Устройство и принцип работы трансфор-ра

Трансф-р – устор-о, предназ-е для преоб-я перем-го тока одного напряж-я в перем-й ток др.напр-я той же частоты.

Трансф-р состоит из след-их главных частей: а) сердечника, б) обмотки, в) бака с маслом, если трансформатор масляный и г) выводных изоляторов.

Сердечник трансф-ра. Сердечником трансф-ра назыв-ся система, образующая магнитную цепь его со всеми деталями, относящимися к ее конструкции. По типу сердечника различают:

a) трансф-ры стержневые, в кот. обмотки охватывают стержни сердечника, и

б ) трансф-ры броневые, в кот. обмотки частично охватываются сердечником.

В 3фаз. трансф-ах очень большой мощности сердечник состоит из 3 главных стержней, на кот-х распол-ся обмотки, и 2 добавочных — по бокам — стержней 6eз обмоток.

По способу расположения обмоток высшего и низшего напряжений (ВН и НН) отно­сительно друг друга различают:а) концентрические, т. е. такие обмотки, кт. в каждом поперечном сечении представляют собой окружности, имеющие общий центр;

б) чередующиеся, в кт. части обмоток ВН и НН попеременно следуют друг за другом по высоте стержня.

Обмотка на кот. подается напр. наз. перв, с кот. снимается или подается нагрузка- вторичн.

По числу обмоток: 2-х обм., 3-х и многообмот-й.

Бак масляного трансф-ра. Масляные трансф-ры, в кот. трансф-ор или так называемая выемная часть его, т. е. сердечник с расположенными на нем обмотками, помеща­ется в бак с маслом. Нагреваясь, масло начинает циркулировать внутри бака и этим обеспечивает естественное охлаждение тр-ра. Тр-ры очень малой мощности —до 30 ква — имеют глад­кие баки, являющиеся простейшим типом баков, в тр-рах боль­шей мощности —до 3000 ква — применяют трубчатые баки, в стенки кт. вваривают трубы, трансф-ры мощностью до 10 000 ква имеют пристроенные к стенкам бака охладители-радиаторы с естест-ым охлаждением.

Крышка бака и выводы. Крышка бака является сущ-ым элементом конструкции бака. На крышке расположен целый ряд деталей, из которых наибольшее значение имеют: а) выводные изоляторы для обмоток ВН и НН; б) маслорасширитель — в трансформаторах от 100 ква и выше; в) выхлопная (предохран-ная) труба для трансф-ов мощностью от 1000 ква и выше.

По числу фаз: 1фаз., 3фаз.

По назнач-ю: силовые (д/преоб-я в энергет-х сетях), спец-е: выпрямит-е, свароные, измерит-е (I,U), импульсные и др.

По констр-и: стержневые, броневые.

Работа трансф-ра осн-ся на принципе электро-магнитного взаимодействия двух или, в общем случае, любого числа контуров, неподвижных относительно друг друга.

При подключ-и первичной обмотки тр-ра к сети с синусоид-м напр-м U₁ в обмотке возникает ток I₁, кот. создает синусоидально изменяющ-я магнит-й поток Ф, замыкающ-я по магнитопроводу. Поток Ф индуктирует эдс. как в первичной, так и вторичной обмотке. При подключ-и к вторич-й обм-е нагрузки в этой обмотке возн-т вторичный ток I₂ и на ее зажимах устан-я некоторое напр-е U_2. Результир-й магн-й поток магнитопров-а Ф_С создается током обеих обмоток

4.10 Схема замещения 1фаз-го 2х обмот-го трансф-ра.

Аналитическое и графическое исследование работы тр-ра упрощается, если действительный трансформатор, в кт. обмотки связаны между собой электромагнитно, заместить схемой, элементы которой связаны между собой только электрически.

Первичные и вторичные I и U и др.величины имеют одинаковый порядок, если у перв-й и втор-й обмоток число витков одинаково. Реальная втор-я обм-а р-а с числом витков w₂ заменена привед-й обм-й с числом витков w₂^′= w₁, при этом число витков втор-й обм-и изм-я в k= w₂^′/ w₂= w₁/ w₂

k – коэфф-т трансформ-ции/приведения.

В рез-те этой замены, привед-ая э.д.с. Е₂^′ и U₂^′ привед-й обм-и также изм-я в k раз

;

Чтобы мощности привед-й и реальной об-к при всех режимах были равны, необ-о:

I₂^′ - привед-й втор-й ток,→

Намагничив-е силы привед-й и реальной обмоток:

Для того чтобы элекромагн-е процессы в реальном и превед-м тран-ре протекали одинаково, привед. и реальная втор-е обм-и должны создавать одинак-е магн-е поля, необх-о чтобы привед.втор.обм-а имела те же геометр. размеры. Поэтому суммарное счение всех витков привед-й обм-и должно быть таким же, как и в реальой, а сечение каждого витка привед-й обмотки должно уменьш-я в k раз. Так как привед.обм-а имеет в k раз больше витков, то активное сопрот-е привед-й обм-и в k² раз больше, чем реальной: r₂^′= k²∙ r₂.

Так как одинак-ы геометр-е разм-ы и располож-я катушек их индукт-и и индукт-е сопрот-я пропорц-ы квадратам чисел витков, то м/у инд-м сопрот-м привед. обм-и х₂^′ иреальной х₂ есть такое же соотнош-е: х₂^′= k²∙ х₂.

Потери в прив-й и ральной обм-х одинак-ы:

I₂^′2∙r₂^′ = (I₂/ k)²∙ k²∙ r₂ = I₂²∙ r₂/

Относит-е падение напр-я во втор-х обм-х реального и привед-го тран-в:

;

4.11 Условия включения трансф-ов на параллельную работу.

Под параллельной работой неск. трансф-ров понимается такая работа, когда их вторичные обмотки подключены к общей нагрузке, а первичные обмотки получают питание от одной сети.

Необходимо для:

1) для обеспечения резервирования в электроснабже­нии при аварии или ремонте трансформатора;

2) уменьш-я потерь энергии в периоды малых нагрузок подстанции путем откл-я части паралл-о раб-х тр-в.

Необх-о:

Общая нагрузка подстанции распред-сь м/у паралл-о работ-ми тран-ми и их номин-м мощностям.

Такое распред-е достиг-ся при условиях, когда паралл-о раб-е тр-ры имеют:

1) одинаковые группы соединений обмоток;

2) равные первичные и равные вто­ричные номинальные напряжения (одинаковые коэффициенты трансформации);

3) Одинаковые напряжения короткого за­мыкания.

Если первые 2 из этих условий соблюдены, то вторичн-е и соотв. фаз паралл-о вкл-х тр-в на х.х., когда втор-е обм-и разомкнуты, будут равны по величине и по фазе. Поэтму при вкл-и втр-х обм-к на общие шины в этих обмотках при отсутствии при отсутствии нагрузок не возникает токов. В противном случае на х.х. возникают появления уравнительных токов между трансф-ми, кот. будут циркулировать по замкн-м контурам, образуемым вторичными обм-ми паралл-о вкл-х тр-в и трансформиров-ся на первич-е обм-и.

Соблюдение 3-го уловия обеспеивает равномерное распред-е нагр-и м/у тран-ми, но необх-о проверить, что на одну и туже шину включаются также фазы отдельных тран-в и кот. совпад-т по фазе.

Дата добавления: 2015-07-15