Трансформатори. Класифікація трансформаторів. Автотрансформатори. Трифазні трансформатори. Вимірювальні трансформатори

Файл 7

Трансформатори

1. Класифікація трансформаторів

2. Автотрансформатори.

3. Трифазні трансформатори.

4. Вимірювальні трансформатори.

1. Класифікація трансформаторів

Сфера використання трансформаторів дуже широка. Призна­чення трансформатора визначає його конструкцію. І в цьому зв'язку трансформатори підрозділяють на такі основні види.

Рис. 9.12

1. Силові трансформатори - це основний вид, і який застосову­ється в системах передачі і розподілу енергії, для установок з перетворювачами струму, в колах управління електроприво­дами, в мережах місцевого освітлення. На рис. 9.12 показано багатоступінчасту систему перетворення електроенергії, що виробляється трифазним синхронним генератором С з ліній­ною напругою 20 кВ, за допомогою силових трансформаторів.

2. Силові спеціальні - пічні, зварювальні, які мають високі зна­чення струмів вторинних обмоток.

3. Вимірювальні - для вмикання електричних вимірювальних приладів у мережі високої напруги або сильного струму (під­розділ 9.14).

4. Випробувальні - для отримання надвисоких напруг.

5. Радіотрансформатори - у пристроях радіо- і провідного зв'язку, в системах автоматики і телемеханіки тощо.

6. Повітряні (без осердя) - для високих частот: від 100 кГц і вище.

Є також спеціальний тип трансформатора - автотранс­форматор, в якому обмотка НН є частиною обмотки ВН (під­розділ 9.12).

Трансформатори одного призначення можуть відрізняться:

а) за видом охолодження - з повітряним або олійним (масля­ним) охолодженням: у другому випадку  застосовується спе­ціальна трансформаторна олія (масло), яка знаходиться в баці з трансформатором;

б) за числом фаз, що трансформуються - однофазні, трифазні або багатофазні (див. підрозділ 9.13);

в) за формою магнітопроводу: стрижневі, броньові, броньострижневі, тороїдні;

г) за числом обмоток - двохобмоткові (див. рис. 9.2) і багато-обмоткові (одна первинна і дві або більше вторинних обмо­ток на різні напруги);

ґ) за конструкцією обмоток вони можуть бути концентричними або такими, що чергуються.

Трансформатори мають умовне буквено-числове позначення: О - однофазний; Т - трифазний (для автотрансформаторів спо­чатку ставиться А); М - олійне (масляне) охолодження; Д - пові­тряне дуття; МЦ - примусова циркуляція олії (масла); С - пові­тряне охолодження; СД - повітряне з дуттям.

Після букв ідуть два числа з дробом: номінальна потужність (кВА) / напруга обмотки ВН (кВ), потім рік конструкторської роз­робки, наприклад: ТМ-100/10-96.

На щитку трансформатора вказують його номінальні дані:

1. Напруги (лінійні) - вища і нижча. Стандартними є значення напруг: для трансформаторів електростанцій і підстанцій 1200, 787, 525, 347, 242, 165, 121, 38,5 кВ (1150, 750, 500, 330, 220, 150, 110, 35 кВ); на підстанціях підприємств 6, 10, 35 кВ; у розподільних мережах (лінійне/фазне): 0,69/0,4; 0,4/0,23; 0,23/0,133кВ (660/380; 380/220; 220/127 В).

2. Номінальна повна потужність (ВА або кВА).

3. Лінійні струми при номінальній потужності (А). Вказуються також частота (Гц); число фаз; схема і група з'єд­нань обмоток (для трифазного); напруга короткого замикання; режим роботи - короткочасний або тривалий; спосіб охоло­дження.

Виводи обмотки вищої напруги познача­ють: А - початок, X - кінець; обмотки нижчої напруги - а - початок, х - кінець, у трифазних - АХ, BY, CZ, ах, Ьу, cz.

2. Автотрансформатори

Схематично автотрансформатор зобра­жено на рис. 9.13 і він відрізняється від зви­чайного трансформатора тим, що обмотка НН з кількістю витків w₂  є частиною обмотки ВН з кількістю витків u_у Таким чином, обмотки мають електричний зв'язок.

Рис. 9.13

Співвідношення напруг, як і в підрозділі 9.3, підпорядкову­ється коефіцієнту трансформації (9.10).

Подібно рівнянню МДС (9.15), тут можна записати І₁₀ω = І₁(ω₁-ω₂)+І_п2ω₂ і, якщо знехтувати малою величиною струму НХ І₁₀, то для діючого значення струму на ділянці з кіль­кістю витків го₂ можна приблизно отримати

Якщо це порівняти з виразом (9.17) для струмів звичайного трансфор­матора, то можна зробити висновок, що тепер струм у вторинній частині обмотки трансформатора суттєво менший, ніж струм І₂ у навантаженні.

У результаті, використання автотрансформатора дозволяє зменшити електричні втрати потужності і витрати провідника обмотки (замість двох на ділянці з ω₂ тепер одиночний провідник).

Автотрансформатор можна вмикати як за схемою зниження напруги (рис. 9.14, а), так і за схемою її підвищення (рис. 9.14, б), струми, природно, мають зворотне співвідношення (9.17). Стрілка на одному із виводів відповідає рухомому контакту, чим забезпе­чується можливість регулювання вторинної напруги.

Рис. 9.14

Поряд із перевагами, авто­трансформатори мають і недолік. Так, при обриві спільної ділянки обмоток (рис. 9.13) більш висока напруга и_: безпосередньо попа­дає на навантаження Z_u, яке на цю напругу, як правило, не розра­ховане. Результатом може бути пошкодження цього наванта­ження і небезпека для обслугову­ючого персоналу.