Силовые трансформаторы. Устройство, типы.

Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. С помощью трансформаторов можно осуществить передачу электрической - энергии на большие расстояния при высоких напряжениях (вплоть до 500 кВ и выше) и относительно малых токах; снижение тока при заданной передаваемой мощности обеспечивает уменьшение потерь напряжения и мощности, повышает экономичность линий электропередач. Трансформаторы, используемые в электроэнергетических системах и в сетях распределения электроэнергии, называют силовыми. Кроме силовых, широкое распространение получили трансформаторы специального назначения (сварочные, электропечные, испытательные, импульсные, высокочастотные, для выпрями­тельных установок и преобразователей частоты); для включения в схемы измери­тельных приборов используют измерительные трансформаторы. Для регулирова­ния напряжения в небольших пределах и для пуска двигателей переменного тока большой мощности применяют автотрансформаторы. В электронных схемах широко используют трансформаторы малой мощности (10...600 ВА) с несколькими вторичными обмотками для питания изолированных друг от друга цепей, име­ющих различные номинальные напряжения.

Несмотря на разнообразие и специфические особенности различных типов трансформаторов, происходящие в них электромагнитные процессы имеют много общих черт. Познание этих процессов — основная задача при изучении данной главы. Вместе с тем предстоит выяснить конструктивные особенности наиболее типичных трансформаторов, схемы их включения, режимы работы, характеристи­ки, параметры, условные графические обозначения. Однофазный трансформатор состоит из двух обмоток— первичной с числом витков, к которой подводится напряжение сети, и вторичной с числом витков, к которой присоединяются потребители электроэнергии; обе обмотки намотаны на магнитопровод.

Магнитопровод служит для усиления электромагнитной связи между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопровод трансфор­матора собирают из тонких (изолированных друг от друга тон­кой бумагой, лаком или окали­ной) листов слабоуглеродистой электротехнической стали. Одна из обмоток трансформа­тора, рассчитанная на большее напряжение, называется обмоткой высшего напряжения (ВН), а вто­рая—обмоткой низшего напряжения (НН). Если первичное на­пряжение меньше вторичного, то трансформатор называют повы­шающим, а если больше — понижающим. Обмотки ВН и НН условно имеют начало и конец, которые соответственно обозначают на стороне высшего напряжения А и X, а на стороне низшего на­пряжения — а и х.

Принято называть все величины, относящиеся к первичной об­мотке (например, напряжение, ток, мощность), первичными, а от­носящиеся к вторичной обмотке — вторичными.

При подключении трансформатора к сети переменного тока с на­пряжением в первичной обмотке проходит ток. Под действием намагничивающей силы возбуждается переменный во времени магнитный поток. Большую часть потока, замыкающуюся по магнитопроводу и сцепленную с обеими обмотками трансформа­тора, называют основным магнитным потоком Ф; небольшую часть потока Фо, сцепленную только с одной первичной обмоткой, назы­вают первичным потоком рассеяния

В основе работы трансформатора лежит закон электромагнит­ной индукции, в соответствии с которым пронизывающий обмотки трансформатора основной магнитный поток Ф индуктирует в них э. д. с. И если ко вторичной обмотке присоединить потребитель электроэнергии (нагрузку) то под действием э. д. с. по этой обмотке потечет переменный ток Именно так с помощью перемен­ного магнитного потока Ф осуществляется передача энергии из пер­вичной обмотки во вторичную..

Режим работы трансформатора и условиях, для которых он рас­считан и изготовлен, называется номинальным. Номинальный режим характеризуется номинальными величинами, большинство из которых, например номинальные мощность, напряжения и токи обмоток, частота и другие, указываются на щитке трансформатора.

Дата добавления: 2015-08-13