Виды трансформатора, их маркировка
Силовые трансформаторы в зависимости от конструкции и назначения бывают различных типов. Тип трансформатора обозначается буквами и цифрами. Первая буква обозначает фазность (О - однофазный; Т - трехфазный), вторая буква или вторая и третья — вид охлаждения (М — естественное масляное; Д — дутьевое, обдувание масляных радиаторов; Ц — циркуляция масла принудительная, с помощью масляных насосов; ДЦ — принудительная циркуляция масла через охладители, обдуваемые воздухом; С — сухой, с воздушным охлаждением). Дальше буквы указывают: А — алюминиевые обмотки; Н — с регулятором напряжения под нагрузкой; АН — со стабилизирующим устройством для регулирования напряжения под нагрузкой; Р — для ртутного выпрямителя. Цифра в числителе указывает полную мощность трансформатора в киловольт-амперах, а в знаменателе — высшее напряжение в киловольтах. Например, ТМН-630/10 — трехфазный трансформатор с естественным масляным охлаждением, с регулятором напряжения под нагрузкой мощностью 630 кВ • А и высшим напряжением 10 кВ.
На каждом трансформаторе имеется щиток, на котором указываются тип трансформатора, линейные токи при номинальной мощности, частота, число фаз, схема и группа соединения обмоток.
Кроме силовых трансформаторов, изготовляется ряд трансформаторов специального назначения (автотрансформаторы, сварочные, измерительные и т. д.).
Автотрансформаторы
|
|
|
Автотрансформаторы бывают однофазные и трехфазные. Однофазный автотрансформатор (рис.5) представляет собой однообмоточный трансформатор с числом витков w1 вторичной обмоткой которого является часть первичной обмотки, т.e. 
ws.Обмотка трансформатора размещается на замкнутом сердечнике из электротехнической стали.
Принцип действия автотрансформатора состоит в следующем: при подключении обмотки в сеть переменного тока напряжением U1 в ней создается переменное магнитное поле, которое возбуждает во всей обмотке ЭДС e1, а в части обмотки с числом витков w2 — ЭДС e2. Величина e2 зависит от числа витков и выражается формулой
где е — ЭДС индукции в одном витке.
e1 и e2по правилу Ленца имеют знаки, противоположные напряжению U1,
Рис. 5
следовательно и ток I2, созданный e2 будет иметь направление, противоположное I1.. Таким образом, в части обмотки ВС (w2)будет проходить ток I2 – I1, а в части АС (w1 - w2) - ток I1. Это приводит к уменьшению тепловых потерь в обмотках автотрансформатора по сравнению с двухобмоточным трансформатором и к увеличению КПД.
Витки обмотки w2 можно сделать из провода меньшего сечения, что дает экономию меди и других материалов, уменьшает габариты автотрансформатора.
|
|
|
Действительно, номинальная мощность автотрансформатора как и двухобмоточного трансформатора равна Sн = I1н ×U1н =I2н ×U2н, , где I1н и U1н —подводимая мощность, а I2н и U2н —снимаемая мощность; потерями можно пренебречь.
При малом числе витков w2автотрансформатор дает малую экономию в энергии и материалах по сравнению с двухобмоточным и в практике не применяется.
Для плавного изменения снимаемого напряжения применяют автотрансформаторы со скользящим контактом (контакт С на рис. 5). Подобные автотрансформаторы нашли широкое применение в лабораторной практике и называются лабораторными автотрансформаторами (ЛАТР).
Трехфазные автотрансформаторы изготовляются аналогично трехфазным трансформаторам, только в автотрансформаторах три вторичные обмотки являются частью витков первичных обмоток.
Автотрансформаторы выгодно применять при коэффициенте трансформации, близком к единице. При этом почти по всем виткам обмотки будет проходить ток, равный I2 – I1, что ведет к снижению тепловых потерь, уменьшению расхода металла и изоляционного материала и увеличению КПД трансформатора. При использовании небольшого числа витков первичной обмотки в качестве вторичной обмотки, т. е. при увеличении коэффициента трансформации, снижаются положительные качества автотрансформатора. Силовые автотрансформаторы применяются для регулирования напряжения в цепи, для пуска двигателей переменного тока, уменьшения пускового тока, в лабораторной практике.
|
|
|
К основным недостаткам автотрансформатора следует отнести: низкий коэффициент трансформации; электрическую связь первичной обмотки со вторичной, что лишает возможности применять его в сетях высокого напряжения (опасно для обслуживающего персонала).
Измерительные трансформаторы
Измерительные трансформаторы служат для включения в высоковольтную линию электроизмерительных приборов и расширения пределов измерения приборов переменного тока. При включении электроизмерительных приборов в высоковольтную линию через измерительные трансформаторы приборы электрически изолируются от линии высокого напряжения. Связь приборов с высоковольтной линией осуществляется с помощью магнитопровода. Измерительные трансформаторы являются двухобмоточными с железным сердечником и по своему назначению разделяются на трансформаторы тока и напряжения
Трансформатор тока (рис. 6) повышающий и работает в режиме, близком к короткому замыканию, так как вторичная обмотка замыкается на амперметр и последовательные обмотки других приборов (ваттметра, счетчиков электроэнергии, фазометра, токовых реле и т. д.). Для режима короткого замыкания
|
|
|
где, k - коэффициент трансмиссии; I2 – ток, проходящий по амперметру, включенному во вторичную цепь; I1 – ток в первичной цепи.
Рис. 6.
Таким образом, по показанию амперметра можно судить о величине тока в линии. Трансформаторы тока рассчитываются на вторичный ток 5 А, а первичные токи могут быть от 5 до 15 000 А.
Клеммы для включения трансформатора тока в рассечку линии обозначаются буквами Л1 и Л2, а клеммы для подключения измерительных приборов (амперметра, токовых обмоток других приборов) — буквами И1 и И2.
По степени точности трансформаторы делятся на 5 классов (в зависимости от погрешности в коэффициенте трансформации): 0,2; 0,5; 1; 3 и 10. Трансформаторы тока бывают стационарные (рис.7,а), переносные (рис.7,б) и для измерения тока в линии без рассечки провода в виде клещей (рис. 7, в).
В лабораторной практике широко применяют трансформаторы тока УТТ-5 (универсальный трансформатор тока с током во вторичной обмотке 5 А (рис. 7, б). В нем для измерения тока 15 и 50А имеется первичная обмотка с выводами к клеммам Л, 15, 50А на лицевой стороне трансформатора. Для измерения тока от 50 до 600А первичная обмотка выполняется в виде витков изолированного провода, продетых через отверстия магнитопровода. На лицевой стороне трансформатора имеется табличка сопоставления витков первичной обмотки и силы тока. В зависимости от количества витков первичной обмотки изменяется коэффициент трансформации, а следовательно, и показания прибора.
Рис. 7,а Рис. 7, б
Рис. 7, в
В трансформаторе имеется металлическая скоба 1, которая служит для короткого замыкания клемм 2 (И1, И2) при включении его в линию и при отключении измерительного прибора.
В измерительных клещах амперметр монтируется вместе с клещами и градуируется с учетом коэффициента трансформации. Первичной обмоткой считается один виток, так как железный сердечник обхватывает токовый провод.
Трансформаторы напряжения применяются для включения в высоковольтную сеть вольтметров, параллельных обмоток ваттметров, счетчиков электрической энергии, фазометров, частотомеров, реле напряжения, сигнальных ламп и т. д.
Схема трансформатора напряжения и включения его в сеть с вольтметром и ваттметром показана на (рис.8). Трансформатор напряжения является понижающим и работает в режиме, близком к холостому ходу:
или 
где k — коэффициент трансформации; U2 — напряжение, показанное вольтметром, подключенным ко вторичной обмотке; U1 — напряжение в сети.
Таким образом, по показанию вольтметра можно судить о величине напряжения в сети. Трансформаторы рассчитываются на напряжение вторичной обмотки 100 В. По степени точности они делятся на 4 класса (в зависимости от погрешности в коэффициенте трансформации): 0,2; 0,5; 1 и 3.
Измерительные трансформаторы напряжения бывают однофазные и трехфазные, а по способу охлаждения — воздушные и масляные. Масляные трансформаторы применяются в сетях напряжением свыше 6 кВ.
Рис. 8
Для безопасности обслуживающего персонала в случае пробоя изоляции высоковольтной обмотки вторичную обмотку и масляный бак трансформатора заземляют. Для предохранения трансформатора от перегрузки и короткого замыкания во вторичную обмотку на незаземленный конец ставится плавкий предохранитель 4. Чтобы защитить высоковольтную сеть от короткого замыкания, в трансформаторе устанавливают высоковольтные предохранители 3 и токоограничивающие сопротивления 2. Отключение трансформатора от высоковольтной сети осуществляется с помощью разъединителей 1.
В лабораторной практике используется универсальный лабораторный трансформатор напряжения типа УНТ-1.
Сварочный трансформатор
Сварочный трансформатор служит для сварки деталей и различных изделий 3 электрической дугой. Сварочный трансформатор состоит из силового трансформатора и реактора, включенного в цепь вторичной обмотки трансформатора. Сварочный трансформатор является понижающим и работает в режиме, близком к короткому замыканию. Реактор представляет собой катушку с раздвижным сердечником, который служит для изменения реактивного сопротивления и тока во вторичной обмотке трансформатора, т. е. сварочного тока.
Для зажигания дуги сварочный трансформатор в режиме холостого хода должен создать 60—70 В напряжения, а после зажигания при коротком замыкании резкий спад напряжения и ограничение тока во вторичной обмотке до значения не более удвоенного номинального тока (I2=2Iн). Ограничение тока при зажигании дуги обеспечивается большим магнитным рассеянием в самом трансформаторе или в отдельном реакторе.
Для обеспечения безопасности при работе сварочные трансформаторы делаются двухобмоточными, чтобы напряжение первичной обмотки при пробое изоляции не могло попасть на вторичную обмотку. Ручка, удерживающая электрод, делается из изоляционного материала, а глаза электросварщика защищаются световыми фильтрами.
Руководитель занятия:
Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры ТиТО
Протокол № от
УТВЕРЖДАЮ
Начальник кафедры Т и ТО
Дата добавления: 2018-05-01; просмотров: 253; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!