідного або алюмінієвого листа товщиною від десятих часток міліметра до декількох міліметрів.

5.2.1. Схеми і групи з'єднання обмоток трифазних двообмоткових трансформаторів

Існують три основні способи з'єднання фазових обмоток кожного боку трифазного трансформатора:

  • Y-з'єднання, так званої з'єднання Бетменом, де всі три обмотки з'єднані разом одним кінцем кожної з обмоток в одній точці, яка називається нейтральною точкою або зіркою
  • Δ-з'єднання, так зване дельта-з'єднання, або з'єднання трикутником, де три фазних обмотки з'єднані послідовно й утворюють кільце (або трикутник)
  • Z-з'єднання, так зване з'єднання зигзагом

Первинна і вторинна боку трансформатора можуть бути з'єднані будь-яким з трьох способів, показаним вище. Дані способи пропонують кілька різних комбінацій з'єднань в трансформаторах з різними характеристиками, вибір яких також може бути обумовлений типом сердечника.

Y-з'єднання зазвичай є природним вибором для самих високих напруг, коли нейтральна точка призначена для заземлення. У кожному разі в цілях захисту від перенапруження або для прямого заземлення передбачено наявність нейтрального прохідного ізолятора. В останньому випадку в цілях економії рівень ізоляції нейтралі може бути нижче, ніж рівень ізоляції фазного кінця обмотки. З'єднана зіркою обмотка також має ту перевагу, що перемикання регулювання коефіцієнта трансформації може бути передбачено на нейтральному кінці, де також може бути розміщений перемикач числа витків. Тому перемикач числа витків зможе функціонувати при напрузі низького логічного рівня, а різниця напруг між фазами також буде незначна. У порівнянні з витратами, витраченими на установку перемикача числа витків, при більш високому рівні напруги економічні витрати будуть нижчими.

З'єднання зіркою використовується на одній стороні трансформатора, інша сторона повинна бути з'єднана трикутником, особливо у випадках, якщо нейтраль з'єднання зіркою планується для зарядки. З'єднання обмотки трикутником забезпечує баланс ампер-виток для струму нульової послідовності, наступного за нейтралі, і кожної фази з'єднання зіркою, що дає прийнятний рівень повного опору нульової послідовності. Без з'єднання трикутником обмотки струм нульової послідовності привів би до утворення поля струмів нульової послідовності в осерді. Якщо сердечник має три стрижня, дане поле від ярма до ярма проникне крізь стінки бака і призведе до виділення тепла. У випадку з броньовим сердечником, або при наявності п'яти стрижнів сердечника, дане поле проникне між розкрученими бічними стрижнями і повний опір нульової послідовності істотно підвищиться. Внаслідок цього ток, у разі пробою на землю може стати настільки слабким, що захисне реле не спрацює.

В з'єднаної трикутником обмотці струм, що протікає по кожній фазової обмотці дорівнює фазному току, розділеному на \ Sqrt {3} , У той час як в з'єднанні зіркою, лінійний струм кожної фазної обмотки ідентичний лінійному току мережі. З іншого боку, для однакового напруги з'єднання трикутником вимагає наявності трикратного кількості витків в порівнянні із з'єднанням зіркою. З'єднання обмотки трикутником вигідно використовувати в високовольтних трансформаторах, коли сила струму висока, а напруга відносно низьке, як наприклад, в обмотці нижчого напруги в підвищують трансформаторах.

З'єднання обмотки трикутником дозволяє циркулювати третьої (і кратним їй) гармоніці струму всередині трикутника, утвореного трьома послідовно з'єднаними фазними обмотками. Токи третьої гармоніки необхідні, щоб уникнути спотворення синусоидальности потоку магнітних, і, отже, наведеної ЕРС у вторинній обмотці. Третя гармоніка струму у всіх трьох фазах має однаковий напрямок, дані струми не можуть циркулювати в обмотці, з'єднаної зіркою, з ізольованою нейтраллю.

Недолік трійкових синусоїдальних струмів в намагнічує струмі може привести до значних спотворень наведеної напруги, у випадках, якщо у сердечника 5 стрижнів, або він виконаний в броньовому варіанті. З'єднана трикутником обмотка трансформатора усуне дане порушення, так як обмотка із з'єднанням трикутником забезпечить загасання гармонійних струмів. Іноді в трансформаторах передбачено наявність третинної Δ-з'єднаної обмотки, передбаченої не для зарядки, а для запобігання спотворення напруги й зниження повного опору нульової послідовності. Такі обмотки називаються компенсаційними. Розподільні трансформатори, призначені для зарядки, між фазою і нейтраллю на боці першого контуру, забезпечені зазвичай з'єднаної трикутником обмоткою. Проте струм в з'єднаної трикутником обмотці може бути дуже слабким для досягнення мінімуму номінальної потужності, а необхідний розмір провідника обмотки надзвичайно незручний для заводського виготовлення. У подібних випадках високовольтна обмотка може бути з'єднана зіркою, а вторинна обмотка - зигзагоподібно. Токи нульової послідовності, що циркулюють у двох відводах зигзагоподібно з'єднаної обмотки будуть балансувати один одного, повний опір нульової послідовності вторинної сторони головним чином визначається полем розсіювання магнітного поля між двома розгалуженнями обмоток, і виражається досить незначною цифрою.

При використанні з'єднання пари обмоток різними способами можливо досягти різних ступенів напруги зсуву між сторонами трансформатора.

Зрушення фаз між ЕРС первинної і вторинної обмоток прийнято виражати групою сполук. Для опису напруги зсуву між первинною і вторинною, або первинної та третинної обмотками, традиційно використовується приклад з циферблатом годин. Так як цей зсув фаз може змінюватися від 0 до 360 , а кратність зрушення становить 30 , то для позначення групи сполук вибирається ряд чисел від 1 до 12, в якому кожна одиниця відповідає куті зсуву в 30 . Одна фаза первинної вказує на 12, а відповідна фаза іншого боку вказує на іншу цифру циферблата.

Найбільш часто використовувана комбінація Yd11 означає, наприклад, наявність 30 зміщення нейтралі між напругами двох сторін

Схеми і групи з'єднання обмоток трифазних двообмоткових трансформаторів [19] [20] (не закінчена, в роботі)
Схема з'єднання обмоток Діаграма векторів напруги
холостого ходу *
Умовне
позначення
ВН НН
З'єднання Y-ВН.svg З'єднання Д-НН.svg Діаграма векторів напруги холостого ходу YД-11.svg У/Д-11

Примітка: на діаграмі зеленим кольором позначені вектора обмотки ВН, синім - НН, червоним зміщення вектора AB.

В залізничних трансформаторах також зустрічається група сполук "розімкнутий трикутник - неповна зірка".


5.3. Бак

Бак в першу чергу є резервуар для масла, а також забезпечує фізичний захист для активного компонента. Він також служить в якості опорної конструкції для допоміжних пристроїв та апаратури управління.

Перед заповненням маслом бака з активним компонентом всередині з нього викачується все повітря, що може піддати небезпеці діелектричну міцність ізоляції трансформатора (тому бак призначений для витримування тиску атмосфери з мінімальною деформацією).

Ще одним явищем, що враховуються при проектуванні баків, є збіг звукових частот, що виробляються сердечником трансформатора, і частот резонансу деталей бака, що може посилити шум, випромінюваний в навколишнє середовище.

Конструкція бака допускає температурно-залежне розширення масла. Найчастіше встановлюється окремий розширювальний бачок, який також називається розширювачем.

При збільшенні номінальної потужності трансформатора вплив великих струмів всередині і зовні трансформатора впливає на конструкцію. Те ж саме відбувається з магнітним потоком розсіювання всередині бака. Вставки з немагнітного матеріалу навколо потужнострумових прохідних ізоляторів знижують ризик перегріву. Внутрішнє облицювання бака з високопроводящіх щитків не допускає потрапляння потоку через стінки бака. З іншого боку, матеріал з низьким магнітним опором поглинає потік перед його проходженням через стінки бака.



6. Позначення на схемах

На схемах трансформатор позначається наступним чином:

Transformator.png

Центральна товста лінія відповідає сердечникові, 1 - первинна обмотка (зазвичай ліворуч), 2,3 - вторинні обмотки. Число півколо в дуже грубому наближенні символізує число витків обмотки (більше витків - більше півколо, але без суворої пропорційності).

При позначенні трансформатора жирною крапкою близько виводу можуть бути зазначені початку котушок (не менше ніж на двох котушках, знаки миттєво діючої ЕРС на цих висновках однакові). Застосовується при позначенні проміжних трансформаторів в підсилювальних (перетворювальних) каскадах для підкреслення син-або протівофазно, а також у разі декількох (первинних або вторинних) обмоток, якщо дотримання "полярності" їх підключення необхідно для роботи іншої частини схеми. Якщо початку обмоток не вказані явно, то передбачається, що всі вони направлені в одну сторону (після кінця однієї обмотки - початок наступного).

У схемах трифазних трансформаторах "обмотки" розташовують перпендикулярно "сердечникові" (Ш-образно, вторинні обмотки навпроти відповідних первинних), почала всіх обмоток спрямовані в бік "сердечника".


7. Застосування трансформаторів

Найбільш часто трансформатори застосовуються в електромережах і в джерелах живлення різних приладів.

Трансформатор на лінії електропередач

7.1. Застосування в електромережах

Оскільки втрати на нагрівання проводу пропорційні квадрату струму, що проходить через провід, при передачі електроенергії на велику відстань вигідно використовувати дуже великі напруги і невеликі струми. З міркувань безпеки та для зменшення маси ізоляції в побуті бажано використовувати не настільки великі напруги. Тому для найбільш вигідною транспортування електроенергії в електромережі багаторазово застосовують трансформатори: спочатку для підвищення напруги генераторів на електростанціях перед транспортуванням електроенергії, а потім для зниження напруги лінії електропередач до прийнятного для споживачів рівня.

Оскільки в електричній мережі три фази, для перетворення напруги застосовують трифазні трансформатори, або групу з трьох однофазних трансформаторів, з'єднаних в схему зірки або трикутника. У трифазного трансформатора сердечник для всіх трьох фаз загальний.

Незважаючи на високий ККД трансформатора (для трансформаторів великої потужності - понад 99%), в дуже потужних трансформаторах електромереж виділяється велика потужність у вигляді тепла (наприклад, для типової потужності блоку електростанції 1 ГВт на трансформаторі може виділятися потужність до декількох мегават). Тому трансформатори електромереж використовують спеціальну систему охолодження: трансформатор поміщається в баку, заповненому трансформаторним маслом або спеціальною негорючою рідиною. Масло циркулює під дією конвекції або примусово між баком і потужним радіатором. Іноді масло охолоджують водою. "Сухі" трансформатори використовують при відносно малій потужності (до 16000 кВт).


7.2. Застосування в джерелах електроживлення

Компактний мережевий трансформатор

Для живлення різних вузлів електроприладів потрібні найрізноманітніші напруги. Блоки електроживлення в пристроях, яким необхідно кілька напруг різної величини містять трансформатори з кількома вторинними обмотками або містять у схемі додаткові трансформатори. Наприклад, в телевізорі за допомогою трансформаторів отримують напруги від 5 вольт (для живлення мікросхем і транзисторів) до декількох кіловольт (для живлення анода кінескопа через помножувач напруги).

У минулому в основному застосовувалися трансформатори, що працюють з частотою електромережі, тобто 50-60 Гц.

У схемах живлення сучасних радіотехнічних та електронних пристроїв (наприклад в блоках живлення персональних комп'ютерів) широко застосовуються високочастотні імпульсні трансформатори. В імпульсних блоках харчування змінну напругу мережі спершу випрямляють, а потім перетворять за допомогою інвертора в високочастотні імпульси. Система управління за допомогою широтно-імпульсної модуляції ( Шим) дозволяє стабілізувати напругу. Після чого імпульси високої частоти подаються на імпульсний трансформатор, на виході з якого, після випрямлення і фільтрації отримують стабільне постійна напруга.

В минулому мережевий трансформатор (на 50-60 Гц) був однією з найбільш важких деталей багатьох приладів. Справа в тому, що лінійні розміри трансформатора визначаються переданої їм потужністю, причому виявляється, що лінійний розмір мережевого трансформатора приблизно пропорційний потужності в ступені 1/4. Розмір трансформатора можна зменшити, якщо збільшити частоту змінного струму. Тому сучасні імпульсні блоки живлення при однаковій потужності значно легше.

Трансформатори 50-60 Гц, незважаючи на їхні недоліки, продовжують використовувати в схемах живлення, в тих випадках, коли треба забезпечити мінімальний рівень високочастотних перешкод, наприклад при високоякісному звуковідтворення.


7.3. Інші застосування трансформатора

  • Розділові трансформатори (трансформаторна гальванічна розв'язка). Нейтральний провід електромережі може мати контакт з "землею", тому при одночасному торканні людиною фазового проводу (а також корпусу приладу з поганою ізоляцією) і заземленого предмета тіло людини замикає електричний ланцюг, що створює загрозу ураження електричним струмом. Якщо ж прилад включений в мережу через трансформатор, торкання приладу однією рукою цілком безпечно, оскільки вторинна ланцюг трансформатора ніякого контакту з землею не має.
  • Імпульсні трансформатори (ІТ). Основне застосування полягає в передачі прямокутного електричного імпульсу (максимально крутий фронт і зріз, відносно постійна амплітуда). Він служить для трансформації короткочасних відеоімпульсів напруги, зазвичай періодично повторюються з високою шпаруватістю. В більшості випадків основна вимога до ІТ, полягає в неспотвореної передачі форми трансформованих імпульсів напруги; при впливі на вхід ІТ напруги тієї або іншої форми на виході бажано отримати імпульс напруги тієї ж самої форми, але, можливо, інший амплітуди або іншої полярності .
  • Вимірювальні трансформатори. Застосовують для вимірювання дуже великих або дуже маленьких змінних напруг і струмів в ланцюгах РЗіА.
  • Вимірювальний трансформатор постійного струму. Насправді є магнітний підсилювач, за допомогою постійного струму малої потужності керуючий потужним змінним струмом. При використанні випрямляча ток виходу буде постійним і залежати від величини вхідного сигналу.
  • Вимірювально-силові трансформатори. Мають широке застосування в схемах генераторів змінного струму малої та середньої потужності (до мегавати), наприклад, в дизель-генераторах. Такий трансформатор являє собою вимірювальний трансформатор струму з первинної обмоткою, включеної послідовно з навантаженням генератора. З вторинної обмотки знімається змінна напруга, яке після випрямляча подається на обмотку підмагнічування ротора. (Якщо генератор - трифазний, обов'язково застосовується і трифазний трансформатор). Таким чином, досягається стабілізація вихідної напруги генератора - чим більше навантаження, тим сильніше струм підмагнічування, і навпаки.
  • Погоджують трансформатори. Із законів перетворення напруги і струму для первинної та вторинної обмотки (I 1 = I 2 w 2 / w 1, U 1 = U 2 w 1 / w 2) видно, що з боку ланцюга первинної обмотки всякий опір у вторинній обмотці виглядає в ( w 1 / w 2) разів більше. Тому согласующие трансформатори застосовуються для підключення низкоомной навантаження до каскадам електронних пристроїв, які мають високу вхідний або вихідний опір. Наприклад, високим вихідним опором може мати вихідний каскад підсилювача звукової частоти, особливо, якщо він зібраний на лампах, в той час як динаміки мають дуже низький опір. Погоджують трансформатори також виключно корисні у високочастотних лініях, де різниця опору лінії і навантаження привело б до відбиття сигналу від кінців лінії, і, отже, до великих втрат.
Фазоінвертірующіе і погоджують трансформатори в вихідному каскаді підсилювача звукової частоти з транзисторами одного типу провідності. Транзистор в такій схемі посилює тільки половину періоду вихідного сигналу. Щоб посилити обидва напівперіоду, потрібно подати сигнал на два транзистора в протифазі. Це і забезпечує трансформатор T 1. Трансформатор T 2 підсумовує вихідні імпульси VT1 і VT2 в протифазі і узгодить вихідний каскад з низькоомним динаміком
  • Фазоінвертірующіе трансформатори. Трансформатор передає тільки змінну компоненту сигналу, тому навіть якщо всі постійні напруги в ланцюзі мають один знак щодо загального проводу, сигнал на виході вторинної обмотки трансформатора буде містити як позитивну, так і негативну півхвилі, причому, якщо центр вторинної обмотки трансформатора підключити до загального проводу, то напруга на двох крайніх висновках цієї обмотки буде мати протилежну фазу. До появи широкодоступних транзисторів з npn типом провідності фазоінвертірующіе трансформатори застосовувалися в двотактних вихідних каскадах підсилювачів, для подачі протилежних за полярністю сигналів на бази двох транзисторів каскаду. До того ж, через відсутність "ламп з протилежним зарядом електрона", фазоінвертірующій трансформатор необхідний у лампових підсилювачах з двотактним вихідним каскадом.

8. Експлуатація

8.1. Термін служби

Термін служби трансформатора може бути розділений на дві категорії:

  1. Економічний термін служби - економічний термін служби закінчується, коли капіталізована вартість безперервної роботи існуючого трансформатора перевищить капіталізовану вартість доходів від експлуатації цього трансформатора. Або економічний термін життя трансформатора (як активу) закінчується тоді, коли питомі витрати на трансформацію енергії з його допомогою стають вище питомої вартості аналогічних послуг на ринку трансформації енергії.
  2. Технічний термін служби

8.2. Робота в паралельному режимі

Паралельна робота трансформаторів потрібна з дуже простої причини. При малому навантаженні потужний трансформатор має великі втрати холостого ходу, тому замість нього підключають кілька трансформаторів меншої потужності, які відключаються, якщо в них немає необхідності.

При паралельному підключенні двох і більше трансформаторів потрібно наступне [21] :

  1. Паралельно можуть працювати тільки трансформатори, що мають однакову кутову похибку між первинним і вторинним напругою.
  2. Полюса з однаковою полярністю на сторонах високої та низької напруги повинні бути з'єднані паралельно.
  3. Трансформатори повинні мати приблизно той же самий коефіцієнт передачі по напрузі.
  4. Напруга повного опору короткого замикання повинно бути однаковим, в межах 10%.
  5. Відношення потужностей трансформаторів не повинно відхилятися більш ніж 1:3.
  6. Перемикачі числа витків повинні стояти в положеннях, що дають коефіцієнт передачі по напрузі якомога ближче.

Іншими словами, це означає, що слід використовувати найбільш схожі трансформатори. Однакові моделі трансформаторів є кращим варіантом. Відхилення від вищенаведених вимог можливі при використанні відповідних знань.


8.3. Частота

При однакових напругах первинної обмотки трансформатор, розроблений для частоти 50 Гц, може використовуватися при частоті мережі 60 Гц, але не навпаки. При цьому необхідно взяти до уваги, що можливо буде потрібно замінити навісне електрообладнання. При частоті більше номінальної підвищується величина паразитних струмів в муздрамтеатрі, підвищений нагрів магнітопровода і обмотки, що призводять до прискореного старіння і руйнування ізоляції.

8.4. Регулювання напруги трансформатора

В залежності від навантаження електричної мережі змінюється її напруження. Для нормальної роботи електроприймачів споживачів необхідно, щоб напруга не відхилялося від заданого рівня більше допустимих меж, у зв'язку з чим застосовуються різні способи регулювання напруги в мережі. [22]

8.5. Діагностика причин несправності

Вид несправності Причина
Перегрів Перевантаження
Перегрів Низький рівень масла
Перегрів Замикання
Перегрів Недостатнє охолодження
Пробій Перевантаження
Пробій Забруднення олії
Пробій Низький рівень масла
Пробій Старіння ізоляції витків
Обрив Погана якість пайки
Обрив Сильні електромеханічні деформації при КЗ
Підвищений гудіння Ослаблення пресування шихтованном муздрамтеатру
Підвищений гудіння Перевантаження
Підвищений гудіння Несиметрична навантаження
Підвищений гудіння КЗ в обмотці

9. Перенапруги трансформатора

9.1. Види перенапруг

У процесі використання трансформатори можуть піддаватися напрузі, перевершує робочі параметри. Дані перенапруги класифікуються за їх тривалості на дві групи:

  • Короткочасне перенапруження - напруга промислової частоти відносної тривалості, коливається в межах менше 1 секунди до декількох годин.
  • Перехідний перенапруження - короткочасне перенапруження в межах від наносекунд до декількох мілісекунд. Період наростання може коливатися від декількох наносекунд до декількох мілісекунд. Перехідний перенапруження може бути коливальним і неколебательним. Вони зазвичай мають однонаправлений дію.

Трансформатор також може бути підданий комбінації короткочасних і перехідних перенапруг. Короткочасні перенапруги можуть слідувати відразу за перехідними перенапруженнями.

Перенапруги класифікуються на дві основні групи, що характеризують їх походження:

  • Перенапруження, викликані атмосферними впливами. Найчастіше перехідні перенапруги виникають внаслідок грозових розрядів поблизу високовольтних ліній передач, приєднаних до трансформатора, однак іноді грозовий імпульс може вразити трансформатор або саму лінію передачі. Пікова величина напруги залежить від струму грозового імпульсу, є статистичною змінною. Зареєстровані струми грозового імпульсу понад 100 кА. Відповідно до вимірами, проведеними на високовольтних лініях електропередач в 50% випадках пікова величина струмів грозового імпульсу знаходиться в межах від 10 до 20 кА. Відстань між трансформатором і точкою впливу грозового імпульсу впливає на час наростання імпульсу, який влучив трансформатор, чим коротше відстань до трансформатора, тим менший час.
  • Перенапруження, сформовані всередині силової системи. Дана група охоплює як короткочасні так і перехідні перенапруги, що виникли внаслідок зміни умов експлуатації та обслуговування силової системи. Дані зміни можуть бути викликані порушенням процесу комутації або поломкою. Тимчасові перенапруги викликані коротким замиканням на землю, скиданням навантаження або феноменом низькочастотного резонансу. Перехідні перенапруги виникають у випадках, коли часто відключаються або підключаються до системи. Також вони можуть виникнути при загорянні зовнішньої ізоляції. При перемиканні реактивного навантаження, перехідне напруга може зрости до 6-7 pu внаслідок численних переривань струму перехідного процесу в автоматичному переривнику з часом наростання імпульсу до декількох часток мікросекунд.

9.1.1. Здатність трансформатора витримувати перенапруги

Трансформатори повинні пройти певні випробування електричної міцності ізоляції перед випуском з заводу. Проходження даних випробувань свідчать про ймовірність безперебійної експлуатації трансформатора.

Випробування описані в міжнародних і національних стандартах. Трансформатори, що пройшли випробування, підтверджують високу надійність експлуатації.

Додатковою умовою високого ступеня надійності є забезпечення прийнятних обмежень перенапруження, тому що трансформатор в процесі експлуатації може бути підданий більш серйозним перенапряжениям в порівнянні з умовами тестових випробувань.

Необхідно підкреслити надзвичайну важливість планування та обліку всіх типів перенапруг, які можуть виникнути в силовий системі. Для нормального виконання цієї умови необхідне розуміння походження різних типів перенапруг. Величина різних типів перенапруг є статистичною змінною. Здатність ізоляції витримувати перенапруги також є статистичною змінною.


Примітки

  1. Дивись також (ГОСТ Р52002-2003)
  2. 1 2 3 4 Харламова Т. Є. Історія науки і техніки. Електроенергетика. Навчальний посібник.-СПб: СЗТУ, 2006. 126 с.
  3. 1 2 Кислицин А. Л. Трансформатори: Навчальний посібник з курсу "Електромеханіка". - Ульяновськ: УлГТУ, 2001. - 76 с ISBN 5-89146-202-8
  4. Силові трансформатори: основні віхи розвитку к.т. н. Савинці Ю.М - www.rus-trans.com/index.php?show_aux_page=41. Доступно на 25.01.2010
  5. Силовий трансформатор: етапи еволюції. Д.т. н., проф. Попов Г. В. на transform.ru - www.transform.ru/articles/html/04production/prod00001.article. Доступно на 02.08.2008
  6. 1 2 Історія трансформатора на energoportal.ru - www.energoportal.ru/article16.htm. Доступно на 02.08.2008
  7. Winders Power Transformer Principles and Applications. - P. 20-21.
  8. Толмачов - лекція 8 - ets.ifmo.ru/tolmachev/et1/ET1_8/text.htm
  9. Історія трансформатора - innovatory.narod.ru / transformer.html
  10. Flanagan William M. Handbook of Transformer Design and Applications. - McGraw-Hill Professional. - P. Chap. 1, p. 1-2. - ISBN 0070212910.
  11. У випадку достатньої індуктивності трансформатора і частоти струму.
  12. 1 2 http://model.exponenta.ru/electro/0070.htm - model.exponenta.ru/electro/0070.htm Дубовицький Г. П. Трансформатори
  13. Словник Бензаря
  14. ГОСТ 30030-93 Трансформатори розділові й безпечні розділові трансформатори. Технічні вимоги (МЕК 742-83)
  15. Асоціативне запам'ятовуючий пристрій - bse.sci-lib.com/article077414.html - стаття з Великої радянської енциклопедії (3-е видання)
  16. Не варто плутати з "трансфлюктором", який виконує роль фільтра.
  17. 1 2 ГОСТ 16110-82. ТРАНСФОРМАТОРИ СИЛОВІ. Терміни та визначення
  18. ABB Transformer Handbook - www.abb.com / transformers
  19. ГОСТ 11677-85. ТРАНСФОРМАТОРИ СИЛОВІ: Загальні технічні умови
  20. Кацман М.М. Електричні машини і трансформатори. Підручник для технікумів для електротехнічних і енергетичних спеціальностей. М., "Вища школа", 1971, 416с.
  21. IEC 60076-8. Силові трансформатори - Керівництво із застосування, пункт 6, сторінки 81-91.
  22. Рожкова Л. Д., Козулін В. С. Електрообладнання станцій та підстанцій: Підручник для технікумів. - 3-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1987. - 648 с.: Іл. ББК 31.277.1 Р63

11. Нормативні документи


Література

  1. Основи теорії кіл, Г. І. Атабеков, Лань, С-Пб.,-М.,-Краснодар, 2006.
  2. Електричні машини, Л. М. Піотровський, Л., "Енергія", 1972.
  3. Силові трансформатори. Довідкова книга / Под ред. С. Д. Лизунова, А. К. Лоханіна. М.: Енергоіздат 2004. - 616 с ISBN 5-98073-004-4
  4. Електричні машини: Трансформатори: Навчальний посібник для електромех. спец. вузів / Б. Н. Сергієнко, В. М. Кисельов, Н. А. Акімова; Під ред. І. П. Копилова. - М.: Вища. шк., 1989-352 з ISBN 5-06-000450-3
  5. Електричні машини, А. І. Вольдек, Л., "Енергія", 1974.
  6. Електромагнітні розрахунки трансформаторів і реакторів. - М.: Енергія, 1981-392 с.
  7. Конструювання трансформаторів. А. В. Сапожников. М.: Госенергоіздат. 1959.
  8. Розрахунок трансформаторів. Навчальний посібник для вузів. П. М. Тихомиров. М.: Енергія, 1976. - 544 с.
  9. Розрахунок і оптимізація тороїдальних трансформаторів. С.В.Котенев, А.Н.Евсеев. - М.: Гаряча лінія - Телеком, 2011. - 287 с.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Тольяттінській Трансформатор
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru