Что такое трансформатор

Трансформаторы и автотрансформаторы 500-750-1150 кВ

Трёхфазные двухобмоточные трансформаторы 500—750 кВ
Тип Sном,

МВА

Каталожные данные Расчетные данные
Uном обмоток Uк, % ΔРк, кВт Рх, кВт Iх, % Rт, Ом Хт, Ом ΔQх, квар
ВН НН
ТДЦ-250000/500, ТЦ- 250000/500 250 525 15,75 13 600 250 0,45 2,65 143 1125
ТДЦ-400000/500, ТЦ- 400000/500 400 525 13,8; 15,75;20 13 800 350 0,4 1,4 89,5 1600
ТЦ- 630000/500 630 525 15,75; 20;24 14 1300 500 0,35 0,9 61,3 2205
ТЦ- 1000000/500 1000 525 24 14,5 2000 600 0,38 0,55 40 3800
ОЦ- 533000/500* 533 525/√3 15,75;24 13,5 1400 300 0,3 0,45 23,3 4797
ОРЦ-417000/750* 417 787/√3 20;24 14 800 400 0,3 0,96 69,3 3753

Обмотка НН выполняется расщепленной на две мощностью 50 % каждая.

Трёхфазные трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы 500-750-1150 кВ
Тип Sном,

МВА

Пределы регулирования Каталожные данные
Uном обмоток S обмоток, % Uк, % ΔРк внсн, кВт Рх, кВт Iх, %
ВН СН НН ВН СН НН ВН СН НН
АТДЦТН-250000/500/110: выпуска до 1985г/после1985 г. 250 ±8*1,4 % 500 121 11;38,5 100 100 40 10,5/13 24/33 13/18,5 550/640 270/230 0,45/0,45
АТДЦТН-500000/500/220 500 +8*1 %-8*1,25 % 500 230 100 100 11,5 1050 230 0,3
АОДЦТН-167000/500/220 167 ±6*2,1 % 500/√3 230/√3 11;13,8;15,75;20;38,5 100 100 30;40; 50 11 35 21,5 325 125 0,4
АОДЦТН-167000/500/220 167 ±8*1,5 % 500/√3 330/√3 10,5;38,7 100 100 20 9,5 67 61 320 70 0,3
АОДЦТН-267000/500/220 267 ±8*1,4 % 500/√3 230/√3 10,5;15,5; 20,2; 38,6 100 100 25;30; 45 11,5 37 23 490 150 0,35
АОДЦТН-267000/750/220 267 ±10 % на СН 750/√3 230/√3 10,5 100 100 30 13 32 17 600 250 0,4
АОДЦТН-333000/750/330 333 ±10 % на СН 750/√3 330/√3 15,75 100 100 36 10 28 17 580 250 0,35
АОДЦТН-417000/750/500 417 ±5 % на ВН 750/√3 500/√3 10,5;15,75 100 100 12;8 11,5 81 68 700 280 0,2
АОДЦТ-667000/1150/500 667 1150/√3 500/√3 20 100 100 27 11,5 35 22 1250 350 0,35
Трёхфазные трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы 500-750-1150 кВ (продолжение)
Тип Sном,

МВА

Расчетные данные (на три фазы)
Rт, Ом Хт, Ом ΔQх, квар
ВН СН НН ВН СН НН
АТДЦТН-250000/500/110: выпуска до 1985г/после1985 г. 250 1,7/2,28 0,47/0,28 3,52/5,22 107,5/137,5 132,5/192,5 1125/1125
АТДЦТН-500000/500/220 500 1,05/0,65 1,05/0,32  — /2,8 57,5 1500
АОДЦТН-167000/500/220 167 0,58/0,66 0,39/0,31 2,9/2,7 61,1 113,5 2004
АОДЦТН-167000/500/220 167 0,48 0,48 2,4 38,8 296 1503
АОДЦТН-267000/500/220 267 0,28 0,28 1,12;0,6 39,8 75,6 2803
АОДЦТН-267000/750/220 267 0,79 0,79 2,63 98,3 126,4 3204
АОДЦТН-333000/750/330 333 0,49 0,49 1,36 59,1 98,5 3497
АОДЦТН-417000/750/500 417 0,12 0,12 2,2; 3,24 55,1 309 2502
АОДЦТ-667000/1150/500 667 0,83 0,42 3,7 80,9 150,4 7004

Электрические и принципиальные схемы обмоток и подключения трансформаторов

Трансформаторы типа ТА выпускаются с двумя типами первичной обмотки на напряжение сети 127/220 В, и только на 220 В и тремя типами вторичной обмотки.
Напряжения на отводах первичных обмоток трансформаторов ТА на 127/220 В составляют:

  • между выводами 1 и 2, 6 и 7 — 110 В;
  • между выводами 2 и 3, 7 и 8 — 10 В;
  • между выводами 3 и 4, 5 и 9 — 7 В;
  • между выводами 4 и 5, 9 и 10 — 7 В.

Возможные варианты обмоток представлены на электрических принципиальных схемах на рисунках 1 — 2.

Электрическая принципиальная схема анодных трансформаторов ТА с напряжением питающей сети 127/220 В и частотой 50 герц:

Электрическая принципиальная схема анодных трансформаторов ТА с напряжением питающей сети 220 В и частотой 50 герц с уменьшенным расходом меди

Электрическая принципиальная схема анодных трансформаторов ТА с напряжением питающей сети 220 В и частотой 50 герц с уменьшенным расходом меди:Электрическая принципиальная схема анодных трансформаторов ТА с напряжением питающей сети 220 В и частотой 50 герц:

В трансформаторах ТА возможно последовательное и параллельное соединение вторичных обмоток. Последовательное включение различных вторичных обмоток позволяет подобрать необходимое выходное напряжение, параллельное — повысить мощность на выходных обмотках. При последовательном включении обмоток с разными допустимыми токами ток через обмотки не должен превышать минимально допустимого. Параллельное соединение допускается только тех обмоток, напряжения на зажимах которых одинаковы.

Электрические схемы последовательного и параллельного соединений вторичных обмоток трансформаторов типа ТА, ТН. ТАН н ТПП

Подключение к сети переменного тока
При использовании трансформаторов ТА-127/220В с броневыми сердечниками ШЛ и ШЛМ на 127 В необходимо:

  • соединить выводы 1 и 6, 4 и 9, при этом первичные обмотки 1—4 и 6—9 соединяются параллельно;
  • подать напряжение 127 В на выводы 1 и 4.

При использовании трансформаторов TA-127/220В с броневыми сердечниками ШЛ и ШЛМ на 220 В необходимо:

  • соединить выводы 2 и 6;
  • подать напряжение 220 В на выводы 1 и 8.

При использовании трансформаторов ТА-127/220В со стержневыми сердечниками ПЛ и ПЛМ на 127 В необходимо:

  • соединить выводы 1 и 9, 4 и 6; при этом магнитные потоки первичных обмоток обоих стержней суммируются;
  • подать напряжение 127 В на выводы 1 и 4.

При использовании трансформаторов ТА-127/220В со стержневыми сердечниками ПЛ и ПЛМ на 220 В необходимо:

  • соединить выводы 2 и 8;
  • подать напряжение питания 220 В на выводы 1 и 6.

В трансформаторах ТА-220В с броневыми сердечниками ШЛ и ШЛМ напряжение сети 220 В подается на выводы 1—8. В трансформаторах ТА-220В со стержневыми сердечниками ПЛ и ПЛМ необходимо: соединить выводы 2 и 8; подать напряжение сети 220 В на выводы 1 и 6.

Видео: Соединение вторичных обмоток трансформатора

Разбираемся с последовательным и параллельным соединением вторичных обмоток трансформатора. В качестве примера рассматриваем соединение вторичных обмоток «советсковаевого» трансформатора ТПП260.

Соединение вторичных обмоток трансформатораСоединение вторичных обмоток трансформатора

Сферы применения

Трансформаторы тока, в тех или иных целях, всегда, активно применяются во всех сферах – промышленной, коммерческой, бытовой и других, где предусмотрена эксплуатация электросети, в частности, высокого напряжения. В тех случаях, когда необходимо преобразование тока, по принципу магнитной индукции, от первичной схемы переменного тока в другую – вторичную. При этом, отличия одной от другой, могут быть самые разнообразные – напряжение, количество фаз, частота и т.д.

В дополнение, защитные устройства, позволяющие подключать приборы и аппараты по гальванической развязке, предотвращают риски, как для потребителя, так и обслуживающего персонала или пользователя. Незаменимы трансформаторы тока для измерения показателей, особенно регулярных или непрерывных.

Основная классификация

По назначению

  • Измерительные – для подключения измерительных приборов.
  • Защитные – для подключения релейных устройств или для гальванической развязки.
  • Промежуточные – для выравнивания силовой нагрузки и подключения релейных устройств.
  • Лабораторные – служат для подключения измерительных приборов высокой точности.

 По типу установки

  • Наружного подключения – для открытых распределительных устройств.
  • Закрытого подключения.
  • Встроенные в различные приборы и аппараты.
  • Накладные – «одеваются» сверху на проходной изолятор.
  • Переносные – для контрольных и аналитических измерений.

  • Многовитковые.
  • Одновитковые.
  • Шинные.

По типу изоляции

  • Сухая, к которой относится группа материалов – литая, эпоксидная, фосфорная, бакелитовая и т.д.
  • Бумажно-масляная.
  • Конденсаторная бумажно-масляная.
  • Газонаполнительная.
  • Заливочная – с компаундом.

Разновидность устройств

Выделяют несколько видов трансформаторов, которые делятся по исполнению и назначению:

Автотрансформаторы

В подобных устройствах имеется несколько выводов с одной обмотки, получая при этом  различное напряжение. Преимуществом является наименьшая стоимость из-за маленького расхода провода для обмоток, стали для магнитопровода, в результате меньший вес по сравнению с другими типами трансформаторных устройств.

Силовые

Наиболее популярная разновидность промышленных трансформаторов, применяемых в линиях электропередач для повышения или понижения напряжения.

Импульсные

Предназначаются для изменения импульсного сигнала незначительного по продолжительности (до десятка микросекунд) с допущением минимального отклонения формы импульса.

Трансформатор тока

Выносной вариант трансформаторов тока, который может быть различных размеров и с разными эксплуатационными показателями. Предназначены для измерения и контроля, а также защиты приборов.

Принцип действия трансформатора

Электромагнитная
схема однофазного двухобмоточного
трансформатора состоит из двух обмоток
(рис. 2.1), 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 1 подключают к источнику
переменного тока — электрической сети
с напряжением u1.Ко
вторичной обмотке 2 присоединяют
сопротивление нагрузки ZH.

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

При
подключении к сети в первичной обмотке
возникает переменный ток i1,который
создает переменный магнитный поток Ф,
замыкающийся по магнитопроводу. Поток
Ф индуцирует в обеих обмотках переменные
ЭДС — е1и е2,пропорциональные,
согласно закону Максвелла, числам витков
w1 и w2 соответствующей
обмотки и скорости изменения потока dФ/dt.

Рис.
2.1. Электромагнитная система  
однофазного   трансфор­матора
: 1,2
—первичная
и вторичная обмот­ки; 3
—магнитопровод

Таким образом,
мгновенные значения ЭДС, индуцированные
в каждой обмотке,

е1=
— w1 dФ/dt;     
е2= -w2dФ/dt.

Следовательно,
отношение мгновенных и действующих ЭДС
в обмотках определяется выражением

E1/E2= e1/e2= w1/w2.

                                            
(2.1)

Если
пренебречь падениями напряжения в
обмотках тран­сформатора, которые
обычно не превышают 3 — 5% от номи­нальных
значений напряжений U1 и U2
считать E1≈U l и Е2≈U2,
то получим

U1/U2≈w1/w2.

                                            
(2.2)

Следовательно,
подбирая соответствующим образом числа
витков обмоток, при заданном напряжении
U1можно
получить желаемое напряжение U2.Если
необходимо повысить вторичное напряжение,
то число витков w2 берут
больше числа w1;
такой трансформатор называют повышающим.Если
требуется уменьшить напряжение U2,то
число витков w2 берут
мень­шим w1;
такой трансформатор называют понижающим,

Отношение
ЭДС ЕВН обмотки
высшего напряжения к ЭДС ЕНН обмотки
низшего напряжения (или отношение их
чисел витков) называют коэффициентом
трансформации

k= ЕВННН = wВН/wНН

                                            
(2.3)

Коэффициент kвсегда
больше единицы.

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 (U2,
U3,
U4 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). Следовательно,

I1/I2≈ U2/U1≈ w2/w1.

                                            
(2.4)

При
увеличении вторичного напряжения
трансформатора в kраз
по сравнению с первичным, ток i2 во
вторичной обмотке соответственно
уменьшается в kраз.

Трансформатор
может работать только в цепях переменного
тока.Если
первичную обмотку трансформатора
под­ключить к источнику постоянного
тока, то в его магнито-проводе 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 E1 первич­ной
обмотке ток I1 =U1R1 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 к,то
для цепи источника

R’= P1/I12≈ P2/I12≈
I22R/I12≈ k2R

                                       
(2.5)

где Р1
мощность, потребляемая трансформатором
от источ­ника переменного тока,
Вт;
Р2 =
I22R≈ P1 —
мощность, по­требляемая сопротивлением R от
трансформатора.

Таким
образом, трансформатор
изменяет значение сопро­тивления R в
k2раз.Это
свойство широко используют при разработке
различных электрических схем для
согласования сопротивлений нагрузки
с внутренним сопротивлением источ­ников
электрической энергии.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

К основным техническим параметрам трансформаторов напряжения относятся:

  • номинальное значение напряжения электрической сети, для работы в которой предназначен ТН;
  • коэффициент трансформации;
  • мощность — номинальная величина и её максимально допустимое значение.

Поскольку величина U на низкой стороне трансформатора напряжения любого класса имеет одинаковое значение, числовое значение коэффициента трансформации равно напряжению первичной сети, делённому на 100 или на 100/√3.

Вторичные измерительные приборы обычно имеют шкалу на 100 вольт, которая проградуирована в первичных единицах. Например, при измерении в сети 35 кВ номинальное значение U вольтметра составляет 100 вольт, при этом показания прибора составляют 35 кВ.

В схемах учёта при определении реального значения потреблённой электрической энергии показания счётчика умножаются на коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения.

При определении фактической мощности нагрузки измерительных трансформаторов обычно пользуются величиной суммарного сопротивления приборов, подключенных к низкой стороне.

Оптимальное значение мощности нагрузки, при которой обеспечивается соответствие основных параметров ТН, лежит в пределах 25% – 100% номинала.

  *  *  *

2014-2021 г.г. Все права защищены.Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Каркасный бассейн во дворе дома своими руками: пошаговая инструкция с фото

Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединяются либо в звезду (Y), либо в треугольник (Δ).

Выбор схемы соединения обмоток зависит от ряда причин. Например, для сетей с напряжением 35 кВ и более выгодно соединить обмотку трансформатора в звезду и заземлить нулевую точку, так как при этом напряжение выводов трансформатора и проводов линии передачи относительно земли будет всегда в √3 раза меньше линейного, что приводит к снижению стоимости изоляции. Осветительные лампы накаливания более низкого напряжения имеют большую световую отдачу, а осветительные сети выгодно строить на более высокое напряжение. Поэтому вторичные обмотки трансформаторов, питающих осветительные сети, соединяются обычно в звезду и осветительные лампы включаются на фазное напряжение – между линейными и нулевыми проводниками. В ряде случаев, когда ток обмотки невелик, при соединении в звезду обмотки получаются более дешевыми, так как число витков при этом уменьшается в √3 раза, а сечение проводов увеличивается также в √3 раза, вследствие чего трудоемкость изготовления обмотки и стоимость обмоточного провода уменьшаются. С другой стороны, с точки зрения влияния высших гармоник и поведения трансформатора при несимметричных нагрузках целесообразно соединять одну из обмоток трансформатора в треугольник.

Рисунок 1. Соединение трехфазной обмотки зигзагом

В некоторых случаях применяется также соединение обмоток по схеме зигзага (рисунок 1), когда фаза обмотки разделяется на две части, которые располагаются на разных стержнях и соединяются последовательно. При этом вторая половина обмотки подключается по отношению к первой встречно (рисунок 1, а), так как в этом случае электродвижущая сила (э. д. с.) фазы будет в √3 раза больше (рисунок 1, б), чем при согласном включении (рисунок 1, в). Однако при встречном включении половин обмотки ее э. д. с. (√3 E1) будет все же в 2 / √3 = 1,15 раза меньше, чем при расположении обеих половин на одном стержне (2 E1). Поэтому расход обмоточного провода при соединении зигзагом увеличивается на 15%. Вследствие этого соединение зигзагом используется только в специальных случаях, когда возможна неравномерная нагрузка фаз с наличием токов нулевой последовательности.

Преимущества и недостатки установки специальной раковины над стиральной машиной

Несомненно, плюсов у этой ситуации довольно много:

  • Оптимизация пространства. Если скомбинировать верхний и нижний ярус помещения можно неплохо сэкономить пространство. Особенно если установить над умывальником полку или шкафчик с зеркалом.
  • Можно подобрать решение для любого интерьера – квадратные, округлые и необычные чаши. Иногда в продаже можно найти комплекты из стиральной машины и раковины.
  • Установка стиральной машины под столешницей раковины. Поможет вам сохранить дизайнерское решение, не нарушая его грубой и угловатой бытовой техникой.

Однако, не стоит забывать о недостатках, главный из которых – недостаточная электробезопасность.

  • Угроза безопасности. Даже незначительная протечка может привести к тому, что механизм стиральной машины выйдет из строя.
  • Не всегда получается предугадать результат . Если стиральная машина слишком низкая или, наоборот – высокая, мойкой будет попросту неудобно пользоваться.
  • Нельзя подойти вплотную к раковине, . Это будет не совсем удобно, если вы привыкли чистить зубы и умываться над ней.

Поэтому такое решение жизнеспособно и востребовано у жителей хрущёвок и студий.

Силовой трансформатор и его принцип работы

Переменный ток должен пройти через обмотку и произвести постоянно меняющийся ток. Этот поток постоянно будет меняться по своей амплитуде и направлению. Согласно закону Фарадея ЭДС должно индуцироваться за одну секунду. Он имеет такой же принцип работы как и трансформатор Тесла. Это время считается оптимальным. Если цепь в последней обмотке будет закрыта, тогда через нее сможет пройти электрический ток.

Если силовой трансформатор использует переменный ток, тогда он будет окружать катушку. Но если рядом расположить еще одну катушку, тогда потокосцепление станет направленным.

Использование ацетилена

Примеры расчета

В качестве примера выбора трансформаторов тока рассмотрим расчетную проверку правильности выбора ТТ для счетчика электроэнергии в распределительной установке, с номинальным током в 150А, при минимуме нагрузки в 15А.

Проверяется Т-0,66 200/5, с коэффициентом трансформации – 40.

Ток вторичной обмотки при номинальном токе: 150/40 = 3,75А;

Минимальный ток вторичной обмотки при номинальной нагрузке: (5*40)/100 = 2А;

Полученный ток вторичной обмотки проверяемого трансформатора больше полученного значения минимального тока, что говорит о выполнении первого требования проверки;

Рассчитаем минимальный ток вторичной обмотки при минимальной нагрузке: 15/40 = 0,38А;

Узнаем минимальный ток вторичной обмотке при минимальной нагрузке: 5*5/100 = 0,25А;

0,38А> 0,25А – еще один пункт не выходит за рамки требуемых правил соответствия выбранного трансформатора тока;

Рассчитаем значение тока при ¼ нагрузке: 150*25/100 = 37,5А;

Рассчитаем значение тока вторичной обмотки при ¼ нагрузки: 37,5/40 = 0,94А;

Узнаем минимальный ток вторичной обмотки при ¼ нагрузке: 5*10/100 = 0,5А;

Сравнив оба значения токов вторичной обмотки, видим, что и здесь расчетное значение в норме: 0,94А> 0,5А;

Вывод: трансформатор тока Т-0,66 200/5 для учета электроэнергии выбран правильно и соответствует всем нормативным значениям «ПУЭ».

Как правильно выбрать ТТ для релейной защиты

Чтобы правильно выбрать трансформаторы тока для различных блоков релейной защиты и автоматики, стоит обратить внимание на несколько важных параметров их выбора:

  • Максимальное и номинальное значение напряжения в первичной обмотке трансформатора;
  • Номинальное значение тока в первичной обмотке;
  • Класс точности.

Последний параметр – для различных видов трансформаторов имеет различные значения, а для блоков релейной защиты и автоматики имеет приоритетное значение в связи с тем, что от него зависит точность выходного сигнала, другими словами, качество питания всего блока защиты и автоматики. Для более точной работы систем защиты и автоматики в распределительных сетях применяется использование трансформаторов с повышенным классом точности – 10 (Р). Подробное рассмотрение такого понятия, как класс точности в статье публикуется ниже.

Принцип работы

На обмотку возбуждения подаём переменное напряжение U1, так как обмотка возбуждения обладает сопротивлением, создаётся электрический ток. Ток, проходя по виткам, наводит магнитодвижущую силу, а магнитодвижущая сила наводит магнитный поток. Магнитный поток идет по сердечнику, проходя все витки первичной и вторичной обмоток. В этом случае магнитный поток (Фт) является основным, т. е. рабочим. Вторая (меньшая) часть потока замыкается при помощи воздуха, проходя только через витки первичной обмотки, и является потоком рассеивания Фs1.

Если вторичная цепь (питаемая от вторичной (II) обмотки) разомкнута, то, естественно, ток отсутствует, нет возможности образования магнитного поля. Но вот мы замкнули (II) цепь, по ней пошёл ток. Значит, образуется магнитное поле, которое, в свою очередь, создаёт два магнитных потока:

  • 1 поток — в сердечник;
  • 2 поток — замыкается по воздуху.

Это означает, что вокруг (II) обмотки тоже наводится поток рассеивания. Потоки рассеивания подобны магнитному потоку самоиндукции, создающему ток в той или иной катушке индуктивности и различном проводе. Потоки являются вредными. В применении правила электромагнитной индукции при изменении главного магнитного потока наводится ЭДСв (I) Е1 и во (II) Е2 обмотках.

Так как по (I) спирали с числом витков w1 и по (II) спирали с числом витков w2 проходит один и тот же основной поток, то, следовательно, в каждом витке обеих спиралей наводится равная по значению ЭДСе. Таким образом, Es1 = ew1 и Еs2 = ew2, из этого следует, что К — коэффициент изменения трансформатора.

Поток рассеивания наводит электродвижущая сила рассеивания в первичной обмотке Es 1. Значит, напряжение, подведённое к (I) обмотке трансформатора U1, должно соответствовать падению напряжения в действующем сопротивлении I1 r1 (I) обмотки,электродвижущая сила Esl рассеивания и ЭДС E1 главного потока.

При разъединенной (II) цепи, Es 1 и I1 r1 ничтожно малы, значит, электродвижущая сила Е1, наведённая в (I) обмотке, в полном объёме оправдывает приложенное напряжение U1. При размыкании (II) цепи ЭДС Е2 электрический ток перестаёт поступать, но если замкнуть (II) обмотку,подключив электроприемники, то под воздействием (II) ЭДС по (II) цепи пойдёт ток, подходящая к трансформатору (I) мощность изменяется во (II) и применяется для приёмников электроэнергии.

Как работает трансформатор. Анимационный обучающий 2d ролик. / Урок 2Как работает трансформатор. Анимационный обучающий 2d ролик. / Урок 2

Если не брать во внимание потери, можно принять, что подходящая мощность E1 I1 почти равна (II) мощности Е2 I2 (I1 и I2 — (I) и (II) токи трансформатора). То есть при изменении (I) и (II) токи примерно обратно пропорциональны числам соответствующих обмоток

(II) ток I2, протекая по спирали, создаёт ампер-спираль I2 w2 , проходящие в той же цепи трансформатора, что и ампер-витки (I) спирали. Значит, при нагрузке главный электромагнитный поток будет ориентироваться на совместное действие ампер-витков l1 w1 (I) и ампер-витков I2 w2 (II) обмоток.

По закону Джоуля-Ленца электроиндукционный во второстепенной обмотке ток сосредоточен так, что тормозит изменение электромагнитного потокосцепления. Перемена электромагнитного потока провоцируется первичными ампер-витками l1 w1. Необходимо протекание II тока в таком направлении, чтобы образовавшиеся ампер — спирали работали в противоположную сторону от I обмотки. Падение главного магнитного потока из-за потери магнитного действия II ампер — спиралей спровоцирует упадок индукционной и электродвижущей силы в I обмотке.

В случае когда напряжение, поступающее к клемам I обмотки, постоянное, при падении оно не выравнивает напряжение, из-за этого ток возрастает до параметров, при которых возобновляется равенство напряжений. При этом главный магнитный поток обязан сохранять параметры, равные величине главного потока при свободном ходе. При любых нагрузках преобразователя напряжение U1 должно соответствовать электродвижущей силе Е1 (понижение напряжения в I обмотке игнорируем).

Необходимо, чтобы главный электромагнитный поток Фт оставался постоянным при различной нагрузке трансформатора. Ток I1 в (I) обмотке должен компенсировать воздействие ампер-витков, возникающих при токе I2 во (II) обмотке. Напряжение на клеммах (I) обмотки всегда менее ЭДС Е2 в результате уменьшения напряжения в активном и реактивном противодействиях вторичной обмотки.

Что такое трансформаторЧто такое трансформатор

Что такое коэффициент трансформации

Трансформатор не меняет один параметр в другой, а работает с их величинами. Тем не менее его называют преобразователем. В зависимости от подключения первичной обмотки к источнику питания, меняется назначение прибора.

В быту широко распространены эти устройства. Их цель — подать на домашнее устройство такое питание, которое бы соответствовало номинальному значению, указанному в паспорте этого прибора. Например, в сети напряжение равно 220 вольт, аккумулятор телефона заряжается от источника питания в 6 вольт. Поэтому необходимо понизить сетевое напряжение в 220:6 = 36,7 раз, этот показатель называется коэффициент трансформации.

Чтобы точно рассчитать этот показатель, необходимо вспомнить устройство самого трансформатора. В любом таком устройстве имеется сердечник, выполненный из специального сплава, и не менее 2 катушек:

  • первичной;
  • вторичной.

Первичная катушка подключается к источнику питания, вторичная — к нагрузке, их может быть 1 и более. Обмотка — это катушка, состоящая из намотанного на каркас, или без него, электроизоляционного провода. Полный оборот провода называется витком. Первая и вторая катушки устанавливаются на сердечник, с его помощью энергия передается между обмотками.

Для силового трансформатора

Трансформаторы бывают повышающие и понижающие, что бы это определить нужно узнать коэффициент трансформации, с его помощью можно узнать какой трансформатор. Если коэффициент меньше 1 то трансформатор повышающий(также это можно определить по значениям если во вторичной обмотке больше чем в первичной то такой повышающий) и наоборот если К>1, то понижающий(если в первичной обмотке меньше витков чем во вторичной).

Формула по вычислению коэффициента трансформации

где:

  • U1 и U2 — напряжение в первичной и вторичной обмотки,
  • N1 и N2 — количество витков в первичной и вторичной обмотке,
  • I1 и I2 — ток в первичной и вторичной обмотки.

Трансформатор тока

Формула для вычисления коэффициента трансформации ТТ:

Значения коэффициентов обычно очень большие по сравнению с силовым трансформатор. Величины могут быть такими, как представлено в таблице:

Определим коэфф. трансформации: возьмём ТТ со значениями которые выделены в таблице 600/5 = 120. Также можно взять любой трансформатор 750/5 = 150; 800/2 = 400 и тд.

Трансформатор напряжения

Формула для вычисления коэффициента трансформации ТН:

Давайте рассчитаем коэффициент трансформации для ТН который показана на фото ниже:

Нужно взять напряжение первичной обмотки(красная стрелка) и разделить на напряжение вторичной обмотки(жёлтая стрелка). 35000/100 = 350.

Коэффициент трансформации электросчетчика

Величина коэффициента трансформации широко применяется для приборов учета электроэнергии. Эти данные необходимы для правильного выбора электросчетчика и дальнейших расчетов реального энергопотребления. С этой целью используется дополнительный показатель – расчетный коэффициент учета.

Для того чтобы определить данную величину с прибора учета электроэнергии снимаются показания и умножаются на коэффициент трансформации подключенного трансформаторного устройства. Например, решая задачу, как найти нужный показатель, 60 кВт/ч нужно умножить на коэффициент, равный 20 (30, 40 или 60). В результате умножения получается 60 х 20 = 1200 кВт/ч. Полученной значение и будет реальным расходом электроэнергии.

Существуют различные виды приборов учета. По своему принципу действия они могут быть одно- или трехфазными. Они не подключаются напрямую, между ними в цепь обязательно включается трансформатор тока. Некоторые конструкции счетчиков предполагают возможность прямого включения. В сетях с напряжением до 380 вольт используются счетчики 5-20 ампер. На счетчик поступает электроэнергия в чистом виде, с постоянным значением.

В настоящее время используются индукционные приборы учета, которые постепенно заменяются электронными моделями. Они считаются устаревшими, поскольку не могут выполнять учет потребленной электроэнергии по разным тарифам. Кроме того, они не могут передавать данные на удаленное расстояние. Поэтому на смену им приходят электронные счетчики, способные напрямую преобразовывать поступающий ток в определенные сигналы. В этих конструкциях отсутствуют вращающиеся части, что способствует существенному повышению их надежности и долговечности. Коэффициент трансформации счетчиков оказывает прямое влияние на точность получаемых данных.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий