Выбор трансформатора тока на стороне низшего напряжения. Ток трансформатора на низкой сторонеконструкция, виды и как выбрать?Понижающие трансформаторы относятся к категории преобразователей значения электрического тока. Причем их входящее напряжение будет выше, чем исходящее. Представленные установки применяются в линиях электропередач и быту. Принцип работы понижающих приборов, особенности и применение будут рассмотрены далее.
КонструкцияВ принципе работы трансформаторов используется физический закон электромагнитной индукции. Стандартные устройства имеют сердечник и две обмотки. Первичная обмотка понижающего трансформатора подключается к электрической сети. Вокруг сердечника магнитопривода генерируется магнитное поле. Во вторичной обмотке появляется электричество с определенным показателем напряжения. Мощность на выходе определяется соотношением количества витков в обеих катушках. Соотношением витков, составляющих обмотку первичной и вторичной катушек, можно выбирать характеристики выходного напряжения. Устройство трансформаторов позволяет получить требуемое значение тока для питания промышленных и бытовых электроприборов.
Трансформаторы напряжения не меняют частоту тока. Для этого понижающему агрегату потребуется иметь в конструкции выпрямитель. Он будет менять частоту тока с переменного до постоянного значения, и наоборот. В понижающих трансформаторах сегодня применяются полупроводники. Их работу дополняет схема интегрального типа. В цепь включаются конденсаторы, микросхемы, пьезоэлементы, резисторы и т. д. Такой понижающий бытовой трансформатор имеет небольшие габариты, высокий уровень КПД, малый вес. Он не шумит, не нагревается. В трансформаторах представленных типов допускается выбрать мощность исходящего тока. Устройство включает в схему защиту против короткого замыкания. Традиционные конструкции также пользуются спросом. Подобные схемы просты, надежны. Интересное видео: Понижающий трансформаторНазначениеТрансформаторы понижающие применяются в различных сферах человеческой деятельности. Силовые конструкции устанавливаются на подстанциях на пути следования линий электропередач. Представленные типы аппаратов понижают при работе показатель тока в сети от 380 до 220 В. При такой мощности работают бытовые электроприборы. Представленная установка называется промышленным трансформатором понижения тока.
К бытовым понижающим разновидностям относят приборы, которые работают на более низких мощностях. Они принимают 220 В на первичный контур, а выдают 42, 36, 12 В, учитывая требования потребителя. Расчет характеристик оборудованияТрансформатор понижающий может относиться к различным категориям, что зависит от ряда параметров. Помимо конструкционных отличий (наличие пьезоэлементов, конденсаторов и т. д.) оборудование отличается мощностью, назначением, строением. Общим для них является коэффициент трансформации. Он всегда будет меньше 1. Не существует понижающий трансформатор с коэффициентом больше 1. Такие приборы относятся к категории повышающих агрегатов.
Чтобы подобрать правильное количество витков в контурах, производится расчет. Известно, что коэффициент трансформации, равен 0,2. Прибор понижает напряжение в сети. В первичной обмотке 120 витков. Определим количество витков во вторичной катушке: ВО = 120*0,2 = 24 витка. Используя коэффициент трансформации, определяем выходное напряжение. Если на первичную обмотку поступает ток 220 В, расчет будет таким: НВ = 220*0,2 = 44 В. Зная коэффициент трансформации, как определить мощность оборудования, не составит труда. Когда мы выбираем прибор для изменения параметров тока в цепи, требуется определение потребностей стандартных потребителей. При пониженной нагрузке в сети бытовая техника не будет работать правильно. Чтобы в трансформаторе не вырабатывалось слишком низкое значение тока, обязательно учитывают коэффициент трансформации.
РазновидностиКогда потребность промышленного или бытового оборудования в вопросе уровня напряжения определена, нужно обратить внимание на выбор разновидности аппарата. Различают следующие виды:
Многообразие представленных конструкций позволяет применять их в различных сферах деятельности человека. Стоимость оборудования зависит от мощности аппаратуры, сложности конструкции, области применения. Про понижающие трансформаторы 380/220 мы уже писали на этой странице.
Видео: Силовой понижающий трансформатор с несколькими вторичными обмотками. Распространенные моделиПокупатели отдают предпочтение в большинстве случаев всего нескольким моделям. Чтобы правильно выбрать аппаратуру, потребуется знать их маркировку, ее расшифровку. Большим спросом пользуются такие модели:
Информация о разновидности прибора приведена в маркировке. Она указывается на корпусе трансформатора. Маркировка находится в открытом доступе для обслуживающего персонала. Интересное видео: Сетевой понижающий трансформаторКак выбрать?Выбрать трансформаторное устройство представленного типа может профессионал. Существует несколько правил в проведении этого процесса. В первую очередь следует обратить внимание на показатель входного напряжения. Оборудование должно быть рассчитано на прием определенного напряжения. Затем нужно установить, какой уровень тока требуется потребителю. В соответствии с этой характеристикой выбирают параметры выходного напряжения. Мощность приборов, подведенных к трансформатору, должна быть немного ниже, чем его выходное напряжение. Качественные изделия выдерживают аварийные ситуации. В них предусмотрена особая защита от короткого замыкания, перенапряжения, резких скачков электричества, перегрузок. В этом случае система работает стабильно даже в неблагоприятных условиях. Установка и эксплуатацияВнутреннюю часть представленного агрегата нужно тщательно защищать от неблагоприятных внешних воздействий. В корпус не должны попадать пыль, влага, грязь и прочие посторонние вещества. Поэтому оборудование устанавливается в защитный корпус, кожух или ящик. В него должен быть обеспечен легкий доступ. Обслуживающий персонал при необходимости быстро произведет осмотр системы в случае необходимости.
Монтаж нужно проводить таким образом, чтобы исключить вероятность случайного соприкосновения человека к неизолированным проводникам тока. Агрегат подключается к заземлению при помощи медного провода. Сечение должно составлять от 2,5 мм и более. Периодически производится осмотр, обслуживание и ремонт трансформаторов. Неисправности должны вовремя устраняться. Интересное видео: Как намотать своими руками сетевой понижающий трансформатор 220 на 12 вольт? При выборе места установки, условий эксплуатации обязательно учитывают требования производителя. ГОСТ устанавливает климатическое исполнение, которое должно учитываться при установке. Рассмотрев особенности, применение и условия эксплуатации понижающих трансформаторов, можно выбрать оптимальную разновидность приборов. protransformatory.ru 2. Повышающие и понижающие трансформаторы | 9. Трансформаторы | Часть2
2. Повышающие и понижающие трансформаторыПовышающие и понижающие трансформаторы До сих пор мы с вами рассматривали трансформаторы, у которых первичная и вторичная обмотки имели одинаковую индуктивность, давая примерно одинаковые уровни напряжения и тока в обоих цепях. Однако, равенство напряжений и токов между первичной и вторичной обмотками трансформатора не является нормой для всех трансформаторов. Если индуктивности двух обмоток имеют разную величину, происходит нечто интересное: transformer v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 l1 2 0 10000 l2 3 5 100 k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 rload 4 5 1k .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .end freq v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 9.975E-05 Primary winding freq v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.962E-01 9.962E-04 Secondary winding Обратите внимание на то, что вторичное напряжение примерно в десять раз меньше первичного (0,9962 вольт против 10 вольт), а вторичный ток примерно в десять раз превышает первичный (0,9962 мА против 0,09975 мА). В этом SPICE моделировании описано устройство, которое в десять раз понижает напряжение и в десять раз повышает ток.
Трансформатор - это очень полезное устройство. С его помощью мы легко можем повысить или понизить напряжение и ток в цепях переменного тока. Появление трансформаторов сделало практической реальностью передачу электроэнергии на большие расстояния. Трансформаторы позволяют уменьшить потери на проводах линий электропередач (соединяющих генерирующие станции с нагрузками) путем повышения переменного напряжения и понижения переменного тока. На обоих концах (как на генераторе, так и на нагрузках) трансформаторы понижают уровни напряжения до более безопасных значений и снижают стоимость применяемого оборудования. Трансформатор, который на выходе (во вторичной обмотке) вырабатывает более высокое напряжение, чем приложено на входе (к первичной обмотке), называется повышающим трансформатором (его вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная). И наоборот, понижающий трансформатор вырабатывает на своем выходе меньшее напряжение, чем подается на его вход, поскольку его вторичная обмотка имеет меньшее число витков по сравнению с первичной. Посмотрите еще раз на фотографию, показанную в предыдущей статье:
На поперечном разрезе трансформатора хорошо видно первичную и вторичную обмотки.
Это понижающий трансформатор, о чем свидетельствует большое количество витков первичной обмотки и малое число витков вторичной обмотки. Он преобразует высокое напряжение и маленький ток в низкое напряжение и большой ток. Благодаря большому току вторичной обмотки, в ней используется провод большого сечения. Первичная обмотка, ток в которой имеет небольшую величину, может быть выполнена из провода меньшего сечения. Любой из рассмотренных типов трансформаторов можно использовать по противоположному назначению (подключить вторичную обмотку к источнику переменного напряжения, а первичную обмотку - к нагрузке). В этом случае трансформатор будет выполнять противоположную функцию: понижающий трансформатор будет функционировать как повышающий, и наоборот. Однако, для эффективной работы трансформатора индуктивности каждой из его обмоток должны быть спроектированы под конкретные рабочие диапазоны напряжения и тока (этот вопрос рассматривался в предыдущей статье). Поэтому, при использовании трансформатора по "противоположному" назначению, напряжения и токи его обмоток должны оставаться в исходных конструктивных параметрах. Только в этом случае трансформатор будет эффективен (и не будет поврежден чрезмерным напряжением или током!). Трансформаторы часто имеют такую конструкцию, что не очевидно, какие провода принадлежат к первичной обмотке, а какие к вторичной. Во избежание путаницы, на многих трансформаторах (в основном импортного производства) используется обозначение "Н" для высоковольтной обмотки (первичная обмотка в понижающем трансформаторе, вторичная обмотка в повышающем трансформаторе), и обозначение "X" для низковольтной обмотки. Поэтому простой силовой трансформатор будет иметь провода с надписью «h2», «h3», «X1» и «X2». Если вы вспомните, что мощность равна произведению напряжения и тока, то поймете почему напряжение и ток всегда движутся в "противоположных направлениях" (если напряжение увеличивается, то ток уменьшается, и наоборот). Вы так же поймете, что трансформаторы не могут производить энергию, они могут только преобразовывать ее. Любое устройство, которое могло бы произвести больше энергии, чем потребило, нарушило бы Закон сохранения энергии (энергия не может быть создана или уничтожена, она может быть только преобразована). Практическая значимость вышесказанного становится более очевидной, когда рассматривается альтернатива: до появления эффективных трансформаторов, преобразование уровней напряжения и тока могло быть достигнуто только за счет использования установок, содержащих моторы и генераторы:
Установка мотор/генератор иллюстрирует основной принцип трансформатора
В этой установке мотор механически соединен с генератором. Генератор предназначен для получения желаемых уровней напряжения и тока за счет скорости вращения мотора. В то время, как и мотор и генератор являются достаточно эффективными устройствами, использование их в связке не обладает достаточной эффективностью, так что общий КПД установки находится в диапазоне 90% или менее. Кроме того, движущиеся части данных установок подвержены трению и механическому износу, а это, в свою очередь, влияет как на срок службы, так и на производительность. Трансформаторы же, с другой стороны, способны преобразовывать переменное напряжение и ток с очень высокой эффективностью без движущихся частей, что делает возможным широкое распространение и использование электроэнергии, которую мы считаем само собой разумеющимся. Справедливости ради стоит сказать, что установки мотор/генератор не обязательно являются устаревшими в сравнении с трансформаторами во всех сферах применения. Если трансформаторы явно превосходят моторы/генераторы в преобразовании переменного напряжения и тока, то они не могут преобразовать одну частоту переменного тока в другую, а также преобразовать (сами по себе) постоянное напряжение в переменное или наоборот. Установки мотор/генератор могут все это делать относительно просто, хотя и с некоторыми ограничениями эффективности, описанными выше. Эти установки также обладают уникальным свойством сохранения кинетической энергии: то есть, если по какой-либо причине источник питания мотора мгновенно отключается, его угловой момент (инерция вращательного движения) будет еще некоторое время поддерживать вращение генератора, изолируя тем самым нагрузку (питаемую генератором) от «сбоев» в основной энергосистеме. При внимательном просмотре цифр в SPICE анализе вы должны увидеть соотношение между коэффициентом трансформации и двумя индуктивностями. Обратите внимание на то, что первичная обмотка (l1) имеет в 100 раз большую индуктивность, чем вторичная (10000 Гн против 100 Гн), и что напряжение было понижено с 10 В до 1 В (в 10 раз). Обмотка с большей индуктивностью имеет более высокое напряжение и меньший ток. Поскольку обе обмотки трансформатора намотаны вокруг одного и того же сердечника (для наиболее эффективной магнитной связи между ними), параметры, влияющие на их индуктивность равны, за исключением количества витков в каждой из обмоток. Если мы еще раз взглянем на формулу индуктивности, то увидим, что индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа ее витков:
Таким образом, должно быть очевидно, что две обмотки трансформатора в вышеприведенном SPICE моделировании при соотношении их индуктивностей 100 : 1 должны иметь соотношение витков провода 10 : 1, так как 10 в квадрате равно 100. Поскольку соотношение витков соответствует соотношению между первичным и вторичным напряжениями и токами (10 : 1), мы можем сказать, что коэффициент трансформации напряжения и тока равен соотношению витков провода между первичной и вторичной обмотками.
Повышающее / понижающее действие соотношения витков обмоток в трансформаторе аналогично соотношениям шестеренок в механических редукторных системах, которые преобразуют значения скорости и крутящего момента во многом таким же образом:
Повышающие и понижающие трансформаторы, применяющиеся для распределения электроэнергии, могут иметь гигантские размеры (сопоставимые с размером дома). На следующей фотографии показан трансформатор подстанции высотой около четырех метров:
Обзор:
www.radiomexanik.spb.ru Нормы и причины возникновения гудения трансформаторов Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика». В данной статье я расскажу Вам про требования нормативных документов к характеру гудения силовых трансформаторов и покажу на наглядном примере гудение силового трансформатора ТМ (ТаМ) мощностью 1000 (кВА) и напряжением 10/0,5 (кВ), а затем Вы постараетесь определить, нормальный это шум или нет! Начну с того, что характер гудения исправного трансформатора, согласно Инструкции по его эксплуатации, должен быть ровным и умеренным без каких-либо резких шумов, тресков, дребезжаний, жужжаний и т.п. Если при осмотре трансформатора слышен сильный неравномерный шум и потрескивание внутри бака трансформатора, то его необходимо срочно выводить из работы (ПТЭЭП, п.2.1.41).
Причин для возникновения повышенного гудения трансформатора может быть несколько и сейчас я рассмотрю самые распространенные из них. 1. Ослабление болтов крепления крышки трансформатора, расширителя, выхлопной трубы и т.п. Для устранения гудения необходимо отключить трансформатор от сети и протянуть все ослабленные крепежные болты.
2. Повышенный уровень питающего напряжения В этом случае необходимо отключить трансформатор от сети и установить переключатель его привода ПБВ в соответствующее положение. Предположим, что изначально напряжение в сети имело величину 10,0-10,2 (кВ) и переключатель ПБВ стоял в среднем положении (II). Для работы трансформатора от питающего напряжения величиной 10,5 (кВ) и более, переключатель ПБВ необходимо установить в положение (I).
Кстати, рекомендую Вам почитать статью об устройстве и конструкции реечного переключателя обмоток ПБВ. Там я наглядно продемонстрировал как происходит переключение витков обмоток силового трансформатора при переключении ступеней. Если напряжение в сети превысит 11 (кВ), то необходимо переключать ступени не на нашем трансформаторе 10/0,5 (кВ), а уже на питающем трансформаторе, например, главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия или района.
Предлагаю Вам посмотреть видео о том, как происходит переключение ступеней привода РНП на трансформаторе ТРДЦН мощностью 63 (МВА) и напряжением 110/10 (кВ) на одной из главных понизительных подстанций (ГПП). 3. Ослабление прессовки пакета и стыков магнитопровода При неплотной укладке и стяжке пакета магнитопровода, под действием электромагнитного поля, некоторые пластины могут вибрировать с его частотой, из-за чего и становится слышно неравномерное и сильное гудение. В этой ситуации трансформатор необходимо вывести в ремонт, вынуть его активную часть (если трансформатор масляный) и протянуть все ослабшие прессующие шпильки пакета магнитопровода.
4. Вибрация крайних листов магнитопровода В этом случае необходимо расклинить крайние листы магнитопровода, например, электрокартоном.
5. Работа силового трансформатора в режиме перегрузки В этом случае нужно лишь снизить нагрузку трансформатора, например, путем отключения менее ответственных потребителей. 6. Несимметрия нагрузки трансформатора по фазам Здесь необходимо распределить нагрузку по фазам более равномерно. 7. Электрические разряды между обмоткой (или ее отводов) и корпусом Между обмоткой и корпусом, или ее отводами и корпусом, могут возникать различного рода электрические разряды (не пробой), которые сопровождаются явным и слышимым потрескиванием. Кстати, характерные потрескивания могут быть слышны при ослаблении контакта заземления или его обрыве внутри трансформатора, т.к. при обрыве заземления возникают разряды на корпус, что воспринимается, как треск внутри трансформатора. Посмотрите для примера мой видеоролик про искровой разряд в электроустановке 10 (кВ), возникший на трансформаторе тока. Для устранения подобных разрядов необходимо вывести трансформатор в ремонт с выемкой активной части, а дальше заниматься поиском места возникновения разряда и его устранением. Вернемся к нашему примеру. Достаточно быстро и без отключения трансформатора от сети можно определить уровень питающего напряжения, работу трансформатора в режиме перегрузки и несимметрию нагрузки. По амперметру, подключенного к трансформаторам тока данного фидера (присоединения), можно определить нагрузку трансформатора со стороны 10 (кВ). Как видите, ток нагрузки составляет около 26 (А), что почти вдвое меньше номинального тока трансформатора 57,7 (А), а значит это уже исключает причину перегруза трансформатора.
По низкой стороне трансформатора, на вводе сборных шин 500 (В), тоже установлен амперметр, который показывает 400 (А), что также исключает перегруз.
Осталось проверить несимметрию нагрузки. Это можно сделать по низкой стороне, например, с помощью электроизмерительных клещей на вводе сборных шин 500 (В). На момент визита на подстанцию, клещей у меня с собой не было, но практически со 100% уверенностью могу сказать, что несимметрия нагрузки у данного силового трансформатора отсутствует, т.к. все потребители являются трехфазными в виде электродвигателей и подключены на линейное напряжение 500 (В), никаких однофазных и двухфазных потребителей на секции нет. Напряжение питания нашего трансформатора находится в норме и составляет 10,6 (кВ). Величину питающего напряжения я посмотрел на распределительной подстанции по киловольтметру, который подключен к измерительным трансформаторам напряжения 3хЗНОЛ-06.10 сборной секции шин 10 (кВ), куда подключен и наш фидер (присоединение).
А в завершении статьи, предлагаю Вам послушать, как гудит силовой трансформатор ТМ (ТаМ) мощностью 1000 (кВА) и напряжением 10/0,5 (кВ), и определить, нормальный у него характер гудения или нет. Пишите свое мнение в комментариях к данной статье. P.S. Всем спасибо за внимание. И еще один вопрос! Встречались ли у Вас случаи, когда трансформатор был аварийно выведен из работы из-за неравномерного гудения или наличия потрескиваний внутри бака? Расскажите про свои случаи из практики. Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями: zametkielectrika.ru Выбор трансформатора тока на стороне низшего напряжения⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5Напряжение установки Uуст.=10 кВ. Максимальный рабочий ток, согласно (9.12) Iраб.max = 3880 А. Предварительно по таблице 31.9 [3] принимаем ТТ типа ТПШЛ-10У3 со следующими номинальными параметрами: номинальный первичный ток I1 = 4000 – 5000 А; номинальный вторичный ток I2 = 5 А; кратность электродинамической стойкости кратность термической стойкости. время термической стойкости tт=3 с. Проверка ТТ по динамической стойкости, согласно (9.26)
Проверка ТТ по термической стойкости, согласно (9.27)
Окончательно принимаем выбранный ТТ к установке. 9.5 Выбор трансформаторов напряжения Условия выбора трансформаторов напряжения (ТН) для питания электроизмерительных приборов. По номинальному напряжению: U2≤U2ном. (9.28) По нагрузке вторичной цепи: S2∑≤S2ном, (9.29) где S2ном – номинальная мощность в выбранном классе точности; S2∑ – нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения.
Выбор трансформатора на стороне высшего напряжения На стороне ВН устанавливаются один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения и три вольтметра для измерения междуфазного напряжения. Принимаем к установке вольтметры типа Э-335, его параметры: мощность одной катушки P=2,0 Вт; число кашек: 1; число приборов: 4; класс точности: 1,0. Таким образом S2å=8 В·А. Проверка по нагрузке вторичной цепи, согласно (9.29) S2å =8 В·А < S2НОМ = 400 В·А. ТН для установки на стороне ВН по таблице 31.13 [3] принимаем марки НКФ-220-58, S2ном= 400 В·А. Сечение соединительного кабеля выбирается из условия механической прочности. Принимаем к установке кабель марки АКВРГ, сечение 2,5 мм2.
9.5.2 Выбор трансформатора напряжения на стороне среднего напряжения На стороне СН к вторичным обмоткам ТН присоединяются один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения и три вольтметра для измерения междуфазного напряжения, катушки напряжения ваттметров, катушки счетчиков активной и реактивной мощности. Перечень приборов и их характеристики даны в таблице 2.
Таблица 2 – Перечень приборов .
Вторичная нагрузка
Проверка по нагрузке вторичной цепи, согласно (9.29) S2å =32,71 В·А < S2НОМ = 400 В·А. На стороне СН по таблице 31.13 [3] принимаем трансформатор напряжения марки НКФ-110-58, S2ном=400 ВА. Принимаем к установке соединительный кабель марки АКВРГ сечением 2,5 мм2.
9.5.3 Выбор трансформатора напряжения на стороне низшего напряжения На стороне НН к вторичным обмоткам ТН присоединяются один вольтметр с переключением для измерения фазного напряжения и три вольтметра для измерения междуфазного напряжения, катушки напряжения ваттметров, катушки счетчиков активной и реактивной мощности. Перечень приборов и их характеристики даны в таблице 3.
Таблица 3 – Перечень приборов.
Вторичная нагрузка, согласно (9.30)
Проверка по нагрузке вторичной цепи, согласно (9.29) S2å =32,71 В·А < S2НОМ = 75 В·А На стороне НН по таблице 31.13 [3] принимаем ТН марки НОМ-10-66, S2ном=75 В·А. Принимаем к установке соединительный кабель марки АКВРГ сечением 2.5 мм2. Проектируемая нами подстанция должна удовлетворять всем современным требованиям. При проектирование были использовано новое оборудование, улучшающее эксплуатацию подстанции техническому персоналу.
ЛИТЕРАТУРА 1 Электрооборудование станции и подстанций: учебное пособие для вузов /Л. Д. Рожкова, В. С. Козулин - 3-е изд., перераб. и доп.,- М: Энергоатомиздат 1987.-648с. 2 Электрическая часть станции и подстанций; Справочные материалы, Учебное пособие для электрических специальностей вузов/ Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б. Н. Под ред. Неклепаева Б. Н., 3-е изд. Перераб. и доп.,- М: Энергия, 1978- 456 с. 3 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2т./Под общ. ред. А. А. Федорова. Т.2. Электрооборудование. – М: Энергоатомиздат, 1987.- 592 с. 4 Ресурсы сайта www.diarost.ru. ЗАО «Диарост». Прейскурант цен на трансформаторы. 5 Торговая система http://www.b2b-energo.ru/market. Прейскурант цен на ячейки ОРУ. 6 Электрическая часть станции и подстанций : Учебное пособие для вузов/ Под ред., А. А. Васильева, 2-е изд., перераб. и доп.,- М: Энергоатомиздат 1990г. 7 Ресурсы сайта www.info.garmony.ru ООО «ПФК Гармония» Технические характеристики элегазовых выключателей. 8. Ресурсы сайта www.rzva.ru. ЗАО «Высоковольтный союз». Технические характеристики вакуумных выключателей для цепей НН. 9 Правила устройства электроустановок- 6-е издание переработано и доп.- М: Энергоатомиздат 1998г.
Читайте также: lektsia.com 22.1. Основные типы трансформаторов, элементы конструкцииГлава двадцать вторая СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ Электрическая энергия, вырабатываемая на электростанциях, при передаче к потребителям претерпевает многократную трансформацию в повышающих и понижающих трансформаторах. Поэтому мощность трансформаторов, установленных в энергосистемах, превышает установленную мощность генераторов (киловольт-амперы) в 4 —5 раз. Несмотря на относительно высокий КПД трансформаторов стоимость энергии, теряемой ежегодно в трансформаторах, составляет значительную сумму. Естественно поэтому стремление к уменьшению числа ступеней трансформации, уменьшению установленной мощности трансформаторов и лучшему их использованию. Трансформаторы изготовляют трехфазными и однофазными, двух- и трех-обмоточными. Преимущественное применение имеют трехфазные трансформаторы, экономические показатели которых выше показателей групп из однофазных трансформаторов при той же надежности. Группы из однофазных трансформаторов применяют только при самых больших мощностях, при напряжениях 500 кВ и выше в целях уменьшения транспортной массы. Трансформаторы всех типов (в том числе и автотрансформаторы) изготовляют в соответствии со следующей шкалой номинальных мощностей (киловольт-амперы), установленной ГОСТ 9680 - 77Е:
Применительно к однофазным трансформаторам приведенные значения мощности следует понимать1 как мощности трехфазных групп. Основными требованиями, предъявляемыми к трансформаторам, являются надежность работы и экономичность. Потери мощности в трансформаторах слагаются из потерь холостого хода и потерь короткого замыкания. Для уменьшения потерь мощности в магнито-проводах применяют холоднокатаную сталь с малым содержанием углерода и присадками, улучшающими свойства стали. Магнитопровод собирают из листов толщиной 0,35 мм и меньше. Потери короткого замыкания состоят из джоулевых потерь в обмотках и добавочных потерь в обмотках и элементах конструкции трансформатора, определяемых напряженностью магнитного поля рассеяния. Снижения потерь короткого замыкания достигают в основном уменьшением добавочных потерь различными методами конструктивного порядка, в частности применением многопроволочных проводов с изолированными жилами. Напряжение короткого замыкания. При передаче мощности через трансформатор имеет место падение напряжения, определяемое сопротивлением трансформатора — напряжением короткого замыкания ик. Последнее зависит в основном от размеров обмоток (диаметра и ширины канала между обмотками, высоты обмотки), следовательно, от номинального напряжения и мощности трансформатора. При относительно небольшом значении ик падение напряжения в трансформаторе невелико. Однако при КЗ за трансформатором ток получается большим. Это влечет за собой необходимость изготовления трансформаторов с большой динамической и термической стойкостью и приводит, следовательно, к увеличению их стоимости. Увеличиваются также требования к динамической и термической стойкости коммутационных аппаратов на стороне вторичного напряжения. С учетом условий работы трансформаторов в системе при конструировании трансформаторов приходится ориентироваться на оптимальное значение напряжения короткого замыкания. Чем выше номинальное напряжение и больше мощность трансформатора, тем выше напряжение короткого замыкания: трансформаторы мощностью до 6300 кВ∙А с напряжениями 10 — 35 кВ имеют напряжение короткого замыкания в пределах 5,5—7,5%, а более мощные трансформаторы с напряжением 110-500кВ - в пределах 10-15%. Изолиния обмоток трансформатора определяется испытательными напряжениями (промышленной частоты и импульсных), установленными в соответствии с номинальным напряжением трансформатора, системой рабочего заземления электрической сети и характеристиками разрядников *. Обмотки трансформаторов, предназначенные для присоединения к эффективно-заземленным сетям снапряжением 110 кВ и выше, выполняют с изоляцией на полное испытательное напряжение только у линейного вывода. Изоляцию обмоток у второго вывода, подлежащего заземлению, рассчитывают на меньшее испытательное напряжение. Такие обмотки выполняют в виде двух концентров (рис. 22.1). При этом наружный концентр состоит из двух частей, расположенных друг над другом по высоте стержня и намотанных в противоположных направлениях. Части обмоток соединяют параллельно, а линейный вывод устраивают посередине. Таким образом удается существенно уменьшить изоляцию торцов обмотки. Трехобмоточные трансформаторы. Трехобмоточные трансформаторы применяют в основном в качестве понижающих трансформаторов. Они имеют мощность до 100 MB∙А и высшее напряжение до 220 кВ. Мощности обмоток высшего, среднего и низшего напряжений равны соответственно 100/100/100, 100/100/67 и 100/67/100% номинальной мощности трансформатора. Сумма нагрузок обмоток среднего и низшего напряжений не должна превышать номинальной мощности трансформатора. * Эти вопросы относятся к курсу «Техника высоких напряжений». Обмотки высшего, среднего и низшего напряжений трех обмоточных трансформаторов размещают на стержнях концентрически в следующем порядке: обмотку высшего напряжения — снаружи, обмотку низшего напряжения — внутри у стержня, обмотку среднего напряжения — между обмотками высшего и низшего напряжений. При таком расположении обмоток напряжение КЗ между обмотками высшего и среднего напряжений имеет минимальное значение, что позволяет передать большую часть мощности в сеть среднего напряжения с минимальными потерями напряжения. Напряжение КЗ между обмотками высшего и низшего напряжений относительно велико, что способствует ограничению тока КЗ в сети низшего напряжения. Разновидностью трехобмоточного трансформатора является трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения [22.1], В таком трансформаторе (рис. 22.2, а) обмотка низшег о напряжения каждой фазы выполнена из двух частей (ветвей), расположенных симметрично по отношению к обмотке высшего напряжения. Номинальные напряжения ветвей обмотки одинаковы. Мощность каждой обмотки низшего напряжения
составляет часть номинальной мощности трансформатора (при двух ветвях — половину, при трех ветвях — 1/3 номинальной мощности). В трехфазных трансформаторах обе части расщепленной обмотки размещены на общем стержне соответствующей фазы одна над другой, а в однофазных трансформаторах части обмотки размещены на разных стержнях. Каждая ветвь расщепленной обмотки имеет самостоятельные выводы. Допускается любое распределение нагрузки между ветвями расщепленной обмотки, например при двух ветвях одна ветвь может быть полностью нагружена, а вторая отключена или обе ветви нагружены полностью. Достоинством трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения является большое сопротивление короткого замыкания между ветвями, что дает возможность ограничить ток КЗ на стороне низшего напряжения, например на подстанциях. Повышающие трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения применяют в случаях, когда несколько генераторов должны быть присоединены к общему трансформатору (например, на гидростанциях). Одной из характеристик трансформатора с расщепленной обмоткой является коэффициент расщепления kp, который для случая двух ветвей равен отношению сопротивления короткого замыкания между ветвями расщепленной обмотки Z2-3 к сопротивлению короткого замыкания между обмоткой высшего напряжения и параллельно соединен- ными ветвями расщепленной обмотки:
Для однофазных трансформаторов коэффициент расщепления kр ≈ 4, а для трехфазных трансформаторов kp ≈ 3,5. Сопротивления лучей в схеме замещения трансформатора с обмоткой низшего напряжения, расщепленной на две ветви (рис. 22.2,б), могут быть определены из следующих выражений:
После подстановки в (22.1) и (22.2) соответствующих значений для kp получим: для однофазных трансформаторов
для трехфазных трансформаторов
studfiles.net |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
;
.
.
, (9.30)
.
