Реферат на тему трехфазные трансформаторы

Обновлено: 02.07.2024

Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

ЗАДАНИЕ № 2 По данным трехфазного трансформат ора, приведенным ниже , требуе т ся: 1. Определить: а) фазные значения номинального напряжения; б) линейные и фазные значения номинального тока на стороне ВН и НН; в) коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений. 2. Вычертить схем ы соединения обмоток, обеспечивающие получ е ние з а данной группы. 3. Определить параметра Т-образной схемы замещения: а) активные и индуктивные сопротивления обмоток r 1 , r 2 , x 1 , x 2 ; б) сопротивления намагн и чива ющ его контура r m , x m . 4. Рассчитать и построить зависимость к.п.д . , трансформатора от коэффициента нагру з ки п ри cos ц 2 =1 и cos ц 2 = 0,8; определить мощность трансформатора, при к о торой к.п.д. достигает максималь н ого значения. 5. Вычислить процентное изменение вторичного напряжения ∆ U % п ри н о минальной нагрузке: а) акт ив но й ( cos ц 2 =1 ); б) активно - индуктивно й ( cos ц 2 = 0,8 ); в) активно - емкостной ( cos ц 2 = 0,8 ); 6. Построить векторну ю диаграмму тран с форматора. 7. Рассчитать установив шийся и ударный токи внезапного коротк о го замыкания 8 . Данн ый трансформатор соединен н а параллельную работу с ан а логичны м трансформаторо м . Найти распределение нагрузок и степень пер е груз к и и недогрузки трансформаторо в при cos ц 2 = 1 и cos ц 2 = 0,8 для след у ющ их сл у чаев : а) второй трансформатор в кл ю чен с первично й стороны на ответвл е ние, с о о тветству ющ ее 1,05 нор м ального числа витков , a первый т рансформ а тор вкл ю чен на нормальное число витков; б ) напряжение короткого з амык а н и я второго транс форматора состав л я ет 1,2 U к первого трансформатора (угол ц к остается прежним). Данные трансформатора для варианта 1 : 1. Тип трансформатора - ТМ - 10/0,4 ; 2. Мощность трансформатора , S н - 10 кВА ; 3. Напряжение высокой стороны , U 1н - 380В ; 4. Напряжение низкой стороны , U 2н - 220В ; 5. Напряжение короткого замыкания , U к - 5 ,5% ; 6. Потери мощности при коротком замыкании , Р к - 335Вт ; 7. Мощность холостого хода, Р о - 105Вт; 8. Ток холостого хода, I хх – 8%. 9. Схема и группа соединений Y/Y о -12 Решение: 1 Определим фазные значения номинального напряжения : а) на высокой ст о роне б) на низкой ст о роне 1.1 Определим линейные и фазные значения номинального тока на стороне : а) высокого напряжения. в) низкого напряжения. 1.2 Определим коэффициент трансформации фазных и линейных напряж е ний. Трансформатор соединен по схеме Y/Y о следовательно: 2 С хем ы соединения обмоток, обеспечивающие получение зада н ной группы. По данной схеме и группы с о единений Y/Y о -12 имеем: на выс о кой ст о роне обмотки соединены звездой, на низкой стороне обмотки соединены звездой с выводом нул е вой точки обмотки (рис .1а) . Сдвиг ф а з между выс о кой стороной низкой 0 о (рис .1в).Звезда фазных э.д.с. и треугольники лине й ных имеют вид пок а занный на рис. 1б. 3 Определи м параметр ы Т-образной схемы замещения: а) активные и индуктивные сопротивления обмоток трансформатора r 1 , r 2 , x 1 , x 2 ; Определим полное z к , активное x к и реактивное r к сопротивление в р е жиме короткого замыкания. При соединении первичной обмотки в звезду параметры короткого з а мыкания на одну фазу будут следующие: где . I k = I 1 н ф = 26,3 А рассчитаем : Параметры характеризуют потери в короткозамкнутой втори ч ной обмотки и в магнитной цепи, поэтому с достаточным приближением можно пр и нять б) С опротивления намагн и чива ющ его контура r m , x m . Определим полное z 0 , активное x 0 и реактивное r 0 сопротивление в р е жиме холостого хода. Для первичной обмотки соединенной в звезду на одну фазу б у дут следующие: где . U 0 = U 1 н ф = 22 0B Отсюда с опротивления намагн и чива ющ его контура : 4 Рассчита ем и построи м зависимость к.п.д, трансформатора от к о эфф и циента нагру з ки п ри cos ц 2 =1 и cos ц 2 = 0,8 4.1 Формула для расчета к.п.д. трансформатора з имеет вид: где - коэффициент нагрузки трансформатора а) п ри cos ц 2 =1 б) п ри cos ц 2 = 0,8 4.2 О предели м мощность трансформатора, при которой к.п.д. дост и гает максималь н ого значения. к.п.д. трансформатора, имеет максималь н о е значение при такой нагру з ке , когда отсюда а) п ри cos ц 2 =1 б) п ри cos ц 2 = 0,8 4.2 Рассчитаем и построим зав и симость к.п.д. з от коэффициента нагрузки r нг . Расчет пров е дем в Mahtcad 12, график зависимости на рисунке 2. Рис. 2 График зависимости к.п.д. з от коэффициента н а грузки r нг . 5 Вычисли м процентное изменение вторичного напряжения ∆ U % п ри н о минальной нагрузке: а) акт ив но й ( cos ц 2 =1 ); Изменение напряжения определяется аналитически по выражению: где - активная соста в ляющая напряжения короткого замыкания; - индуктивная с о ставляющая напряжения коро т кого замыкания; б) активно - индуктивно й ( cos ц 2 = 0,8 ); в) активно - емкостной ( cos ц 2 = 0,8 ); ∆ U при активно – емкостной нагрузк е меняется также как и при акти в но – индуктивно й, но со сдвигом на 90 о 6 Построи м векторну ю диаграмму трансформатора для случая а к тивно - индуктивно й нагрузки при : cos ц 2 = 0,8 ; I 2 ф = I 2 нф = 45 , 5 А ; Векторная диаграмма показана на рисунке 3. 7 Рассчита ем установив шийся и ударный токи внезапного коротк о го замыкания. 7.1 Установившийся ток короткого замыкани я : 7.2 Ударный ток внезапного короткого замыкания : где для трансформаторов мощностью 10кВ А принимаем равный 1,7 8 Най дем распределение нагрузок и степень перегруз к и и недогрузки трансформаторо в при cos ц 2 = 1 и cos ц 2 = 0,8 для следу ющ их случ а ев : 8.1 Два трансформатора. В торой трансформатор в кл ю чен с первично й ст о роны на ответвление, с о о тветству ющ ее 1,05 нор м ального числа витков , a первый т рансформ а тор вкл ю чен на нормальное число витков; S н 1 = S н2 = 10000 BA U к1 = U к 2 = 5,5% U 1 н1 = 380 , U 1 н2 = U 1 н1 x 1,05=380 x 1,05=399 B откуда k 2 = U 1 н2 / U 2н =1,81 k 1 =1,73 при неравенстве коэффициентов трансформации во вторичных обмо т ках возникает уравнительный ток: при этом, во вторичных обмотках имеем следующие токи а) при cos ц 2 = 1 где рассчитаем х k 2 и z k 2 где . рассчитаем : соответственно с os (20 0 -0 0 )=0,92 Уравнительный ток во вторичной обмотке первого трансформатора; Уравнительный ток во вторичной обмотке второго трансформатора; б ) при cos ц 2 = 0,8 cos ( ц k - ц 2 ) = cos (20 0 -36 0 ) = cos (-16)=0,95 Уравнительный ток во вторичной обмотке первого трансформатора; Уравнительный ток во вторичной обмотке второго трансформатора; Определим меру нагруженности трансформаторов 8.2 напряжение короткого з амык а н и я второго транс форматора с о став ля ет 1,2 U к первого трансформатора (угол ц к остается прежним). Следовательно: U к 1 =12В; U к 2 =12 х 1,2=14,4В S н =10000ВА На параллельную работу включено 2 трансформатора. М ощность пе р вого трансформатора определится по выражению Мощность второго; Литература 1 Вольдек А.И. Электрические машины - Л. : Энергия 1978г. 2 Методические пособия по расчетам машин постоянного тока. ЮУ р ГУ 3 Костенко М.П. , Пиотровский Л.М. Электрические машины. Ч.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы - Л. : Энергия 1972г.

Определение данных замещения исследуемого трансформатора. Схема его полной векторной диаграммы. Расчет параметров и построение зависимости коэффициента полезного действия от нагрузки. Внешние характеристики трансформатора для определённых значений тока.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	16.12.2013
Размер файла	116,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Кафедра электротехники и энергетических систем

Дан трехфазный двухобмоточный трансформатор. Расшифруйте буквенно-цифровые обозначения исследуемого трансформатора. Необходимо выполнить следующие расчеты:

1. Определить параметры Т-образной схемы замещения трансформатора.

2. Начертить в масштабе полную векторную диаграмму трансформатора для активно-индуктивной нагрузки.

3. Рассчитать и построить зависимость коэффициента полезного действия от нагрузки при значениях коэффициента нагрузки , равных 0; 0,25; 0,75; 1,00 и 1,25 от номинального вторичного тока . Определить максимальное значение КПД.

4. Определить изменение вторичного напряжения .

5. Построить внешние характеристики трансформатора для значений тока, равных 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,00 и 1,25 от номинального вторичного тока .

Цель задания - углубление теоретических знаний и приобретение практических навыков расчета параметров, характеристик и построения векторных диаграмм реальных трезфазных трансформаторов.

Примечание. При определении параметров трехфазного трансформатора и построении векторных диаграмм расчет ведется на одну фазу.

ТМ - 1000 / 35 - трехфазный трансформатор с естественной циркуляцией масла.

SН= 1000 кВ А - номинальная мощность трансформатора;

U1Н= 35 кВ - номинальное напряжение первичной обмотки;

U2Н = 6,3 кВ - номинальное напряжение вторичной обмотки;

UК = 6,5% - напряжение короткого замыкания;

Р0 = 2,750 кВт - потери активной мощности в режиме холостого хода;

РК = 12,20 кВт - потери активной мощности в режиме короткого замыкания;

I0 = 1,50% - ток холостого хода;

1. Определение параметров схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода

Для определения параметров схемы замещения трансформатора рассчитаем: трансформатор векторный ток

а) номинальный ток трансформатора

б) фазное напряжение первичной обмотки:

при соединении по схеме “звезда”

U1Ф = 35 / v 3 = 20, 2 кВ.

при соединении по схеме “треугольник”

в) фазный ток холостого хода трансформатора

I0Ф = 16,5 * 1,50 / 100 = 0,25 А;

где I0 - ток холостого хода,%;

г) мощность потерь холостого хода на фазу

Р0Ф = 2750 / 3 = 916,7 Вт,

где m - число фаз первичной обмотки трансформатора; принимаем m=3.

д) полное сопротивление ветви намагничивания схемы замещения трансформатора при холостом ходе согласно схеме рис. 1.

Z0 = 20,2*103/ 0,25 = 80,8 кОм,

е) активное сопротивление ветви намагничивания

r0 = 916,7/ 0,252 = 14,67 кОм;

ж) реактивное сопротивление ветви намагничивания

x0 = v 80,82 - 14,672 = 79,46 кОм = 79,46*103 Ом;

з) коэффициент трансформации трансформатора

k = 20,2*103 /6,3*103 = 3,2

2. Определение параметров схемы замещения трансформатора в режиме короткого замыкания

В опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, а подводимое к первичной обмотке напряжение подбирается таким образом, чтобы ток обмотки трансформатора был равен номинальному. Схема замещения трансформатора в режиме короткого замыкания представлена на рис. 2.

Здесь суммарное значение активных сопротивлений (r1 + r2) обозначают r k и называют активным сопротивлением короткого замыкания, а (x1 + x2') индуктивным сопротивлением короткого замыкания x k.

Для определения параметров схемы замещения трансформатора рассчитаем:

а) фазное напряжение первичной обмотки U1Ф;

б) фазное напряжение короткого замыкания

UК.Ф = 20,2 *103 *(6,5/ 100) = 1,31 кВ;

где UK - напряжение короткого замыкания,%;

в) полное сопротивление короткого замыкания

ZK = 1,31*103/ 16,5 = 79,39 Ом;

где IК - ток короткого замыкания,

г) мощность короткого замыкания

PК.Ф = 12,2*103/ 3 = 4,06 кВт;

д) активное сопротивление короткого замыкания

rK = 4,06*103/ (16,5)2 = 14,91 Ом

е) индуктивное сопротивление короткого замыкания

хК = v79,392 - 14,912 = 77,98 Ом

Обычно принимают схему замещения симметричной, полагая

r2' = r2 * k2; x2' = x2 * k2,

где r1 - активное сопротивление первичной обмотки трансформатора;

x1 - индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеянья ;

r2' - приведенное активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

x2' - приведенное индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора, обусловленное магнитным потоком рассеянья .

r1 ? r2' = 14,91 /2 = 7,46 Ом;

x1 ? x2' = 77,98/ 2 = 38,99 Ом.

r2 = 7,46/ 3,22 =0,72 Ом;

x2 = 38,99/ 3,22 = 3,8 Ом.

Построение векторной диаграммы

При построении векторной диаграммы воспользуемся Т - образной схемой замещения (рис. 3).

Векторная диаграмма является графическим выражением основных уравнений приведенного трансформатора:

Для построения векторной диаграммы трансформатора определим:

1) номинальный фазный ток вторичной обмотки трансформатора

I2Ф = 1000*/ (3* 6,3) = 52,9 А;

2) приведенный вторичный ток

I'2Ф= 52,9 / 3,2 = 16,5 А;

3) приведенное вторичное напряжение фазы обмотки

U2Ф' = 6,3*103 * 3,2 = 20160 В

4) угол магнитных потерь

б = arctg(14,67*103/ 79,46*103) = 10,46o;

5) угол , который определяется по заданному значению угла путем графического построения;

6) падение напряжения в активном сопротивлении вторичной обмотки I2' r'2, приведенное к первичной цепи;

I'2 *r'2 = 16,5*7,46 = 123,1 В;

7) падение напряжения в индуктивном сопротивлении вторичной обмотки I2' x2', приведенное к первичной цепи;

I'2*x'2 = 16,5* 38,99 = 643,3 B;

8) падение напряжения в активном сопротивлении первичной обмотки I1 r1;

I1*r1 = 16,5*7,46 = 123,1 B;

9) падение напряжения в индуктивном сопротивлении первичной обмотки I1 x1.

I1 *x1 = 16,5*38,99 = 643,3 B.

Перед построением диаграммы следует выбрать масштаб тока mi и масштаб напряжения mu.

Примем mi = 2 А/мм; mu = 0,2 кВ/мм.

При активной нагрузке ц2 = 0;

при активно-индуктивной нагрузке ц2 = 36.870;

при активно-емкостной - ц2 = -36.870.

Результаты расчетов сведем в таблицу:

Таблица 1 Построение векторных диаграмм

В выбранном масштабе тока mi откладываем в произвольном направлении вектор вторичного тока I2'. Затем, под углом проводим вектор напряжения U2' (для активной нагрузки вектор тока вторичной обмотки совпадает по фазе с вектором напряжения на зажимах вторичной обмотки, для активно-индуктивной нагрузки вектор тока вторичной обмотки отстает от вектора напряжения на зажимах вторичной обмотки, для активно- емкостной нагрузки вектор тока вторичной обмотки опережает вектор напряжения на зажимах вторичной обмотки). Масштаб mU выберем так, чтобы получить вектор U2' длиной 100…120 мм. Чтобы построить вектор эдс E2' необходимо сложить вектор U2' с векторами -I2'r2' и -j I2'x2', согласно уравнению

E2' = U2' + I2'r2' + j I2'x2',

Для этого из конца вектора U 2' строим вектор активного падения напряжения -I2' r2' параллельно вектору вторичного тока I2'; из начала вектора -I2' r2' перпендикулярно к нему строим вектор индуктивного падения напряжения -jI2' x2'. Вектор, соединяющий точку О с началом вектора -jI2' x2', будет вектором эдс E2' вторичной обмотки. Этот вектор будет совпадать с вектором эдс первичной обмотки, так как:

Вектора эдс E1 и E2', индуктированных в первичной и вторичной обмотках основным магнитным потоком , отстают по фазе от вектора потока на 900.

Под углом в сторону опережения вектора потока откладываем вектор тока холостого хода I0.

Для того чтобы перейти к векторной диаграмме первичной обмотки, необходимо определить вектор первичного тока I1. Согласно уравнению I1 = I0 + (-I2') вектор тока I1 равен геометрической разности векторов I0 и I2' .

Вектор первичного напряжения U 1 определяем из векторной диаграммы. Для этого необходимо построить вектор Е1, равный по величине и обратный по направлению вектору Е1. Из конца вектора Е1 строим вектор I1r1, параллельный вектору тока I1, а из конца вектора I1r1 перпендикулярно к нему и вектору I1 проводим вектор I1x1. Замыкающий вектор и будет вектором первичного напряжения U, согласно уравнению:

U1 = -E1 + I1r1 + JI1x1

3. Построение кривой изменения кпд трансформатора в зависимости от нагрузки

При нагрузке коэффициент полезного действия трансформатора определяют по формуле

где SH - полная номинальная мощность трансформатора, кВ*А;

P0 - мощность потерь холостого хода при номинальном напряжении, кВт

РК - мощность потерь короткого замыкания, кВт.

з = 1-(2,75 + k2нг12,2)/(1000kНГ*0.8 + 2,75 + 12,2k2нг)

Кпд трансформатора рассчитывают для значений коэффициента нагрузки kНГ, равных 0; 0,25; 0.50; 0.75; 1.25 от номинального вторичного тока I2H. Значение cos берут из приложения.

По результатам расчетов строят зависимость (рис.7). Максимальное значение коэффициент полезного действия имеет место при условии kнг2 PK = P0. Отсюда коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному кпд,

Kнг max = v2,75/12,2 = 0,4747

По полученному значению kнг max (из графика) определяют максимальное значение коэффициента полезного действия, з = 0,9838.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Министерство Образования и Науки Украины

Донецкий Национальный Технический Университет
Каф. Электромеханики и ТОЭ
РЕФЕРАТ

по электрическим машинам на тему :

Конструкция и принцип действия трёхфазного силового трансформатора
Выполнил: ст. гр. АУП-05а

Проверил: Солёный С. В.
Донецк 2007

Содержание

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА 4

КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРА 6

МАРКИРОВКА ТРАНСФОРМАТОРОВ 9

СПИСОК ССЫЛОК 13

Введение

Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.

С помощью трансформаторов повышается или понижается напряжение, изменяется число фаз, а в некоторых случаях преобразуется частота переменного тока. Возможность передачи электрических сигналов от одной обмотки к другой посредством взаимоиндукции была открыта М. Фарадеем в 1831 г .; при изменении тока в одной из обмоток, намотанной на стальной магнитопровод, в другой обмотке индуцировалась ЭДС. Однако первый практически работающий трансформатор создал известный изобретатель П. Н. Яблочков в содружестве с И. Ф. Усагиным в 1876 г . Это был двухобмо-точный трансформатор с разомкнутым магнитопроводом.

В настоящее время для высоковольтных линий электропередачи применяют силовые трансформаторы с масляным охлаждением напряжением 330, 500 и 750 кВ, мощностью до 1200—1600 МВА

В последнее время для возбуждения мощных турбо-и гидрогенераторов, электропривода и других целей все шире начинают применять трансформаторы с естественным воздушным охлаждением напряжением 3-24 кВ и мощностью 133-6300 кВА. Благодаря использованию в этих трансформаторах новой теплостойкой изоляции удается повысить их нагрузочную способность и в 1,3 — 1,5 раза сократить массо-габаритные показатели по сравнению с применявшимися ранее трансформаторами с масляным охлаждением.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА
Электромагнитная схема однофазного двухобмоточного трансформатора состоит из двух обмоток, размещенных на замкнутом магнитопроводе, который выполнен из ферромагнитного материала, применение ферромагнитного магнитопровода позволяет усилить электромагнитную связь между обмотками, т. е. уменьшить магнитное сопротивление контура, по которому проходит магнитный поток машины. Первичную обмотку подключают к источнику переменного тока электрической сети с напряжением U 1. Ко вторичной обмотке присоединяют сопротивление нагрузки U
_Н
.

Обмотку более высокого напряжения называют обмоткой высшего напряжения (ВН), а низкого напряжения — обмоткой низшего напряжения (НН). Начала и концы обмотки ВН обозначают буквами А и X
; обмотки НН - буквами а и х.

При подключении к сети в первичной обмотке возникает переменный ток I
_и
который создает переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуцирует в обеих обмотках переменные ЭДС - е_х и е₂, пропорциональные, согласно закону Максвелла, числам витков и соответствующей обмотки и скорости изменения потока.

В системах передачи и распределения энергии в ряде случаев применяют трехобмоточные трансформаторы, а в устройствах радиоэлектроники и автоматики — многообмоточные трансформаторы. В таких трансформаторах на магнитопроводе размещают три или большее число изолированных друг от друга обмоток, что дает возможность при питании одной из обмоток получать два или большее число различных напряжений ( u ₂ , u ₃ , u ₄ и т. д.) для электроснабжения двух или большего числа групп потребителей. в трехобмоточных силовых трансформаторах различают обмотки высшего, низшего и среднего (СН) напряжений.

В трансформаторе преобразуются только напряжения и токи. Мощность же остается приблизительно постоянной (она несколько уменьшается из - за внутренних потерь энергии в трансформаторе). При увеличении вторичного напряжения трансформатора в к раз по сравнению с первичным, ток г₂ во вторичной обмотке соответственно уменьшается в к раз.

Трансформатор может работать только в цепях переменного тока. Если первичную обмотку трансформатора подключить к источнику постоянного тока, то в его магнитопроводе образуется магнитный поток, постоянный во времени по величине и направлению. Поэтому в первичной и вторичной обмотках в установившемся режиме не индуцируются ЭДС, а следовательно, не передается электрическая энергия из первичной цепи во вторичную. Такой режим опасен для трансформатора, так как из-за отсутствия ЭДС Е_г в первичной обмотке ток 1₁= U
1/
R
₁
- весьма большой.

Важным свойством трансформатора, используемым в устройствах автоматики и радиоэлектроники, является способность его преобразовывать нагрузочное сопротивление. Если к источнику переменного тока подключить сопротивление R
через трансформатор с коэффициентом трансформации K
, то для цепи источника

Таким образом, трансформатор изменяет значение сопротивления R
в к 2 раз. Это свойство широко используют при разработке различных электрических схем для согласования сопротивлений нагрузки с внутренним сопротивлением источников электрической энергии.

КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРА
Трехфазные трансформаторы обычно выполняют на магнитопроводе стержневого типа с тремя стержнями.

Форма поперечного сечения стержней обычно многоступенчатая, причем число ступеней зависит от мощности трансформатора. Ступенчатое сечение стержней обеспечивает лучшее использование площади внутри обмотки, так как периметр ступенчатого стержня приближается к окружности. В трансформаторах большой мощности для улучшения теплоотдачи между пакетами стали магнитопровода устраивают вентиляционные каналы.

Обмотки трансформаторов выполняют из проводов круглого и прямоугольного сечения, которые, как указывалось выше, изолируются кабельной бумагой.

Наиболее распространены концентрические катушечные (непрерывные, винтовые) обмотки.

При этом обычно ближе к стержню располагают обмотку низкого напряжения (НН), так как она требует меньшей электрической изоляции от заземленного стержня, а затем обмотку высокого напряжения (ВН). Между обмотками делается вертикальный канал, в котором располагается изоляционный цилиндр из электрокартона, а также происходит циркуляция масла.

В комплект обмотки входят также отводы для присоединения к вводам, размещаемым на крышке трансформатора, ответвления для регулирования напряжения, емкостные кольца и электростатические экраны емкостной зашиты от перенапряжений.

Характерной особенностью непрерывной обмотки является выполнение так называемых перекладных катушек.

Трехфазный силовой двухобмоточный трансформатор схематично можно представить следующим образом.

Силовой трансформатор может иметь несколько обмоток. Обычно речь идет о трехобмоточных трансформаторах, когда кроме обмоток НН и ВН появляется еще обмотка СН среднего напряжения. Эти обмотки считаются основными, и именно по их количеству определяется вид трансформатора: двухобмоточный или трехобмоточный. Кроме основных в трансформаторе могут быть регулировочные обмотки, с помощью которых обеспечивается регулирование напряжения под нагрузкой (схема РПН). В основных обмотках СН или ВН могут быть участки, посредством которых обеспечивается регулирование напряжения с отключением трансформатора. Это так называемая схема ПБВ — переключение без возбуждения.

Кроме обмоток и магнитопровода, которые в совокупности образуют активную часть трансформатора, в его состав входят другие узлы и блоки: бак, система охлаждения, вводы и др.

Общий вид трехфазного силового масляного трансформатора класса напряжения 220 кВ представлен на.

На текущий момент производство силовых трансформаторов отечественными предприятиями обеспечивается в следующем спектре:

МАРКИРОВКА ТРАНСФОРМАТОРОВ

Каждый трансформатор снабжен щитком из материала, не подверженного атмосферным влияниям. Щиток прикреплен к баку трансформатора на видном месте и содержит его номинальные данные, которые нанесены травлением, гравировкой, выбиванием или другим способом, обеспечивающим долговечность знаков. На щитке трансформатора согласно ГОСТ 11677-65 указаны следующие данные:

1. Марка завода-изготовителя.

3. Заводской номер.

4. Обозначение типа.

5. Номер стандарта, которому соответствует изготовленный трансформатор.

6. Номинальная мощность. (Для трехобмоточных трансформаторов указывают мощность каждой обмотки).

7. Номинальные напряжения и напряжения ответвлений обмоток.

8. Номинальные токи каждой обмотки.

10. Частота тока.

11. Схема и группа соединения обмоток трансформатора.

12. Напряжение короткого замыкания.

13. Род установки (внутренняя или наружная).

14. Способ охлаждения.

15. Полная масса трансформатора.

17. Масса активной части.

18. Положения переключателя, обозначенные на его приводе.
Для трансформатора с искусственным воздушным охлаждением дополнительно указана мощность его при отключенном охлаждении. Заводской номер трансформатора выбит также на баке под щитком, на крышке около ввода ВН фазы А и на левом конце верхней полки ярмовой балки магнитопровода.

Условное обозначение трансформатора состоит из буквенной и цифровой частей. Буквы означают следующее: Т - трехфазный трансформатор, О – однофазный, М – естественное масляное охлаждение, Д – масляное охлаждение с дутьем (искусственное воздушное и с естественной циркуляцией масла), Ц – масляное охлаждение с принудительной циркуляцией масла через водяной охладитель, ДЦ – масляное с дутьем и принудительной циркуляцией масла, Г – грозоупорный трансформатор, Н – в конце обозначения – трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой, Н – на втором месте – заполненный негорючим жидким диэлектриком, Т на третьем месте – трехобмоточный трансформатор.

Первое число, стоящее после буквенного обозначения трансформатора, показывает номинальную мощность (кВ·А), второе число – номинальное напряжение обмотки ВН (кВ·А). Так, тип ТМ 6300/35 означает трехфазный двухобмоточный трансформатор с естественным масляным охлаждением мощностью 6300 кВ·А и напряжением обмотки ВН 35 кВ·А; тип ТЦТНГ-6300/220 означает трехфазный трехобмоточный трансформатор с принудительной циркуляцией масла при масло-водяном охлаждении, с регулированием напряжения под нагрузкой, грозоупорный, мощностью 63000 кВ·А и напряжением обмотки ВН 220 кВ.

Буква А в обозначении типа трансформатора означает автотрансформатор. В обозначении трехобмоточных автотрансформаторов букву А ставят либо первой, либо последней. Если автотрансформаторная схема является основной (обмотки ВН и СН образуют автотрансформатор, а обмотка НН дополнительная). Букву А ставят первой, если трансформаторная схема является дополнительной, букву А ставят последней.

Заключение
Трансформаторы, имеющие довольно высокий КПД, достигающий 98%, нашли широкое применение в промышленности, а также в некоторых узлах бытовой техники.

Трансформаторы широко применяют для преобразования напряжения: в системах передачи и распределения электрической энергии, в выпрямительных установках, в устройствах связи, автоматики и вычислительной техники, а также при электрических измерениях (измерительные трансформаторы) и функциональных преобразованиях (вращающиеся трансформаторы).

1.Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1986.

2.Лизунов С. Д., Лоханин А. К. Проблемы современного трансформаторостроения в России. — Электричество, 2000, № 8, 9.

3.Электрические машины: В 2-х ч. Ч. 1: Учеб. для электротех. спец. вузов. – 2-е изд. перераб. и доп./Д. Е. Брускин, А. Е. Зорохович, В. С. Хвостов. - М. :Высш. шк.,

ГОСТ

Назначение и строение трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор – это статический аппарат, который предназначен для преобразования напряжения в процессе передачи электрического тока на значительные расстояния.

Основная функция трехфазного трансформатора заключается в передаче электрической энергии на большие расстояния. Электрическая энергия переменного тока вырабатывается на электростанциях. При ее передаче возникают потери на нагрев проводов. Для того, чтобы снизить их, напряжение увеличивают до значения, находящегося в диапазоне от 6 до 500 кВ. Значение увеличения напряжения зависит от расстояния до конечного потребителя и передаваемой мощности, состоящей из двух параметров:

Среди характеристик, которые оказывают влияние на потери, связанных с нагревом проводов, основной является сила тока. Если уменьшать силу тока, то необходимо увеличивать напряжение, так как в этом случае значение мощности практически не будет меняться. При доставке напряжения потребителям, его снижают до нужного значения. Таким образом основная задача трехфазного трансформатора состоит в в увеличении напряжения до передачи электрической энергии и снижении после.

Элементы, из которых состоит трехфазный трансформатор, делятся на основные части и дополнительную аппаратуру. К основным частям относятся: выводы, вводы, магнитопровод, бак, а также обмотки высокого и низкого напряжения. К дополнительной аппаратуре относятся: выхлопная труба, пробивной предохранитель, расширительный бак, приборы контроля и сигнализации, выхлопная труба, изоляторы, заливное отверстие, охлаждающие трубы и т.п.

Магнитопровод предназначен для крепления всех составляющих. Вторая его функция состоит в создании направления движения основного магнитного потока. В зависимости от крепления обмоток к сердечнику, магнитопровод может быть трех видов: стержневой, броневой и бронестержневой. Очень важным элементом трехфазного трансформатора является масло, которое используется в устройствах средней и большой мощности. Его основные функции - увеличение изоляции и охлаждение обмоток. Пример схемы трансформатора изображен на рисунке ниже.

Готовые работы на аналогичную тему

Рисунок 1. Схема трансформатора. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

1 - магнитопровод; 2,3 - обмотки высокого и низкого напряжения; 4 - бак с трансформаторным маслом; 5,6 - изоляторы; 7 - переключатель; 8 - охлаждающие трубы; 9 - расширительный бачок; 10 - измеритель уровня масла; 11 - заливное отверстие.

Принцип действия трехфазного трансформатора. Соединение обмоток

В работе трехфазного трансформатора базовым явлением является электромагнитная индукция. Из электрической сети к первичной обмотке подается питание, что способствует возникновению переменного электрического тока, а в магнитопроводе образуется магнитный переменный поток. В роли второго проводника выступает вторичная обмотка, из-за чего появляется напряжение. Разница напряжений на вторичной и первичной обмотке зависит от коэффициента трансформации, который в свою очередь зависит от количества витков в обмотках.

Электромагнитная индукция – это возникновение электрического поля, электрического тока или электрической поляризации, вследствие изменения магнитного поля при движении в нем материальной среды.

При подключении первичной обмотки к сети, в ней начинает протекать переменный электрический ток. Из-за этого в сердечнике появляется магнитный поток, охватывающий обмотки в каждой фазе. Таким образом в каждом витке возникает одинаковая электродвижущая сила.

Если число витков вторичной обмотки, меньше, чем число витков в первичной обмотке, то напряжение на выходе будет меньше, чем на входе и наоборот.

Зависимость значения электродвижущей силы от количества витков выражается следующим формулами:

$Е_1 = 4,44 • f_1 • Ф • W_1$

$E_2 = 4.44 • f_1 • Ф * W_2$

где, Е - электродвижущая сила; f1 - частота электрической сети; Ф - максимальное значение магнитного потока; W1 и W2 - количество витков в первичной и вторичной обмотках.

В трехфазный трансформаторах первичная и вторичная обмотки могут соединяться следующими способами:

При соединении обмоток трансформатора звездой линейное напряжение между началами фаз будет больше фазного напряжения (между концом и началом фазы) в 1,73 раза. В том случае, если обмотки соединяются треугольником, то линейное и фазное напряжения будут одинаковыми. Соединение звездой применяется при высоких напряжениях, а треугольником при существенных потоках. Благодаря соединению зигзагом появляется возможность сглаживания асимметрии намагничивающих токов. Но существенный недостаток соединения обмоток трехфазного трансформатора зигзагом в заключается в увеличении затрат на обмоточные материалы.

Читайте также: