Здавалка
Главная | Обратная связь

Трехфазные трансформаторы



Магнитопроводы трехфазных трансформаторов

Трехфазный трансформатор может быть составлен из трех одинаковых однофазных; в этом случае он называется групповым. Первичные обмотки трех однофазных трансформаторов соединяют между собой по одной из трехфазных схем, так же как и вторичные обмотки.

Групповые трехфазные трансформаторы применяют при очень больших мощностях (3x630 ква и выше). Это объясняется тем, что каждый однофазный трансформатор группы меньше по габаритам и массе, чем один трехфазный трансформатор на полную мощность группы. Кроме того, при групповом трансформаторе в качестве резерва достаточно иметь один однофазный трансформатор (треть мощности группы), в то время как при одном трехфазном трансформаторе в резерве приходится устанавливать другой трансформатор на полную мощность. Поэтому групповой трансформатор имеет известные преимущества при больших мощностях, где условия транспорта и надежность при эксплуатации имеют особенно важное значение. Однако групповой трансформатор несколько дороже трехфазного трансформатора на ту же мощность, занимает больше места и имеет меньший к. п. д.

Трехфазные трансформаторы со связанной магнитной системой выполняются главным образом стержневыми (рис. 2).

Получение такого магнитопровода можно представить себе следующим образом. Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне сердечника магнитопровода, а другой стержень каждого трансформатора не имеет обмотки. Если эти три трансформатора расположить так, чтобы стержни, не имеющие обмоток, находились рядом, то три стержня можно объединить в один — нулевой.

Через объединенный стержень будут замыкаться магнитные потоки трех однофазных трансформаторов, которые равны по величине и сдвинуты по фазе на одну треть периода. Так как сумма трех равных по амплитуде и сдвинутых по фазе на 1/3 периода магнитных потоков равна нулю в любой момент времени (Фа + Фb + Фс = 0), то в объединенном стержне нет магнитного потока и надобность в этом стержне отпадает.

Таким образом, для магнитопровода достаточно иметь три стержня, которые по конструктивным соображениям располагаются в одной плоскости. На каждом стержне трехфазного трансформатора размещаются обмотки высшего и низшего напряжения одной фазы. Стержни соединяются между собой ярмом сверху и снизу. Длина магнитных линий потока среднего стержня меньше, чем крайних стержней. Поэтому магнитный поток среднего стержня встречает на своем пути меньшее магнитное сопротивление, чем магнитные потоки крайних стержней. Следовательно, в фазе, обмотка которой помещена на среднем стержне, протекает меньший намагничивающий ток, чем в фазах, обмотки которых помещены на крайних стержнях

52.

Вимірювальний трансформатор,електричний трансформатор, на первинну обмотку якого впливає вимірюваний струм або напруга, а вторинна, знижуюча, включена на вимірювальні прилади і реле захисту. І. т. застосовують головним чином врозподільних пристроях і в ланцюгах змінного струму високої напруги для безпечних вимірів сили струму, напруги потужності, енергії. На випадок пошкодження ізоляції з боку високої напруги один із затисків вторинної обмотки заземляють. З допомогою І. т. можна вимірювати різні значення електричних величин приладами ( вольтметром, амперметром, ватметром ) електровимірювань, що мають межі до 100 у і 5 а. Розрізняють І. т. напруги (для включення вольтметрів, частотомірів, паралельних ланцюгів ватметрів, лічильників, фазометрів і реле напруги) і І. т. струму (для включення амперметрів, послідовних ланцюгів ватметрів, лічильників, фазометрів і реле струму). Схеми включення І. т. в електричний ланцюг показані на мал. 1 і 2 .
       

До затисків первинної обмотки І. т. напруги (мал. 1 ) підводиться вимірювана напруга U 1 ; обмотка W 1 включається паралельно навантаженню. Вторинна напруга U 2 з обмотки W 2 подається на вольтметр або ланцюги напруги вимірювальних приладів і реле захисту. Точність виміру характеризується погрішністю в %, яка визначає точність передачі амплітуди вимірюваної напруги, і кутовою погрішністю в градусах, рівною куту між вектором первинного і поверненим на 180° вектором вторинної напруги і визначальної точність передачі фази. Більшість високовольтних І. т. напруги виготовляють секціонованими з масляним наповнювачем.

Первинна обмотка І. т. струму W 1 (мал. 2 ) включається послідовно в контрольований електричний ланцюг змінного струму I1 , а вторинна обмотка W 2 — в послідовний ланцюг амперметра або інших вимірювальних приладів. Точність І. т. струму характеризується вираженим в % відношенням різниці значень приведеного вторинного струму і дійсного первинного струму до дійсного значення первинного струму.

Для виміру потужності в ланцюзі високої напруги за допомогою ватметра необхідні як і. т. струму, так і І. т. напруги (мал. 3 ).

Для вимірів в ланцюгах постійного струму великої сили або високої напруги застосовують І. т. постійного струму особливої конструкції (мал. 4 ). Дія такого І. т. засновано на насиченні сердечників з феромагнетика при невеликих напряженностях магнітного поля, внаслідок чого середнє значення змінного струму в допоміжній обмотці стає залежним від вимірюваного постійного струму.

Літ.: Електричні виміри. Загальний курс, під ред. А. Ст Фремке, 2 видавництва, М. — Л., 1954; Арутюнов Ст О., Електричні вимірювальні прилади і виміри, М. — Л., 1958.

Мал. 3. Схема включення ватметра в однофазний ланцюг високої напруги через вимірювальні трансформатори струму і напруга: V — вольтметр; А — амперметр; W — ватметр.

 

Мал. 2б. Вимірювальний трансформатор струму. Трансформатор струму на 115 кв .

 

Мал. 1б. Вимірювальний трансформатор напруги. Трансформатор напруги на 400 кв .

 

Мал. 4. Схема вимірювального трансформатора постійного струму: 1 — сердечник; 2 — шина (дріт постійного струму); 3 — допоміжна обмотка; 4 — діоди випрямного моста; Ф — магнітний потік; У — випрямляч; А — амперметр; W 1 — первинна обмотка (шина); U ~ — допоміжне джерело змінного струму; I — вимірюваний струм.

 

Мал. 2а. Вимірювальний трансформатор струму. Схема включення.

 

Вимірювальний трансформатор напруги. Схема включення.

53.
Міністерство освіти Російської Федерації

Реферат

ККД трансформатора. Будова і робота

Виконав:

Група:

Нижній Новгород 2004 рік

Введення

Трансформатори - один з основних видів електротехнічного обладнання.
Завдяки їм можна отримувати електричну енергію, за найбільш зручномунапрузі, передавати її з мінімальними втратами напруги та будуть використаніпри напряденіі, розрахованому на будь-якого можливого споживача. Передачаелектричної енергії від місця виробництва до споживача вимагає створеннябагатьох підвищують і знижують напругу трансформаторів. Залежно відпараметрів електроенергії, необхідної тим чи іншим споживачам,трансформатори виготовляють на різні потужності та напруги. Існуютьтрансформатори потужністю від декількох вотльт-ампер до 1 200 000 кВ * А ібільше.
Для транспортування електроенергії побудовані десятки і сотні тисячкілометрів високовольтних ліній електропередачі напругою 110, 220, 330,
500, 700, 1150 і 1500 кВ.
Для забезпечення цих ліній елетропередачі, розроблені і освоєні потужнітрансформатори та автотрансформатори; створення великих серіїрозподільних трансформаторів загального призначення різної потужності іпризначення; спеціальні трансформатори для електротермическихперетворювальних та інших установок; пускові, пересувні,регулювальні, випробувальні та інші спеціальні трансформатори.

Пристрій

Трансформатор складається з замкнутого залізного осердя, на який надітідва (іноді й більше) котушки з дротяними обмотками (рис. 1). Одна зобмоток, яка називається первинною, підключається до джерела змінногонапруги. Друга обмотка, до якої приєднують «навантаження», тобтоприлади та пристрої, що споживають електроенергію, називається вторинною.
Схема пристрою трансформатора з двома обмотками наведена на малюнку 2,
Трансформатори бувають: що підвищують, що знижують однофазні, трьох ібагатофазні. Силові, вимірювальні, іспитові.
Номінальні дані щитка: SH, квт, U1H/U2H, I1H/I2H, (/ (,?.
Активними елементами трансформатора є
1. магнітопровід
2. обмотки
Магнітопроводи бувають:
1. Броньові
2. Стрижневі

Рис.1

Рис.2
Обмоткиа) дискові у броньового трансформатораб) циліндричнів) гвинтовіг) безперервні
Одношарові і багатошарові

Магнітопроводи з обмоткою поміщається в бак з трансформатором маслом, якеслужить для ізоляції та охолодження

Основні параметри трансформаторів

Генератори електричного струму з технічних причин, не можнавиготовляти на очеь великі напруги, навіть великі з них мають напругине більше 24 кВ, а таку напругу можна використовувати тільки на малихвідстанях від електростанції.

Щоб передача електричної енергії (електроенергії) на багато сотень ітисячі кілометрів стали вигідною, необхідно значно більша напруга
500, 750 кВ і більше. Для цієї мети і служить трансформатор - електомагнітноепристрій з двома або більше обмотками, призначений для перетворенняза допомогою елетромагнітной індукції змінного струму однієї напруги взмінний струм іншого (або інших) напруг. Обмотки трансформатора, доякої підбиватися енергія перетворюється перемнного струму, називаєтьсяпервинної, а обмотка від якої відводиться енергія перетвореногозмінного струму - вторічной.Существут трансформатори у яких крімпервинної та вторинної обмоток, існує третя обмотка з проміжнимнапругою.

Обмотки трансформаторів, до яких підводиться енергія перетворюєтьсяабо відводиться енергія перетвореного змінного струму, нахиваютосновними, напрмер, первинна і вторинна обмотки трансформатора. Крімосновних, у трансформатора можуть бути й інші обмотки, не пов'язанібезпосередньо з прийомом або віддачею енергії перетвореного змінногоструму, які називають допоміжними. Розрізняють Розрізняють основніобмотки трансформатора вищого (ВН), нижчого (НН) та середнього (СН) напруг.

Обмотка ВН має найбільше номінальне напаряженіе в порівнянні зіншими основними обмотками трансформатора, Обмотка НН - найменшеномінальна напруга, а обмотка СН - номінальна напруга, що єпроміжним між ВН і НН.

Трансформатор у якого первинної обмоткою називається НН - називаютьпідвищує. Наприкінці лінії передач, де починається розподіл енергії,встановлюють трансформатори, що знижують напругу лінніі до напружень,необхідних споживачу. Первинною в таких трансформаторах служить обмотка
ВН, а трансформатори називаються знижувальними. Таким чином, в залежностівід призначення підвищувати або знижувати, напруга первинної обмотки одного ітого ж трансформатора може бути обмотка НН або ВН.

Коефіцієнт корисної дії трансформатора


Перетворення електричної енергії в трансформаторі супроводжуєтьсявтратами енергії на нагрів сердечника і обмоток. Рівняння балансупотужностей трансформатора має вигляд:

де - активна потужність, споживана відмережі,

j - потужність, що віддається в навантаження,

- втрати у міді первинної обмотки,

- втрати в сталі трансформатора,

- втрати у міді вторинної обмотки.

Процес перетворення енергії в трансформаторі ілюструє енергетичнадіаграма, наведена на рис. 5

Величина

носить назви коефіцієнта корисної дії трансформатора.
Якщо позначити суму

і назвати її втратами в міді трансформатора, то ККД трансформатора можнависловити так

Втрати в сталі визначаються величиною і частотою змінимагнітного потоку в серцевині трансформатора, а так як потік майже незалежить від навантаження, то втрати в сталі залишаються майже постійними і рівнимивтрат в режимі ХХ
Оскільки втрати в міді обмотки пропорційні квадрату діючогозначення струму, що протікає через неї, останні можуть бути визначені зспрощеної схеми заміщення трансформатора (рис 2 -) в режимі КЗ.

- втрати в міді при номінальному струміпервинної обмотки,

- втрати в міді при струмі, відмінному від номінального,

.

Активну потужність у навантаженні трансформатора можна обчислити за формулою:

де - - повна потужність у навантаженні трансформаторав номінальному

режимі. Тепер вираз, що визначає ККД трансформатора можна записати ввигляді:

Ця формула рекомендована ГОСТом для визначення ККД трансформатора.

Аналіз отриманого виразу показує, що ККД неоднозначно залежить відкоефіцієнта навантаження b і є функцією характеру навантаження що ілюструється кривими, наведеними на рис. 6

Рис. 6

При b = 0, h = 0. Зі зростанням віддається потужності h збільшується, тому що венергетичному балансі зменшується питоме значення втрат у сталі,мають приблизно постійне значення. При певному значенні

ККД досягає максимуму, після чого починає зменшуватися з ростомструму навантаження. Причиною цього є збільшення втрат в міді,зростаючих пропорційно квадрату струму (або), у той час яккорисна потужність зростає пропорційно b. Значення можнаотримати з умови.

при цьому

Отже ККД має максимум при такому навантаженні, при якій втрати вміді трансформатора рівні втрат у сталі. Для трансформаторів більшоїпотужності
= 0,5 - 0,7, при цьому = 0,995. Трансформатори малої потужностірозраховується як, щоб = 1, тоді = 0,7 -
0,9. При зменшенні величини ККД зменшується, тому щозростають струми і, при яких трансформатор має заданупотужність.
Трансформатор складається з замкнутого залізного осердя, на який надітідва (іноді й більше) котушки з дротяними обмотками (рис. 1). Одна зобмоток, яка називається первинною, підключається до джерела змінногонапруги. Друга обмотка, до якої приєднують «навантаження», тобтоприлади та пристрої, що споживають електроенергію, називається вторинною.
Схема пристрою трансформатора з двома обмотками наведена на малюнку 2,

Список використаної літератури.

54.Трифазний електродвигун — двигун змінного струму, що використовує три фази мережі змінного струму. Для створення обертового магнітного поля використовується три або кратне трьом число незалежних обмоток, що утворюють нерухому частину (статор), яка не зв'язана електрично з центральною обертовою частиною — ротором, який жорстко скріплений з валом, що передає механічне навантаження.

Цей тип двигунів набув широкого застосування, оскільки, на відміну від однофазних, може стартувати самостійно. Підведення потужності вимагає трьох проводів, але завдяки особливостям трьохфазної мережі вони здатні передавати в 3 рази більшу кількість енергії, ніж два провода потрібні для живлення однофазного двигуна. Існує два основних типи електродвигунів змінного струму: синхронна машина, де магнітне поле обертається з тією ж швидкістю, що й ротор, та асинхронна машина, де спостерігається різниця частот, пропорційна навантаженню. Більшість звичайних двигунів - асинхронні, оскільки це дозволяє мати різне механічне навантаження на вал.

55.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.