|
|
Призначення та принцип роботи.Необхідність передачі електричної енергії на велику відстань спричинила створення єдиних енергетичних систем. У лініях електропередач втрачається від 10 до 15% електричної енергії, що виробляється. Щоб зменшити ці втрати, треба зменшити силу струму (втрати пропорційні квадрату сили струму), тобто підвищити напругу до сотень тисяч вольт. Підвищення напруги у процесі передачі електроенергії та зменшення її для використання здійснюється трансформаторами. У 1876 p. перший трансформатор побудував російський винахідник П.М.Яблочков. Трансформатор - це електромагнітний апарат, що перетворює електричну енергію змінного струму з одними параметрами на електричну енергію з іншими параметрами. У трансформаторі перетворюються напруга, струм та початкова фаза. Незмінною залишається частота струму. Найпростіший трансформатор має магнітопровід (осердя) і обмотки. За кількістю обмоток трансформатори бувають двообмоткові та багатообмоткові. На рис. 1.5.1. наведено будову двообмоткового трансформатора.
Обмотка із кількістю витків w1 називається первинною. До затискачів первинної обмотки підводиться електрична енергія. На затискачі вторинної обмотки вмикається споживач ZН. Первинна обмотка вмикається на синусоїдну напругу. Змінний струм у первинному колі індукує основний магнітний потік Ф, що замикається у магнітопроводі, та потік розсіяння Фр1, що замикається у повітрі. Змінний магнітний потік Ф індукує ЕРС самоіндукції у первинній та вторинній обмотках. Якщо до вторинної обмотки увімкнути навантаження, то почне протікати струм І2 і виникне потік розсіяння вторинної обмотки Фр2, що замикається у повітрі. Основний магнітний потік індукує ЕРС у первинній та вторинній обмотках: Ці ЕРС збігаються за фазою та відстають від потоку на π/2. Якщо U1> U2,то трансформатор називається знижуючим, а при U1 < U2 - підвищуючим. Важливою характеристикою трансформатора є коефіцієнт трансформації, котрий у звичайному випадку визначається як відношення вищої напруги до нижчої в режимі холостого (неробочого) ходу. Коефіцієнт трансформації для знижуючого трансформатора
Із цього випливає, що трансформатор підвищує напругу і разом з тим знижує струм (та навпаки). Первинне та вторинне кола трансформатора зв'язані тільки магнітним зв'язком, тобто кола електричне роз'єднані. Ця властивість трансформаторів використовується у роздільних трансформаторах, що мають КТ =1. Режими роботи трансформатора. Неробочим ходом (режимам холостого ходу) називається режим, за якого вторинне коло трансформатора розімкнене (навантаження вимкнене), тобто ZН = ∞, І2 =0. Робота трансформатора у цьому режимі нагадує увімкнення котушки із сталевим осердям на синусоїдну напругу. Струм первинного кола позначається Іо і називається струмом неробочого (холостого) ходу. Потік розсіяння Фр1 дуже мало зв'язаний із магнітним осердям, пропорційний струмові та збігається з ним за напрямком. Струм неробочого (холостого) ходу дуже малий і не перевищує кількох відсотків від номінального первинного струму. Режим навантаження здійснюється, коли на вторинну обмотку увімкнено навантаження ZН. У вторинному колі протікає струм І2. У цьому разі маємо три потоки: Ф — основний магнітний потік, Фр1 — потік розсіяння первинної обмотки, Фр2 — потік розсіяння вторинної обмотки. Треба відрізняти режим короткого замикання від досліду короткого замикання. Дослід короткого замикання проводять при зниженій первинній напрузі. Режим короткого замикання — це аварійний режим роботи трансформатора. У режимі короткого замикання напруга первинної обмотки дорівнює номінальній, а опір навантаження дорівнює нулеві. В аварійному режимі короткого замикання встановлюються великі струми короткого замикання в обмотках. Їх значення настільки великі, що призводять до виходу з ладу обмоток трансформатора.
Конструкція трансформатора. Для зменшення втрат від вихрових струмів осердя трансформатора набирається із листів електротехнічної сталі завтовшки 0,35...0,5мм, тобто осердя трансформатора роблять шихтованим. Сталь у своєму складі має кремній, що підвищує електричний опір і не впливає на магнітний опір.
Магнітопровід (осердя) трансформатора (рис. 1.5.1) буває трьох типів:
— стержньове, — броньове, — тороїдне. Стержньове осердя набирається із П - подібних ізольованих пластин трансформаторної сталі. Позначається стержньове осердя як П20х45, де П — тип осердя, 20 — ширина стержня,мм, 45 — товщина пакета,мм. Броньове осердя набирається із Ш - подібних пластин. Обмотки розташовуються концентричне на центральному стержні. У позначенні Ш20х45, Ш — тип осердя (броньовий), 20 — ширина центрального стержня, мм, 45 — товщина пакета, мм. Тороїдне осердя менш технологічне. Звичайне тороїдне осердя виготовляється нешихтованим. Позначається осердя цього типу таким чином: О60 х 40 х 10, де О — тип осердя (тороїдне), 60 — зовнішній діаметр тора,мм, 40 — внутрішній діаметр осердя,мм, 10 — висота тора,мм. Осердя усіх типів можуть виготовлятися із феромагнітної стрічки (рис. 1.5.2.). Це більш технологічне виконання. У цьому разі до позначень додається літера „Л”. Наприклад: ПЛ, ШЛ, ЛО.
Трифазні трансформатори
Трифазний струм можна трансформувати трьома однофазними або одним трифазним трансформатором. На рис. 1.5.3. наведено схематичне зображення трифазних трансформаторів, що з'єднані Y/Y та Y/∆. Звичайно первинна обмотка позначається великими літерами, а вторинна малими. Початки обмоток позначаються А, В, С, а, в, с, кінці — X,Y,Z,x,y,z.
Стандартом нормується кілька схем з'єднання. Приклад позначення: Y/Y —12 — „зірка” — „зірка”, Y/∆ — 11 — „зірка” — „трикутник”, Y/Yo —12 — „зірка” — „зірка” із нулем. Числа 11 і 12 показують групу з'єднання та характеризують взаємне розташування векторів вищої та нижчої лінійної напруги. Кут між векторами первинної та вторинної лінійної напруги дорівнює куту між годинною та хвилинною стрілками у визначений час. Коли група є 12, цей кут дорівнює 360°, при 11 — 330°.
  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
(1.5.1.)
