Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трансформаторы и трансформаторные подстанции

Трансформаторы и трансформаторные подстанции

трансформатор на потребительской подстанции

Трансформаторная подстанция — это устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения. Основной элемент каждой подстанции — трехфазный трансформатор (рис. 1).
Основу трансформатора составляет замкнутый магнитопровод, состоящий из трех стержней. На каждом стержне трансформатора располагаются две обмотки. Обмотку трансформатора, к которой подводится напряжение питающей сети, называют первичной, а обмотку, к которой подключается нагрузка, — вторичной.
Принцип действия трансформатора основан на явлении взаимной индукции. При подключении первичной обмотки трансформатора к сети переменного тока напряжением по обмотке начинает проходить ток, который создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф. Пронизывая витки вторичной обмотки, поток индуцирует в ней ЭДС U2, которая может быть использована для питания нагрузки.
Коэффициент трансформации

где w — число витков первичной и вторичной обмоток.
При к > 1 трансформатор является понижающим, а при к < 1 — повышающим.
трехфазный трансформатор
Рис. 1. Трехфазный силовой трансформатор:
1 — расширитель; 2— радиатор; 3 — сердечник; 4 — обмотка высокого напряжения; 5— обмотка низкого напряжения

При работе трансформатора за счет токов в обмотках, перемагничивания магнитопровода и наличия вихревых токов в нем выделяется теплота. Поэтому в мощных трансформаторах магнитопровод с обмотками погружают в бак, заполненный трансформаторным маслом. Масло отводит теплоту за счет конвекции иди принудительной циркуляции. Для увеличения охлаждающей поверхности в стенки баков вваривают стальные трубы или радиаторы. Трансформаторное масло не только охлаждает трансформатор, но служит хорошим изолятором. Трансформаторы малой мощности (до 10 кВ-А) выполняют с воздушным охлаждением.
На рисунке 2 изображены основные характеристики силовых трансформаторов. Из рисунка видно, что существует определенная мощность нагрузки, при которой КПД трансформатора максимален. Эта мощность называется номинальной мощностью трансформатора. Поскольку обмотки трансформатора обладают сопротивлением, то напряжение на вторичной обмотке зависит от нагрузки трансформатора и равно номинальному только при номинальной мощности нагрузки. При уменьшении нагрузки напряжение возрастает, а при увеличении — уменьшается.

Рис. 2. Рабочие характеристики трансформатора

Кроме трансформатора на подстанции смонтированы необходимое коммутационное оборудование, приборы контроля и учета.
Трансформаторные подстанции бывают распределительные и потребительские. На распределительных (районных) подстанциях электроэнергия трансформируется с напряжения 500 кВ на напряжение 110 кВ, на потребительских — с 10 кВ на 380/220 В и подается непосредственно потребителям.
По конструктивному исполнению потребительские трансформаторные подстанции бывают открытые (наружной установки) и закрытые. Конструкция подстанции зависит от мощности трансформатора. При небольшой мощности его применяют мачтовые подстанции, когда трансформатор и все оборудование размещается на столбе. При мощности трансформатора более 100 кВ · А в отдельно стоящих кирпичных или металлических зданиях устанавливают комплектные трансформаторные подстанции типа КТП, которые полностью монтируют на заводе и поставляют в собранном виде.

Читайте так же:
Стабилизатор 78l05 схема включения

Трансформатор напряжения

Своим появлением трансформатор обязан английскому ученому Майклу Фарадею. В 1831 году физик описал явление, которое назвал «электромагнитная индукция». Оно заключается в том, что в близко расположенных катушках (обмотках) проявляется ярко выраженная

Трансформатор напряжения

электромагнитная взаимосвязь. То есть, если в первой катушке (первичной обмотке) создать переменный ток, то во второй катушке (вторичной обмотке) возбуждается напряжение с аналогичной частотой и мощностью, зависящей от многих параметров, которые рассмотрим далее.

Трансформаторы напряжения назначение и принцип действия

Трансформатор напряжения 3д модель

Трансформаторы напряжения предназначены для преобразования энергии источника напряжения в напряжение с нужным нам значением (амплитудой). Нужно заметить, что такие трансформаторы работают только с переменным напряжением и его частота остается неизменной.

Для чего нужен трансформатор напряжения?

Трансформаторы напряжения, в силу своей универсальности, необходимы в блоках питания, устройствах обработки сигналов, передающих устройствах, аппаратах передачи электроэнергии и во многом другом оборудовании.

По коэффициенту трансформации эти устройства могут делиться на 3 типа:

  1. трансформатор напряжения понижающий – на выходе устройства напряжение ниже входного (n>1), например, применяется в блоках питания;
  2. повышающий трансформатор – на выходе устройства напряжение выше, чем напряжение на входе (n<1), например, применяется в ламповых усилителях;
  3. согласующий – трансформатор параметры напряжения не изменяет, происходит только гальваническая развязка цепей (n

В основе работы трансформатора лежит принцип электромагнитной индукции и для наиболее полной передачи энергии, для уменьшения потерь при трансформации, устройство обычно выполняется на магнитопроводе.

Как правило, первичная катушка одна, а вот вторичных может быть несколько, все зависит от назначения трансформатора.

Как работает трансформатор напряжения?

Как работает трансформатор напряжения

После того, как в первичной обмотке появится переменное напряжение U1, в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток Ф, который возбуждает напряжение во вторичной обмотке U2. Это наиболее простое и краткое описание принципа работы трансформатора напряжения.

Самым главным параметром трансформаторов является «коэффициент трансформации» и обозначается латинской «n». Он вычисляется делением напряжение в первичной обмотке на напряжение во вторичной обмотке или количества витков в первой катушки на количество витков во второй катушке.

Этот коэффициент позволяет рассчитать необходимые параметры вашего трансформатора для выбранного устройства. Например, если первичная обмотка имеет 2000 витков, а вторичная -100 витков, то n=20. При напряжении сети 240 вольт, на выходе устройства должно быть 12 вольт. Так же, можно определить количество витков при заданных, входном и выходном, напряжениях.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения?

Трансформатор тока и трансформатор напряжения

По определению эти устройства предназначены для работы с разными электрическими величинами, как основными и соответственно, схемы включения будут различными. Например, трансформатор тока питается от источника тока и не работает, даже может выйти из строя, если его обмотки не нагружены и через них не идет электрический ток. Трансформатор напряжения питаются от источников напряжения и, наоборот, не может долго работать в режиме с большими токовыми нагрузками.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

При эксплуатации оборудования с высокими рабочими напряжениями и большими токами потребления встает вопрос их измерения и контроля. Здесь на помощь приходят измерительные трансформаторы. Они обеспечивают гальваническую развязку измерительного оборудования от цепей с повышенной опасностью и снижение измеряемой величины до уровня, необходимого для замеров.

Дополнительная информация

Прежде чем покупать трансформатор напряжение, нужно проанализировать все требования, выдвигаемые к устройству. Необходимо учитывать не только рабочие напряжения, но и токи нагрузки при использовании трансформатора в различных приборах.

Трансформаторы напряжения можно изготовить самому, но если вам нужен простой бытовой трансформатор с напряжением на 220 вольт и понижением до 12 вольт, то лучше его приобрести. Сколько стоят трансформаторы напряжения можно узнать на любом интернет-сайте, как правило, на бытовые понижающие трансформаторы напряжения цены не очень высоки.

Трансформатор это устройство предназначенное для

В конструкцию этого аппарата входят:

  • Магнитопровод. К нему крепятся все части аппарата. Также он служит для создания основного магнитного потока. Магнитопровод может быть стержневым, бронестержневым, броневым.
  • Обмотки. В каждой фазе присутствуют две обмотки – понижающая и повышающая. Обмотки могут соединяться «звездой» или «треугольником» В первом случае линейное напряжение (между началами фаз) в 1,73 раза выше фазного (между началом и концом фазы). При соединении «треугольником» линейное и фазное напряжения одинаковы. Соединение «звездой» эффективно при значительных напряжениях, «треугольником» – при высоких токах.
  • Вводы и выводы. Необходимы для присоединения концов обмоток к ЛЭП. Ввод соединяется с первичной обмоткой, вывод – со вторичной.
  • При подключении первичной обмотки в сеть в ней начинает протекать переменный .
  • В сердечнике магнитопровода появляется магнитный поток, охватывающий обмотки всех фаз. В каждом витке присутствует ЭДС, равная по направлению и величине.
  • Если количество витков в первичной обмотке больше, чем число витков во вторичной обмотке, то выходное напряжение больше входного. И наоборот.

Силовые сухие трехфазные трансформаторы — особенности эксплуатации и характеристики

Преимущества сухих трехфазных трансформаторов с выходным напряжением 380 В:

  • Возможность установки в непосредственной близости от людей и оборудования, в любом помещении. Необходимо только предусмотреть защитное ограждение, вентиляционную систему, средства мониторинга.
  • Безопасность. Эти аппараты взрывобезопасны, поскольку элегаз и жидкий диэлектрик отсутствуют.
  • Экологичность. Масляные испарения отсутствуют. Поэтому такие модели разрешены для установки возле дошкольных, учебных, медицинских учреждений.
  • Простота эксплуатации. Необходимо контролировать только основные параметры – температуру обмоток, отсутствие или наличие КЗ.
  • Современные комплектующие. Благодаря им удалось уменьшить габариты и массу аппаратов.

Недостатки моделей «сухого» типа:

  • Чувствительность к условиям окружающей среды – температуре, влажности, запыленности, сейсмическим воздействиям.
  • Отсутствие моделей, рассчитанных на напряжение более 35 кВ и мощность выше 4000 кВА.
  • Вероятность появления микротрещин в обмотке, которые развиваются и становятся причиной выхода устройства из строя и даже его возгорания.
Трехфазные силовые трансформаторы масляного типа – плюсы и минусы конструкции

трансформаторы силовые сухие трехфазные

Эти аппараты более опасны в эксплуатации, по сравнению с «сухими» аналогами. Отказ от софтолового масла сделал устройства более безопасными и экологичными, но полностью предотвратить возгорания и взрывы этого оборудования пока не удалось. При использовании масляных устройств необходимо специальное обслуживание и постоянный контроль комплекса рабочих параметров, что повышает эксплуатационные расходы. Оборудование сложно транспортировать к месту назначения, поскольку для доставки масла необходима специальная станция.

Трансформатор. Какой лучше выбрать в свой дом? на сайте Недвио

Трансформаторы не часто встретишь в загородных домах. Оно и понятно, стоит такое оборудование недешево и если и ставится то для определенных целей (например защита котла или светодиодных ламп от скачков напряжения).

Что это за устройства? И стоит ли их покупать в свой дом? Об этом мы поговорим в данной статье. И начнем с самого простого типа таких устройств — однофазных трансформаторов.

Что такое однофазный трансформатор?

Однофазные трансформаторы — это устройства, предназначенные для понижения входного напряжения. Их используют, в основном, из соображений безопасности, а иногда и для конкретных технических требований (к примеру для светодиодного освещения). В быту они тоже используются довольно часто — гораздо чаще, чем вы можете себе представить, хотя, конечно, они могут выглядеть совершенно по-другому нежели традиционные трансформаторы.

Однофазный трансформатор представляет собой простую конструкцию, которая состоит из сердечника и двух обмоток. Во время прохождения электрического тока через первичную обмотку во вторичной обмотке индуцируется поток тока.

Один из наиболее часто используемых вариантов домашних трансформаторов, это так называемый колокольный трансформатор. Он имеет вторичную обмотку, выбранную таким образом, чтобы из основного напряжения сети ее можно было снизить до 3, 8, 12, а иногда и до 24 В. Это, безусловно, далеко не все параметры, поскольку в зависимости от потребностей вы можете использовать различные типы трансформаторов, которые позволяют получать самые разные напряжения.

Следует добавить, что компоненты трансформатора также включают в себя элементы безопасности: тепловые и с задержкой, соответствующие напряжению питания. Хотя их наличие не требуется для самого изменения напряжения, они очень полезны по функциональным причинам.

Состояние работы трансформатора

Чтобы полностью понять работу трансформатора, недостаточно знать его структуру. Для полной безопасности и эффективной работы этих устройств также необходимо различать несколько различных рабочих состояний трансформатора.

  • Состояние холостого хода — в этом состоянии в первичной обмотке течет ток очень низкой интенсивности. Сам трансформатор подключен к сети и потребляет электроэнергию в количестве, равном потерям энергии на сердечнике;
  • Состояние нагрузки (работа однофазного трансформатора) — ток протекает при номинальном токе через первичную обмотку, в то время как из-за замыкания цепи, подключенной к вторичной обмотке, также протекает ток на этом участке, значение которого зависит того какая мощность есть на приемнике;
  • Состояние короткого замыкания — в этом состоянии короткое замыкание во вторичной обмотке приводит к очень высокому току в обеих обмотках, что обычно быстро приводит к повреждению изоляции и защите от короткого замыкания. Такое состояние не является нормальным рабочим состоянием — оно возникает в результате скрытых дефектов или потребления приемника или самого трансформатора.

Звонковый трансформатор — параметры и применение

Звонковые трансформаторы преследуют одну цель — снизить напряжение сети до уровня, подходящего для дома или конкретного устройства. Это делается для того, чтобы колокол можно было разместить снаружи, например, на заборе, где из-за высокой влажности или возможности разбрызгивания увеличивается риск поражения электрическим током. При низких напряжениях это не опасно.

Параметры колокольных трансформаторов особо не меняются, но выбор часто сильно ограничен техническими проблемами.

  • Выходное напряжение и выходной ток. Их уровень определяется путем проверки требований к звонкам. В настоящее время относительно редко используются колокольные трансформаторы с напряжением более 8 В. 12 В — это уровень, необходимый для больших, сложных дверных звонков или домофонов. В обоих случаях это абсолютно безопасное напряжение. Многие колокольные трансформаторы имеют несколько выводов, комбинации которых позволяют получать различные выходные напряжения (например, 4, 8 или 12 В);
  • Способ монтажа. Во многих старых электропроводках все еще установлено несколько или несколько десятков трансформаторов. В техническом плане они обычно эффективны, хотя эффективность, уровень безопасности и эстетика оставляют желать лучшего. Эти трансформаторы устаналивались непосредственно на стене, но сегодня это решение практически не используют. В настоящее время застройщики предпочитают устанавливать трансформаторы для шины Т-35. Трансформатор на DIN-рейке может быть установлен без дополнительных отверстий в конструкции и является более универсальным;
  • Безопасность. В этом отношении различия невелики, поскольку стандартом является защита от перегрева и перегрузки, но в каждом случае стоит обратить внимание на предложение отдельных производителей.

Осветительный трансформатор и др.

Для светодиодов с галогенным или постоянным током требуется наличие трансформатора. Разница между этими двумя типами очевидна — светодиодный осветительный трансформатор связан с выпрямителем, галогеновый — нет.

Выбирая способы монтажа устройств, вы можете выбирать между трансформаторами для рельса или так называемые мебельные трансформаторы, закрепляемые винтами для плоских поверхностей. С точки зрения конструкции сам трансформатор не отличается от колокольных устройств — они могут быть разного размера, но принцип действия остается тем же.

Защитный трансформатор в корпусе этого устройства устанавливается в местах, где требуется более высокий класс IP, например, IP54. Конструкция такого трансформатора изнутри такая же, а снаружи имеется прочный и зачастую более стойкий к воздействию высоких температур пластиковый корпус.

Переносной защитный трансформатор — это мобильное устройство, часто с высокой мощностью (до 800 Вт), которое позволяет использовать устройство в тех местах, где нет технической возможности подключить другое защитное устройство. Из-за мощности и размеров таких устройств они достаточно тяжелые (от 2 до около 12 кг) и стоят дорого.

Была ли эта статья для вас полезной? Пожалуйста, поделитесь ею в соцсетях:

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector