Функции трансформатора: Предназначение трансформаторов: типы и функции

Содержание

Функции трансформатора переменного тока



Что такое трансформатор – это устройство, способное изменять напряжение переменного тока

Трансформаторы

Вопрос, что такое трансформатор, для опытных и даже начинающих электриков совершенно простой. Но обычные обыватели, которые с электрикой не дружат, даже и не представляют, как выглядит трансформатор, для чего он необходим, а тем более, не осведомлены о его конструкции и принципе работы. Поэтому в этой статье будем разбираться с этим прибором, рассмотрим вопрос, а можно ли сделать трансформатор своими руками, и так далее. Итак, трансформатор – это электромагнитное устройство, которое может изменять напряжение переменного тока (увеличивать или уменьшать).

Трансформаторы тока

Устройство и принцип работы

Итак, конструкция трансформатора достаточно проста и состоит из сердечника и двух катушек из медной проволоки. В основе принципа работы лежит электромагнитная индукция. Чтобы вы поняли, как работает этот прибор, рассмотрим, как магнитное поле, образуемое в катушках (обмотках) устройства, изменяет показатель напряжения.

Подаваемый на первую обмотку электрический ток (он переменный, поэтому изменяется по направлению и величине) образует в катушке магнитное поле (оно также переменное). В свою очередь магнитное поле образует во второй катушке электрический ток. Такой своеобразный обмен параметрами. Но просто так изменение напряжения не произойдет, оно зависит от того, сколько витков медной проволоки в каждой обмотке. Конечно, величина изменения магнитного поля (скорость) также влияет на величину напряжения.

Что касается количества витков, то получается так:

  • если число витков в первичной катушке больше, чем во вторичной, то это понижающий трансформатор;
  • и, наоборот, если количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной, то это повышающий трансформаторный прибор.

Поэтому существует формула, которая определяет так называемый коэффициент трансформации. Вот она:

k=w1/w2, где w – это число витков в катушке с соответствующим номером.

Внимание! Любой трансформатор может быть и понижающим, и повышающим, все зависит от того, к какой обмотке (катушке) подсоединяется питающий кабель сети переменного тока.

И еще один момент, касающийся устройства. Это сердечник трансформатора. Все дело в том, что существуют разные виды этого устройства, в которых сердечник присутствует или отсутствует.

  • Так вот, в тех видах, где сердечник трансформатора отсутствует или изготовлен из феррита или альсифера называются высокочастотными (выше 100 кГц).
  • Приборы с сердечником из стали, феррита или пермаллои – низкочастотные (ниже 100 кГц).

Первые используются в радио- и электросвязи. Вторые в для усиления звуковых частот, к примеру, в телефонии. Со стальным сердечником используется в электротехнике (в бытовых приборах в том числе).

Условные обозначения и параметры

Приобретая трансформатор, необходимо понимать, что написано на его корпусе или в сопроводительных документах. Ведь существует определенная маркировка трансформаторов, которые определяют его назначение. Основное, на что необходимо обратить внимание, до какого показателя этот прибор может снизить напряжение. К примеру, 220/24 говорит о том, что на выходе получится ток напряжением 24 вольта.

А вот буквенные обозначения чаще всего говорят о типе устройства. Кстати, имеется в виду буквы, стоящие после цифр. К примеру, О или Т – одно- или трехфазный соответственно. То же самое можно сказать о количестве обмоток, о типе охлаждения, о способе и месте установки (внутренние, наружные и прочее).

Расшифровка маркировки трансформатора

Что касается параметров трансформатора, то существует определенный стандартный ряд, который и определяет характеристики прибора. Их несколько:

  • Напряжение в первичной катушке.
  • Напряжение во вторичной катушке.
  • Первичная сила тока.
  • Вторичная сила тока.
  • Общая мощность аппарата.
  • Коэффициент трансформации.
  • КПД.
  • Коэффициент мощности и нагрузки.

Есть так называемая внешняя характеристика трансформатора. Это зависимость вторичного напряжения от вторичной силы тока, при условии, что сила тока первичной обмотки будет номинальной, а cos φ= const. По-простому – чем выше сила тока, тем ниже напряжение. Правда, второй параметр изменяется всего лишь на несколько процентов. При этом внешняя характеристика трансформатора определяется относительными характеристиками, а именно коэффициентом загрузки, который определяется по формуле:

Обозначение на схемах

K=I2/I2н, где второй показатель силы – это сила тока при номинальном напряжении.

Конечно, характеристики трансформатора – это достаточно большой ряд всевозможных показателей, от которых зависит сама работа прибора. Здесь и мощность потерь, и внутреннее сопротивление в обмотке.

Как сделать самостоятельно

Итак, как сделать трансформатор самому? Зная, принцип работы установки и его конструктивные особенности, можно собрать своими руками простейший аппарат. Для этого вам понадобится любое металлическое кольцо, на котором надо накрутить два участка обмотки. Самое важно – обмотки не должны касаться друг друга, а место их намотки не зависит конкретно от их расположения. То есть, они могут быть размещена напротив друг друга или рядом. Важно – даже небольшое расстояние между ними.

Внимание! Трансформатор работает только от сети переменного тока. Так что не стоит подключать к вашему устройству батарейку или аккумулятор, где присутствует ток постоянный. Работать от этих источников электроэнергии он не будет.

Как уже было сказано выше, количество витков в обмотках определяет, какой прибор вы собираете – понижающий или повышающий. К примеру, если вы на первичной обмотке соберете 1200 витков, а на вторичной всего лишь 10, то на выходе вы получите напряжение 2 вольта. Конечно, при подключении первичной катушки к напряжению 220-240 вольт. Если фазировка трансформатора будет заменена, то есть, провести подсоединение 220 вольт к вторичной обмотке, то на выходе первичной получится ток напряжением 2000 вольт. То есть, к назначению трансформатора надо подходить осторожно, учитывая тот самый коэффициент трансформации.

Как правильно подключить

Что касается монтажа трансформатора, особенно его понижающего типа в быту дома, то необходимо знать некоторые нюансы проводимого процесса.

  • Во-первых, это касается самого устройства. При монтаже трансформатора иногда появляется необходимость подключения не одного потребителя, а сразу нескольких. Поэтому обращайте внимание на количество выходных клемм. Конечно, необходимо знать, что суммарная потребляемая мощность потребителей не должна быть больше мощности самого трансформаторного устройства. Во всяком случае, специалисты рекомендуют, чтобы второй показатель был всегда больше первого на 15-20%.
  • Во-вторых, подключение трансформатора производится электрической проводкой. Так вот ее длина и до прибора, и после не должна быть очень большой. К примеру, понижающий аппарат для светодиодного освещения предполагает наличие проводки от него до светильников не больше двух метров. Это позволит избежать больших потерь мощности.

Схема подключения понижающего трансформатора

Внимание! Нельзя процесс монтажа трансформатора проводить и в том случае, если потребляемая мощность потребителей будет меньше мощности самого агрегата.

  • В-третьих, место установки электрического понижающего прибора должно быть выбрано правильно. Самое важное, чтобы до него всегда можно было бы добраться просто, особенно когда есть необходимость провести демонтаж со следующей заменой и монтажом трансформатора. Поэтому перед тем как подключить трансформатор, необходимо определиться с его местом установки.

Схема замещения

Буквально несколько слов о том, что такое схема замещения трансформатора. Начнем с того, что две катушки соединены между собой магнитным полем, поэтому проанализировать работы трансформатора, а тем более его характеристики, очень сложно. Поэтому для этих целей сам прибор заменяют моделью, которая и называется схема замещения трансформатора.

По сути, все переводится на математический уровень, а точнее, в уравнения (токов и электрического состояния). Здесь важно, чтобы все уравнения, касающиеся прибора и его модели, совпадали. Кстати, для многих схема замещения трансформатора достаточно сложна, поэтому существует упрощенный вариант, в котором нет тока холостого хода, ведь на него приходится незначительная часть.

Фазировка

Фазировка трансформатора – это испытание его выходов, когда в одну цепь подключены несколько приборов параллельно. Ведь обязательное условие эффективной работы цепи с отсутствием больших потерь мощности – это правильное соединение фаз между собой, чтобы образовался замкнутый контур.

Если фазы не совпадут, то падает мощности и растет нагрузка. Если не совпадает чередование фаз, то произойдет короткое замыкание.

Заключение по теме

Итак, был сделан небольшой обзор всего, что касается трансформаторных установок, поэтому будем считать, что вопрос, зачем нужны трансформаторы, исчерпан, хотя и не полностью. Об этом приборе можно говорить долго. К примеру, самые простые варианты: как разобрать трансформатор, как прозвонить его, как подключить или демонтировать самому дома.

Источник

Что такое трансформаторы тока

Трансформатор тока – это специальный вспомогательный прибор, применяющийся при включении различных измерительных приборов и реле в электрические цепи переменного тока. Преобразует ток любого напряжения и значения в такой, который удобен для измерения, питания обмоток реле и отключающих устройств. Изолирует приборы и защищает обслуживающий персонал от воздействия высокого напряжения.

  1. Для чего нужен трансформатор тока
  2. Применение трансформаторов тока
  3. Трансформаторы для измерений
  4. Трансформаторы для защиты

Для чего нужен трансформатор тока

Все трансформаторы выполняют ответственную и важную функцию – контролируют состояние лектрического тока в сети. При подключении к силовому реле происходит постоянная проверка сети, наличия и состояния заземления. При появлении аварийного значения тока он осуществляет защиту, отключает оборудование, подключенное к сети. Между проходящим, по вторичной обмотке и током, проходящим в первичной обмотке трансформатора, существует прямая пропорциональная зависимость. Это означает, что измеряя значение напряжения на вторичной обмотке, можно достаточно точно вычислить значение переменного тока высокого напряжения в первичной обмотке.

Применение трансформаторов тока

Все трансформаторы подразделяются на трансформаторы для измерений и для защиты. Существуют конструкции в которых совмещаются обе функции.

Трансформаторы для измерений

Применяются в электрических цепях, где проходит большое напряжение и нет возможности для прямого подключения измерительных приборов. Их основная функция – передача данных об электротоке на приборы для его измерения. Все тестеры – ваттметры, амперметры, различные счетчики и другие подключаются к вторичной обмотке трансформатора. Другими словами, измерительный трансформатор преобразует переменный т0к высокого напряжения в такой, величину которого возможно измерить с помощью стандартных измерительных приборов. Кроме того, происходит изоляция их от напряжения с целью обеспечения электробезопасности.

Трансформаторы для защиты

Передают измеренную информацию о состоянии напряжения в приборы управления и защиты. Таким образом, защитный трансформатор преобразует переменный ток любого (как правило, высокого) значения, в значение которого позволяет использовать его при работе реле автоматических защитных систем. Также изолируют оборудование и электрические цепи, с которыми работают люди от цепей высокого напряжения. Сила тока и напряжение – основные характеристики состояния его в электрической цепи.

Измерительные приборы, подключаемые для оценки этих характеристик, могут изменять измеряемые параметры. Поэтому, даже самые точные, идеальные тестеры не смогут дать точной картины, так как значения измеряемых параметров отличаются от тех, которые были до их включения. Для получения более точных данных необходимо учитывать возникающую погрешность измерения.

Схема подключения трансформаторов тока

Трансформаторы тока назначение и принцип действия

Измерительные трансформаторы тока

Подключение трансформатора для преобразования тока

Источник

Что нужно знать о трансформаторах тока

В статье читатель узнает, что такое трансформатор тока, где они применяются. Мы постараемся дать краткую характеристику видам и типам устройства, объясним принцип действия. Также предлагаем ознакомиться с видеороликом в конце текста для лучшего понимания материала.

Без такого привычного устройства современный мир был бы невозможен в том виде, каком мы к нему привыкли. Его задача – помочь передавать энергию на большие расстояния. Тех, кто дочитает материал до конца, ждет приятный бонус: файл с книгой о трансформаторах тока Афанасьева А.А. По любым вопросам не стесняйтесь писать в комментариях, опытные эксперты будут рады вам помочь.

Что это за устройство

Трансформатор представляет собой устройство, которое преобразовывает напряжение переменного тока (повышает или понижает). Состоит трансформатор из нескольких обмоток (двух или более), которые намотаны на общий ферромагнитный сердечник.

Если трансформатор состоит только из одной обмотки, то он называется автотрансформатором. Современные трансформаторы тока бывают: стержневыми, броневыми или тороидальными. Все три типа трансформаторов имеют похожие характеристики, и надежность, но отличаются друг от друга способом изготовления.

В трансформаторах стержневого типа обмотка намотана на сердечник, а в трансформаторах стержневого типа обмотка включается в сердечник. В трансформаторе стержневого типа обмотки хорошо видны, а из сердечника видна только нижняя и верхняя часть.

Сердечник броневого трансформатора скрывает в себе практически всю обмотку. Обмотки трансформатора стержневого типа расположены горизонтально, в то время как это расположение в броневом трансформаторе может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Независимо от типа трансформатора, в его состав входят такие три функциональные части: магнитная система трансформатора (магнитопровод), обмотки, а также система охлаждения.

Это устройство, первичная обмотка которого последовательно включена в рабочую цепь, а вторичная служит для проведения измерений. Подобные устройства используются не только в лабораториях для оценки величин. Истинное место трансформаторов тока возле электростанций, где они помогают контролировать режимы, внося коррективы в процесс эксплуатации оборудования.

Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.

Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.

Область применения

Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.

Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Трансформаторы тока принято классифицировать по роду тока. Измеряемое напряжение различается по роду. Для проведения измерений в цепи постоянного тока используется нарезка сигнала на импульсы. Напрямую трансформация невозможна:

  • для переменного тока;
  • для постоянного тока.

По назначению: мы уже сказали, что часто трансформаторы тока применяются для измерений (к примеру, кВт ч). Называют системы, где требуется защитить персонал для повышения безопасности.

Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования. Трансформаторы делят в зависимости от назначения. Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:

  • измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;
  • защитные — подключаемые к защитным цепям;
  • промежуточные — используется для повторного преобразования.

Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.

Принцип работы устройства

Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции. Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток, выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной. Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.

Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток. Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:

  • W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;
  • U1, U2 — входное и выходное напряжения соответственно.

Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек, либо одна поверх другой. У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией.

Микротрансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги. Подробнее принцип работы трансформатора тока рассмотрен в видеоролике:

Вкратце принцип работы и устройство трансформатора тока заключается в подаче питания от источника электричества. Наиболее актуальным является использование для снижения первичных показателей тока до величины, применяемой в измерительных и защитных цепях, сигнализации и управления.

Во вторичной обмотке отмечаются показатели тока 5 А или 1 А. Измерительные устройства подключаются к вторичной обмотке, а к первичной подключается цепь, в которой измеряют ток. Для расчета тока во второй обмотке используют показания в первичной обмотке и делят на коэффициент трансформации.

Режимы работы трансформатора

Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены.

Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора.

Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны.

Поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения. Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:

где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке.

Если U2> U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

Виды и типы трансформаторов

Трансформаторы — это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на несколько видов.

  1. Автотрансформаторы.
  2. Импульсные трансформаторы.
  3. Разделительный трансформатор.
  4. Пик-трансформатор.

Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения. Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.

Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели, где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.

Кроме того, производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией. Трансформаторы тока имеют три основных вида. Наиболее применяемые из них:

  1. Сухие.
  2. Тороидальные.
  3. Высоковольтные (масляные, газовые).

Тороидальные исполнения трансформаторов устанавливают на шины или кабели. Поэтому первичная обмотка для них не нужна, в отличие от обычных трансформаторов напряжения и тока. Первичный ток протекает по шине, которая проходит в центре трансформатора. Он дает возможность вторичной обмотке фиксировать показатели тока.

Такие трансформаторы тока редко используются для замера параметров тока, так как их надежность и точность измерений оставляет желать лучшего. Они чаще используются для дополнительной защиты от короткого замыкания.

Характеристики трансформаторов

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

  • уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;
  • способ преобразования: повышающий, понижающий;
  • количество фаз: одно- или трехфазный;
  • число обмоток: двух- и многообмоточный;
  • форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.

Один из основных параметров — это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.

Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.

Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).

Параметры трансформаторов тока

При выборе для работы в тандеме с трёхфазным счётчиком первым делом обращают внимание на коэффициент трансформации. Ряд значений стандартизирован, и нужно выбирать приборы, способные работать в паре. Выше говорилось, что в иных случаях коэффициент трансформации возможно менять, и нужно этим пользоваться.

Помимо рабочего напряжения роль играет ток в первичной обмотке (исследуемой сети). Понятно, что с ростом увеличивается нагрев, и однажды токонесущая часть может сгореть. Это требование не столь актуально для трансформаторов без первичной обмотки. Номинальный вторичный ток обычно равен 1 либо 5 А, что служит критерием для согласования с сопрягаемыми устройствами.

Полагается обращать внимание на сопротивление нагрузки в цепи измерения. Вряд ли найдётся счётчик, выбивающийся из общего ряда, но нужно контролировать момент. В противном случае не гарантируется точность показаний. Коэффициент нагрузки обычно не ниже 0,8.

Это уже касается измерительных приборов, с индуктивностями в составе. ГОСТ нормирует значение в вольт-амперах. Для получения сопротивления в омах требуется поделить цифру на квадрат тока вторичной обмотки.

Предельные режимы работы обычно характеризуются током электродинамической стойкости, возникающим при коротком замыкании. В паспорте пишут значение, при котором прибор проработает сколь угодно долго без выхода из строя.

Остаётся лишь произвести операцию умножения. Указанный параметр не касается приборов без первичной обмотки. Вдобавок определяется ток термической стойкости, который трансформатор выдерживает без критического перегрева. Этот вид устойчивости способен выражаться кратностью.

Отличие трансформатора тока от трансформатора напряжения

Одним из некоторых отличий является способ создания изоляции между двумя обмотками. Первичную обмотку в трансформаторах тока изолируют соответственно параметрам принимаемого напряжения. Вторичная обмотка имеет заземление.

Для трансформатора напряжения при коротком замыкании его работа опасна из-за риска возникновения аварии. Для трансформатора тока такой режим работы вполне приемлемый и безопасный. Хотя бывают у таких трансформаторов также угрозы аварии, но для этого устанавливают свои системы и средства защиты.

Заключение

Надеемся, что теперь вам полностью понятен принцип работы трансформаторов тока. Предлагаем скачать файл с книгой о трансформаторах тока Афанасьева А.А., в котором подробно рассмотрены все нюансы работы с трансформаторами тока. Если хотите регулярно узнавать новую информацию по этой теме, а также по теме металлоискателей и радиодеталей: подписывайтесь на нашу группу в социальной сети «Вконтакте».

Источник

Принцип работы трансформатора тока

Что такое трансформатор тока, принцип работы, типы, схемы

Трансформатор тока представляет собой тип «измерительного трансформатора», который предназначен для производства переменного тока в его вторичной обмотки, которое пропорционально току измеряется в его первичном. Трансформаторы тока уменьшают токи высокого напряжения до гораздо более низкого значения и обеспечивают удобный способ безопасного контроля фактического электрического тока, протекающего в линии электропередачи переменного тока, с использованием стандартного амперметра.

Принцип работы основного трансформатора тока немного отличается от обычного трансформатора напряжения.

Трансформатор тока состоит из одного или нескольких витков в качестве своей первичной обмотки. Эта первичная обмотка может иметь либо один плоский виток, либо катушку из сверхпрочного провода, намотанного на сердечник, либо просто проводник или шину, расположенную через центральное отверстие, как показано на рисунке.

Из-за такого типа расположения трансформатор тока часто называют также «последовательным трансформатором», поскольку первичная обмотка, которая никогда не имеет более нескольких витков, соединена последовательно с проводником с током, питающим нагрузку.

Однако вторичная обмотка может иметь большое количество витков катушки, намотанных на многослойный сердечник из магнитного материала с малыми потерями. Этот сердечник имеет большую площадь поперечного сечения, так что создаваемая плотность магнитного потока является низкой при использовании провода с меньшей площадью поперечного сечения, в зависимости от того, какой ток должен быть понижен, когда он пытается выдать постоянный ток, независимо от подключенной нагрузки.

Вторичная обмотка будет подавать ток либо на короткое замыкание, в виде амперметра, либо на резистивную нагрузку, пока напряжение, наведенное во вторичной обмотке, не станет достаточно большим, чтобы насытить сердечник или вызвать отказ из-за чрезмерного пробоя напряжения.

В отличие от трансформатора напряжения, первичный ток трансформатора тока не зависит от тока вторичной нагрузки, а контролируется внешней нагрузкой. Вторичный ток обычно оценивается в стандартный 1 Ампер или 5 Ампер для больших значений первичного тока.

Существует три основных типа трансформаторов тока:

  • Обмоточный трансформатор тока — первичная обмотка трансформатора физически соединена последовательно с проводником, который несет измеренный ток, протекающий в цепи. Величина вторичного тока зависит от коэффициента оборотов трансформатора.
  • Тороидальный трансформатор тока — они не содержат первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой проходит ток, протекающий в сети, проходит через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе. Некоторые трансформаторы тока имеют «разделенный сердечник», который позволяет открывать, устанавливать и закрывать его, не отключая цепь, к которой они подключены.
  • Трансформатор тока стержневого типа — в этом типе трансформатора тока используется фактический кабель или шина главной цепи в качестве первичной обмотки, что эквивалентно одному витку. Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения системы и обычно крепятся болтами к токонесущему устройству.

Ручные трансформаторы тока

В настоящее время доступно много специализированных типов трансформаторов тока. Популярный и портативный тип, который может быть использован для измерения нагрузки цепи, называется «клещами», как показано на рисунке.

Измерители зажимов открывают и закрывают вокруг проводника с током и измеряют его ток, определяя магнитное поле вокруг него, обеспечивая быстрое считывание результатов измерений, как правило, на цифровом дисплее без отключения или размыкания цепи.

Наряду с ручным зажимом типа трансформатора тока имеются трансформаторы тока с разделенным сердечником, у которых один конец съемный, поэтому нет необходимости отсоединять проводник нагрузки или шину для его установки. Они доступны для измерения токов от 100 до 5000 ампер, с квадратными размерами окна от 1 ″ до более 12 ″ (от 25 до 300 мм).

Сфера применения

Сфера применения включает все отрасли, в которых происходит преобразование энергетических величин.

Эти устройства относятся к числу вспомогательного оборудования, которое используется параллельно с измерительными приборами и реле при создании цепи переменного тока. В этих случаях трансформаторы преобразуют энергию для более удобной расшифровки параметров или соединения оборудования с разными характеристиками в одну цепь.

Также выделяют измерительную функцию трансформаторов: они служат для запуска электроцепей с повышенным напряжением, к которым требуется подключить измерительные приборы, но не представляется возможным сделать это напрямую. Основная задача таких трансформаторов – передача полученной информации о параметрах тока на приборы для измерительных манипуляций, которые подсоединены к обмотке вторичного типа. Также оборудование дает возможность контролировать ток в цепи: при использовании реле и достижении максимальных токовых параметров активируется защита, выключающая оборудование во избежание перегорания и нанесения вреда персоналу.

Принцип работы

Действие такого оборудования основано на законе индукции, согласно которому напряжение попадает на первичные витки и ток преодолевает создаваемое сопротивление обмотки, что вызывает формирование магнитного потока, передающегося на магнитопровод. Поток идет в перпендикулярном направлении относительно тока, что позволяет минимизировать потери, а при пересечении им витков вторичной обмотки активируется сила ЭДС. В результате ее воздействия в системе появляется ток, который сильнее сопротивления катушки, при этом напряжение на выходной части вторичных витков снижается.

Простейшая конструкция трансформатора, таким образом, включает сердечник из металла и пару обмоток, не соединенных друг с другом и выполненных в виде проводки с изоляцией. В некоторых случаях нагрузка идет только на первичные, а не вторичные витки: это так называемый холостой режим. Если же ко вторичной обмотке подсоединяют оборудование, потребляющее энергию, по виткам проходит ток, который создает электродвижущая сила. Параметры ЭДС обусловлены количеством витков. Соотношение электродвижущей силы для первичных и вторичных витков известно как коэффициент трансформации, вычисляется по отношению их числа. Регулировать напряжение для конечного потребителя энергии можно, изменяя число витков первичной либо вторичной обмотки.

Для чего нужны трансформаторы тока

Трансформатор тока нулевой последовательности широко используется в организации работы производства, в быту (с его помощью проводят сварочные работы, он нормализуют входящее в дом напряжение, бросок тока, он нормализует работу электросчётчика с целью увеличения безопасности).

Трансформатор является важным инструментом в области электротехники. Текущие уровни электрического тока должны контролироваться в целях безопасности и эффективности работы прочих бытовых и промышленных приборов. Измерительные устройства, подключенные к трансформаторам, позволяют совершать мониторинг в различных местах по всей системе. Они также могут быть использованы для измерения электрического использования здания и выставления счетов или целей проверки.

Трансформатор тока — схема

Схемы подключения

Для того чтобы устройство эффективно работало и качественно выполняло возложенные на него функции, нужно правильно его подключить. Для этого следует руководствоваться одной из стандартных схем, позволяющих удовлетворить требования владельцев оборудования. Только в этом случае можно добиться желаемого результата и выполнить работу за максимально короткий промежуток времени.

Основные схемы соединения трансформаторов и обмоток реле:

  1. Звезда. Этот вариант подключения предусматривает установку трансформаторов тока во всех фазах. Их вторичные обмотки соединяются с соответствующими элементами реле в виде звезды, а нулевые точки — с общим проводом. Такая схема используется только в защитных устройствах, предотвращающих короткие замыкания.
  2. Неполная звезда. Единственное отличие этого способа подключения от звезды — установка трансформаторов только в двух фазах.
  3. Треугольник. Вторичные обмотки всех трансформаторов последовательно соединяются друг с другом при помощи разноимённых выводов. К вершинам образованного треугольника подключаются реле, соединённые в звезду. Этот вариант применяется для дистанционных и дифференциальных защит.
  4. Неполный треугольник. Отличительная черта этой схемы подключения — использование вторичных обмоток, установленных не во всех фазах, а только в двух. Такой вариант применяется для защиты двигателей от междуфазных коротких замыканий.

Коэффициент трансформации

Для оценки эффективности работы самого трансформатора была введена величина коэффициента преобразования. Его номинальное значение обычно указывается в официальной документации к трансформатору. Данный коэффициент обозначает отношение первичного номинального тока к аналогичному показателю второй обмотки. К примеру, это может быть значение 100/5 А. Оно может резко изменяться в зависимости от количества секций с витками.

Принцип работы трансформатора тока

Демонстрацию процессов, происходящих при преобразованиях электрической энергии внутри трансформатора, поясняет схема.

Через силовую первичную обмотку с числом витков ω1 протекает ток I1, преодолевая ее полное сопротивление Z1. Вокруг этой катушки формируется магнитный поток Ф1, который улавливается магнитопроводом, расположенным перпендикулярно направлению вектора I1. Такая ориентация обеспечивает минимальные потери электрической энергии при ее преобразовании в магнитную.

Пересекая перпендикулярно расположенные витки обмотки ω2, поток Ф1 наводит в них электродвижущую силу Е2, под влиянием которой возникает во вторичной обмотке ток I2, преодолевающий полное сопротивление катушки Z2 и подключенной выходной нагрузки Zн. При этом на зажимах вторичной цепи образуется падение напряжения U2.

Величина К1, определяемая отношением векторов I1/I2, называется коэффициентом трансформации. Ее значение задается при проектировании устройств и замеряется в готовых конструкциях. Отличия показателей реальных моделей от расчетных значений оценивается метрологической характеристикой —классом точности трансформатора тока.

В реальной работе значения токов в обмотках не являются постоянными величинами. Поэтому коэффициент трансформации принято обозначать по номинальным значениям. Например, его выражение 1000/5 означает, что при рабочем первичном токе 1 килоампер во вторичных витках будет действовать нагрузка 5 ампер. По этим значениям и рассчитывается длительная эксплуатация этого трансформатора тока.

Магнитный поток Ф2 от вторичного тока I2 уменьшает значение потока Ф1 в магнитопроводе. При этом создаваемый в нем поток трансформатора Фт определяется геометрическим суммированием векторов Ф1 и Ф2.

Источник

Трансформаторы — устройство, принцип работы и область применения, основные типы и характеристики

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Трансформаторы — это устройства предназначенные для преобразования электроэнергии. Их основная задача — изменение значения переменного напряжения.

Трансформаторы используются как в виде самостоятельных приборов, так и в качестве составных элементов других электротехнических устройств.

Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.

Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.

Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции. Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной. Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.

После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.

Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток.

Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:

  • W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;
  • U1,U2 — входное и выходное напряжения соответственно.

Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой. У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией. Микро трансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги.

ВИДЫ И ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторы — это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на:

Автотрансформаторы.
Они имеют одну обмотку с несколькими отводами. За счет переключения между этими отводами можно получить разные показатели напряжения.
К недостаткам следует отнести отсутствие гальванической развязки между входом и выходом.
Импульсные трансформаторы.
Предназначены для преобразования импульсного сигнала незначительной продолжительности (около десятка микросекунд). При этом форма импульса искажается минимально. Обычно используется в цепях обработки видеосигнала.
Разделительный трансформатор.
Конструкция этого устройства предусматривает полное отсутствие электрической связи между первичной и вторичными обмотками, то есть обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями. Используется для повышения электробезопасности и, как правило, имеет коэффициент трансформации равный единице.
Пик—трансформатор.
Используется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров. Преобразует синусоидальное напряжение переменного тока в пикообразные импульсы.

Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения.

Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.

Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.

Кроме того производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

  • уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;
  • способ преобразования: повышающий, понижающий;
  • количество фаз: одно- или трехфазный;
  • число обмоток: двух- и многообмоточный;
  • форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.

Один из основных параметров — это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.

Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.

Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.

Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования.

В зависимости от назначения трансформаторы делят на:

Силовые.

Являются наиболее распространенным типом промышленного трансформатора. Применяются для повышения и понижения напряжения. Используется в линиях электропередач. По пути от электрогенерирующих мощностей до потребителя электроэнергия может несколько раз проходить через повышающие силовые трансформаторы, в зависимости от удалённости конкретного потребителя.

Перед подачей непосредственно на приборы потребления (станки, бытовые и осветительные приборы) электроэнергия претерпевает обратные преобразования, проходя через силовые понижающие трансформаторы.

Тока.

Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.

В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:

  • измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;
  • защитные — подключаемые к защитным цепям;
  • промежуточные — используется для повторного преобразования.

Напряжения.

Они применяются для преобразования напряжения до нужных величин. Кроме того, такие устройства используются в цепях гальванической развязки и электро- радио- измерениях.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


Трансформаторы, их виды и назначение

Что такое трансформатор
Принцип работы трансформатора
Виды трансформаторов
Режимы работы трансформатора
Уравнения идеального трансформатора
Магнитопровод трансформатора
Обмотка трансформатора
Применение трансформаторов
Схема трансформатора

Что такое трансформатор

Трансформатор представляет собой устройство, которое преобразовывает напряжение переменного тока (повышает или понижает). Состоит трансформатор из нескольких обмоток (двух или более), которые намотаны на общий ферромагнитный сердечник. Если трансформатор состоит только из одной обмотки, то он называется автотрансформатором. Современные трансформаторы тока бывают: стержневыми, броневыми или тороидальными. Все три типа трансформаторов имеют похожие характеристики, и надежность, но отличаются друг от друга способом изготовления.

В трансформаторах стержневого типа обмотка намотана на сердечник, а в трансформаторах стержневого типа обмотка включается в сердечник. В трансформаторе стержневого типа обмотки хорошо видны, а из сердечника видна только нижняя и верхняя часть. Сердечник броневого трансформатора скрывает в себе практически всю обмотку. Обмотки трансформатора стержневого типа расположены горизонтально, в то время как это расположение в броневом трансформаторе может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Независимо от типа трансформатора, в его состав входят такие три функциональные части: магнитная система трансформатора (магнитопровод), обмотки, а также система охлаждения.

В начало

Принцип работы трансформатора

В трансформаторе принято выделять первичную и вторичную обмотку. К первичной обмотке напряжение подводится, а от вторичной отводится. Действие трансформатора основано на законе Фарадея (законе электромагнитной индукции): изменяющийся во времени магнитной поток через площадку, ограниченную контуром, создает электродвижущую силу. Справедливо также обратное утверждение: изменяющийся электрический ток индуцирует изменяющееся магнитное поле.

В трансформаторе есть две обмотки: первичная и вторичная. Первичная обмотка получает запитку от внешнего источника, а с вторичной обмотки напряжение снимается. Переменный ток первичной обмотки создает в магнитопроводе переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает ток во вторичной обмотке.

В начало

Режимы работы трансформатора

Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены. Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора. Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны, поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения.

Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:
U_2/U_1 =N_2/N_1 , где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке. Если U2 > U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

В начало

Виды трансформаторов

В зависимости от своего применения и характеристик трансформаторы бывают нескольких видов. К примеру, в электрических сетях населенных пунктов, промышленных предприятий применяют трансформаторы силовые, основной задачей которых является понижение напряжения в сети до общепринятого – 220 В.

Если трансформатор предназначен для регулировки тока, он называется трансформатор тока, а если устройство регулирует напряжение – то это трансформатор напряжения. В обычных сетях применяются однофазные трансформаторы, в сетях на три провода (фаза, ноль, заземление) нужен трехфазный трансформатор.

Бытовой трансформатор, 220В предназначается для защиты бытовой техники от перепадов напряжения.

Сварочный трансформатор предназначен для разделения сварочной и силовой сети, для понижения напряжения в сети до нужной для сварки величины.

Масляный трансформатор предназначается для использования в сетях с напряжением выше 6 000 Вольт. Конструкция трансформатора включает в себя: магнитопровод, обмотки, бак, а также крышки с вводами. Магнитопровод состоит из 2 листов электротехнической стали, которые изолированы друг от друга, обмотки, как правило, делают из алюминиевого или медного провода. Регулировка напряжения производится с помощью ответвления, которое соединяется с переключателем.

Существует два вида переключения ответвлений: переключение под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой), а также без нагрузки, после того, как трансформатор отключен от внешней сети (ПБВ, или переключение без возбуждения). Большее распространение получил второй способ регулировки напряжения.

Говоря о видах трансформаторов, нельзя не рассказать об электронном трансформаторе. Электронный трансформатор представляет собой специализированный источник питания, который служит для преобразования напряжения 220В в 12 (24)В, при большой мощности. Электронный трансформатор намного меньше обычного, при тех же самых параметрах нагрузки.

В начало

Уравнения идеального трансформатора

Для того чтобы рассчитать основные характеристики трансформаторов, принято пользоваться простыми уравнениями, которые знает каждый современный школьник. Для этого используют понятие идеального трансформатора. Идеальным трансформатором называется такой трансформатор, в котором нет потерь энергии на нагрев обмоток и вихревые токи. В идеальном трансформаторе энергия первичной цепи превращается полностью в энергию магнитного поля, а затем – в энергию вторичной обмотки. Именно поэтому мы можем написать:
P1= I1*U1 = P2 = I2*U2,
где P1, P2 – мощности электрического тока в первичной и вторичной обмотке соответственно.

В начало

Магнитопровод трансформатора

Магнитопровод представляет собой пластины из электротехнической стали, которые концентрируют в себе магнитное поле трансформатора. Полностью собранная система с деталями, скрепляющими трансформатор в единое целое – это остов трансформатора. Та часть магнитопровода, на которой крепятся обмотки, называется стержнем трансформатора. Часть магнитопровода, которая не несет на себе обмотку и замыкает магнитную цепь, называется ярмом.

В трансформаторе стержни могут располагаться по-разному, поэтому выделяют такие четыре типа магнитопроводов (магнитных систем): плоская магнитная система, пространственная магнитная система, симметричная магнитная система, несимметричная магнитная система.

В начало

Обмотка трансформатора

Теперь поговорим об обмотке трансформатора. Основная часть обмотки – виток, который однократно обхватывает магнитопровод и в котором индуцируется магнитное поле. Под обмоткой понимают сумму витков, ЭДС всей обмотки равна сумме ЭДС в каждом витке.

В силовых трансформаторах обмотка обычно состоит из проводников, имеющих квадратное сечение. Такой проводник по-другому еще называется жилой. Проводник квадратного сечения используется для того, чтобы более эффективно использовать пространство внутри сердечника. В качестве изоляции каждой жилы может использоваться либо бумага, либо эмалевый лак. Две жилы могут быть соединены между собой, и иметь одну изоляцию – такая конструкция называется кабелем.

Обмотки бывают следующих типов: основные, регулирующие и вспомогательные. Основной называется обмотка, к которой подводится или от которой отводится ток (первичная и вторичная обмотка). Обмотка с выводами для регулирования коэффициента трансформации напряжения называется регулирующей.

В начало

Применение трансформаторов

Из курса школьной физики известно, что потери мощности в проводах прямо пропорциональны квадрату силы тока. Поэтому для передачи тока на большие расстояния напряжение повышают, а перед подачей потребителю наоборот, понижают. В первом случае нужны повышающие трансформаторы, а во втором – понижающие. Это основное применение трансформаторов.

Трансформаторы применяются также в схемах питания бытовых приборов. Например, в телевизорах применяют трансформаторы, имеющие несколько обмоток (для питания схем, транзисторов, кинескопа, и т.д.).

В начало

Схема трансформатора

  1. Изоляция трансформатора на основе безматричной вакуумной пропитки и работает в среде с высокой влажностью воздуха и в химически агрессивной атмосфере.
  2. Минимальное выделение энергии горения (например, 43 кг для трансформатора 1600 кВА соответствуют 1,1% веса). Другие изоляционные материалы являются практически негорючими, самозатухающими и не содержат каких-либо токсичных добавок.
  3. Устойчивость трансформатора к загрязнениям благодаря конвекционным самоочищающимся дискам обмотки.
  4. Большая длина утечки по поверхности дисков обмотки, которые создают эффект изоляционных барьеров.
  5. Устойчивость трансформатора к температурной ударной нагрузке даже при крайне низких температурах (-50°С).
  6. Керамические блоки прокладки (без возможности возгорания) между дисками обмотки.
  7. Изоляция проводников стекло-шелк.
  8. Безопасность эксплуатации трансформатора благодаря специальной структуре обмотки Воздействие напряжения на изоляцию никогда не превышает напряжение изоляции (не более 10 В). Частичные разряды в изоляции физически невозможны.
  9. Охлаждение трансформатора обеспечивается вертикальными и горизонтальным каналам охлаждения, а минимальная толщина изоляции обеспечивают возможность работы трансформатора при больших кратковременных перегрузках в защитном корпусе IP 45 без принудительного охлаждения.
  10. Изоляционный цилиндр сделан и практически негорючего и самозатухающего материала, армированного стекловолокном.
  11. Обмотка низкого напряжения из стандартного провода или фольги; в качестве материала обмотки используется медь.
  12. Динамическая устойчивость трансформатора к коротким замыканиям обеспечивается керамическими изоляторами.


В начало

Блоки управления и питания серии EDU2AE выполняют функции трансформатора тока и электронного регулятора крутящего момента при затяжке.

Электронная контур-схема, благодаря сложному изощренному программному обеспечению и новому коммутационному трансформатору, позволяет мгновенно останавливать двигатель шуруповерта при достижении предварительно установленного крутящего момента с такой степенью точности, которой не было ранее. Блоки управления и питания серии EDU2AE выполняют функции трансформатора тока и электронного регулятора крутящего момента при затяжке. Электронная контур-схема, благодаря сложному изощренному программному обеспечению и новому коммутационному трансформатору, позволяет мгновенно останавливать двигатель шуруповерта при достижении предварительно установленного крутящего момента с такой степенью точности, которой не было ранее.

Основные характеристики новой серии клеммных блоков включают:

• Универсальное использование: на все блоки управления монтируется коммутационный трансформатор 90-260 В переменного тока: таким образом блоки управления стали более мощными, а их вес уменьшился на 40%.
• Новое программное обеспечение: версия 2.00 для EDU2AE & EDU2AE/HPro и версия 5.00 для всех блоков управления TOP.
• CM & CMK с возможностью записи данных: комбинация коммутационного трансформатора и нового программного обеспечения позволяет шуруповертам PLUTO & MITO достигать лучшей точности до +/- 5% для всего диапазона крутящего момента.
• Повышенная стойкость в средах с сильными электромагнитными помехами: все блоки соответствуют стандартам 61000-6-2 и 61000-6-3.
• Характеристики электромагнитной совместимости улучшены: все блоки снабжены дном и задней панелью из стали.
• Новые функции: пользователи могут устанавливать две различные скорости завинчивания (первая более быстрая, вторая более медленная) для лучшей адаптации к любым требованиям. Кроме того, для применений, которые не требуют максимальной быстроты по времени, также можно выбрать бесконечное время для затягивания по часовой стрелке.
• Многоязычное программное обеспечение: можно выбрать итальянский, английский, французский, испанский, португальский, немецкий языки.

Блоки управления EDU2AE могут быть использованы с любым шуруповертом Kolver серий PLUTO & MITO с регулировкой тока и/или со сцеплением. В зависимости от модели можно выбрать, установить и регулировать следующие функции:

• Модель шуруповерта.
• Крутящий момент затяжки и скорость завинчивания и отвинчивания.
• Рампа ускорения.
• Время завинчивания.
• Автореверс.

Блок EDU2AE/TOP расширяет функциональные возможности всех шуруповертов PLUTO, предоставляет возможность использования 8 различных независимых режимов работы и, таким образом, заменяет собой 8 различных шуруповертов. Благодаря 15 клеммам входа и 11 выхода всеми функциями можно управлять дистанционно, и они могут быть подключены к дополнительным аксессуарам: переключателю, держателю бит, сканеру штрих-кода, принтеру и модулю ethernet.

Блок управления L’EDU2AE/TOP/E обладает всеми функциями EDU2AE/TOP, помимо этого он дополнен программным обеспечением для осуществления дистанционного программирования с помощью ПК. Кроме того, на передней панели есть разъем USB для сохранения результатов работы и установленных настроек. Все функции EDU2AE/TOP/E уже включены в EDU2AE/TOP/TA, блок контроля крутящего момента и угла завинчивания (смотреть посвященный этой теме раздел).

Исследование волновых процессов обмоток трансформатора как цепи с распределенными параметрами

Том 326 № 8 (2015)

Актуальность работы обусловлена необходимостью локализации дефектов обмоток трансформатора при его диагностике. Определить пространственное расположение дефектов вдоль обмотки трансформатора возможно, только если рассматривать трансформатор как систему с распределенными параметрами. Цель работы: представление обмотки трансформатора в виде распределенной электрической цепи и исследование переходных процессов такой цепи в двух случаях, при заземленном конце обмотки и при разомкнутом конце обмотки; определение начального и установившегося распределения напряжения вдоль обмотки трансформатора при заземленном конце обмотки и при разомкнутом конце обмотки; поиск возможных путей преодоления перенапряжений, возникающих вдоль обмотки трансформатора. Целью работы также является получение переходной функций при единичном воздействии, для того чтобы в последующем можно было использовать интеграл Дюамеля, позволяющий получать переходные процессы в обмотке трансформатора при произвольном внешнем воздействии. Методы исследования основаны на решении уравнений в частных производных с использованием преобразования Лапласа и передаточных функций. При этом используются начальные условия вдоль обмотки трансформатора и краевые условия на концах обмотки. Окончательное решение уравнения в частных производных представляется в виде ряда, то есть виде суперпозиции волн с различными частотами. Результаты. Приводятся графические пространственно-временные зависимости напряжения вдоль обмотки при различных краевых условиях; получена передаточная функция распределения напряжения вдоль обмотки трансформатора позволяющая определять: начальное и установившееся распределения напряжений; перенапряжения при переходных режимах; оптимальные значения распределенных емкостей, и минимизировать перенапряжения вдоль обмотки.

Ключевые слова:

обмотки, трансформаторы, волновые процессы, распределенные параметры, граничные условия, передаточные функции

Авторы:

Юсуп Ниязбекович Исаев

Елена Вячеславовна Старцева

Артем Валерьевич Щекотуев

Скачать bulletin_tpu-2015-326-8-04.pdf

«TDM-TR» – система управления охлаждением силовых трансформаторов 110 кВ

Микропроцессорная система марки «TDM-TR» предназначена для управления работой вентиляторов, входящих в состав системы охлаждения силовых трансформаторов напряжением 110 кВ. В системе «TDM-TR» реализован набор функций и алгоритмов контроля и управления, обеспечивающий оптимальные температурные режимы работы силового трансформатора.

Конструктивно вся система управления охлаждением «TDM-TR» состоит из четырех основных элементов:

  • Набора первичных датчиков, монтируемых на трансформаторе, предназначенных для контроля параметров.
  • Микропроцессорного прибора системы «TDM-TR», предназначенного для регистрации сигналов с датчиков и формирования сигналов управления вентиляторами.
  • Силовой панели управления питанием и контакторами включения — отключения вентиляторов.
  • Защитного монтажного шкафа системы наружного исполнения, устанавливаемого рядом с трансформатором.

Основные функции управления

  • Включение элементов системы охлаждения при вводе трансформатора в работу.
  • Включение и отключение вентиляторов обдува для поддержания заданной температуры бака во всех режимах работы трансформатора.
  • Оперативное опережающее включение – отключение вентиляторов обдува при изменении нагрузки трансформатора.
  • Опережающее включение вентиляторов в соответствии с планируемым графиком нагрузки — функция «прекулинг». Это позволяет эффективно уменьшать максимальную температуру наиболее нагретой точки обмотки.

Для оптимальной реализации этих функций управления все вентиляторы системы охлаждения делится на группы, имеющие разный технологический статус. Для больших трансформаторов в одну технологическую группу может входить несколько вентиляторов.

Интерфейсы связи и управления «TDM-TR»

Система управления «TDM-TR» работает полностью в автоматическом режиме, в соответствии с внутренними алгоритмами, и заданными локальными настройками для каждого трансформатора.

Информация о текущем режиме работы системы охлаждения постоянно отображается на экране прибора. Полная информация о состоянии и режиме работы системы охлаждения передается на компьютер АСУ-ТП по изолированному интерфейсу RS-485.

Оперативное управление вентиляторами обдува и перенастройка системы управления охлаждением трансформатора осуществляется с использованием удаленного компьютера системы АСУ-ТП, или при помощи переносного компьютера «на месте».

Конструктивное исполнение «TDM-TR»

Система управления охлаждением марки «TDM-TR» поставляется в металлическом шкафу наружного защищенного исполнения, оснащенном автоматической системой подогрева.

Все элементы системы «TDM-TR» рассчитаны на работу при температуре до -40 градусов, поэтому благодаря наличию дополнительного подогрева защитного шкафа система сохраняет работоспособность при наружной температуре до -50 градусов.

В верхней части силовой панели монтажного шкафа предусмотрено место для установки системы диагностического мониторинга трансформаторов марки «TDM». Совместная установка этой системы мониторинга и системы управления охлаждением марки«TDM-TR» позволяет комплексно, с минимальными затратами, решать вопросы управления, мониторинга и диагностики технического состояния силовых трансформаторов 110 кВ.

Входные и выходные интерфейсы «TDM-TR»

Температура «верх бака» 1
Температура «низ бака» 1
Температура воздуха 1
Влажность воздуха 1
Токи нагрузки фаз трансформатора 3
Входы 4-20мА, активные/пассивные 2/2
Антенна системы GPS 1
Интерфейс внешней связи RS-485
Реле включения вентиляторов 4

Технические параметры системы «TDM-TR»

Размеры шкафа системы, мм 400*600*250
Масса монтажного шкафа, кг 40
Напряжение питания, В (AC/DC) 220
Потребляемая мощность, Вт 600
Диапазон рабочих температур, °C -40 ÷ +50

Скачать документацию по системе «TDM-TR»

Похожие материалы:

Трансформаторы тока Т 0.66 200/5-400/5

Номин. первич. ток; А

Номинальная вторичная нагрузка, ВА

Класс точности

Размеры; мм
Б

Масса; кг не более

с шиной

без шины

200

5

0,5

3

0,39

0,36

250

5; 10

0,5

3

0,39

0,36

300

5; 10

0,5; 0,5S

4

0,8

0,4

400

5; 10

0,5; 0,5S

5

0,47

0,42

 

Назначение и функции трансформаторов тока Т-0.66
Изделия предназначены для передачи информации измерительным приборам в установках переменного тока частоты 50 и 60 Гц с номинальным напряжением до 0.66 кВ включительно.

Класс нагревостойкости изоляционных материалов

«А»

Коэффициент безопасности приборов К б.ном.

10

Класс точности

0,5; 0,5S

Номинальная вторичная нагрузка, ВА

5; 10

Рабочее положение в пространстве любое

Трансформатор Т-0.66 изготавливается в климатическом исполнении У и категории размещения 3 по ГОСТ 15150-69 ГОСТ 15543.1-89
Трансформатор тока Т-0.66 по конструкции является опорным.
Обмотки трансформатора тока выполнены на тороидальном сердечнике.
Корпус трансформатора Т-0.66 выполнен из пластмассовых деталей соединённых саморезами.
Трансформатор тока Т-0.66 крепится на вставных опорах корпуса или на шине первичной обмотки.
Первичная поверка трансформатора тока произведена по ГОСТ 8.217-2003.
Межпроверочный интервал 8 лет.

Различные части трансформатора и их функции

Трансформатор — важное устройство, используемое для повышения или понижения напряжения или тока без изменения частоты. Это высокоэффективное устройство из-за отсутствия вращающихся частей. Есть различных частей трансформатора . В этой статье мы увидим детали трансформатора и их функции.

Давайте подробно рассмотрим каждую часть и их функции.

Различные части трансформатора и их функции

Ниже приводится список деталей трансформатора.

  1. Ламинированная сердцевина
  2. Обмотки
  3. Изоляционные материалы
  4. Масло трансформаторное
  5. Бак расширителя
  6. Реле Бухгольца
  7. Сапун
  8. Охлаждающие трубки
  9. Устройство смены крана
  10. Взрывоотводчик

1. Ламинированная сердцевина

Основная функция многослойного сердечника — разделение первичной и вторичной обмоток. Сердечник ламинирован, чтобы уменьшить потери в сердечнике трансформатора.Сердечник обычно состоит из холоднокатаной стали с ориентированной зернистостью (CRGO).

Другой функцией многослойного сердечника является создание магнитного потока в трансформаторе за счет обеспечения пути с низким сопротивлением и, таким образом, способствует магнитной связи с обмотками.

2. Обмотки

Обычно в трансформаторах используются медные обмотки. Основная функция обмоток — создавать магнитный поток и наводить взаимные ЭДС. Эти обмотки пропускают через себя высокое напряжение и ток.

3. Изоляционные материалы

Основная функция изоляционного материала — обеспечить изоляцию обмоток, чтобы они не соприкасались с сердечником трансформатора или другим проводящим материалом. Обмотки оборачиваются изоляционной бумагой или тканью.

4. Масло трансформаторное

Основная функция трансформаторного масла заключается в обеспечении изоляции, а также в качестве охлаждающего агента благодаря своим химическим свойствам и диэлектрической прочности. Он отводит тепло, выделяемое сердечником и обмотками, в окружающую среду.Следовательно, охлаждение трансформатора.

5. Бак расширителя

Основная функция расширительного бака — обеспечить дополнительное пространство для размещения трансформаторного масла во время расширения масла внутри трансформатора при повышении температуры окружающей среды. Это цилиндрический бак, установленный на верхней части несущей конструкции трансформатора. Обычно он наполовину заполнен трансформаторным маслом.

6. Реле Бухгольца

Основная функция реле Бухгольца — защита трансформатора от различных внутренних неисправностей, таких как межвитковое замыкание, короткое замыкание и т. Д.Он обнаруживает возникновение неисправности и генерирует цепь аварийной сигнализации. Он находится между основным баком и баком-расширителем.

В этой статье вы можете прочитать об основных принципах работы реле Бухгольца.

7. Сапун

Основная функция сапуна — предотвращать попадание влаги в трансформатор во время цикла дыхания трансформатора. Он содержит силикагель, который поглощает влагу из воздуха и, следовательно, предотвращает загрязнение трансформаторного масла и тем самым сохраняет внутренние детали.

8. Охлаждающие трубки

Основная функция охлаждающих трубок — отвод тепла от сердечника трансформатора и катушек в окружающую среду. Нагретое трансформаторное масло циркулирует по охлаждающим трубам, где тепло излучается естественным потоком воздуха и, следовательно, охлаждает трансформаторное масло.

9. Устройство смены крана

Основная функция устройства РПН — регулирование выходного напряжения трансформатора путем изменения количества витков в одной обмотке и, таким образом, изменения передаточного отношения трансформатора.

10. Взрывоотводчик

Основная функция взрывного устройства — обеспечение защиты от чрезмерного повышения давления в трансформаторе во время тяжелых внутренних повреждений. Позволяет выпустить горячее кипящее трансформаторное масло во избежание взрыва трансформатора.

Список литературы

1. https://www.youtube.com/watch?v=ZHaTbk8dJgQ

Что такое электрические трансформаторы? | Triad Magnetics

Трансформаторы — это электрические устройства, способные изменять уровень напряжения переменного тока (AC) в цепи.Они работают только с цепями переменного тока, а не с цепями постоянного тока (DC). Основные компоненты трансформатора — это две отдельные катушки с проволокой, намотанные на один сердечник. Катушка, подключенная к входному источнику или источнику напряжения, является первичной катушкой, катушка, подключенная к выходу или выходу напряжения, является вторичной катушкой, а сердечник представляет собой электромагнитное устройство, которое препятствует (ограничивает) или усиливает (увеличивает) поток напряжения в соответствии с требованиями к выходу. .

Более глубокое исследование того, как работают трансформаторы, их различные типы и общие области применения, помогает лучше понять критически важную функцию, которую они выполняют, обеспечивая полезную мощность для работы компьютеров, бытовой техники, осветительных приборов и многих других электрические и электронные устройства.


Как работают трансформаторы и их различные типы

Трансформаторы не вырабатывают электроэнергию. Вместо этого они передают его из одной цепи переменного тока в другую. Этот процесс передачи начинается, когда электрический ток входит в трансформатор. Ток поступает через соединение с первичной обмоткой (также называемой обмоткой, потому что она наматывается на часть сердечника). Эта обмотка вокруг сердечника преобразует электрическую энергию в магнитное поле, которое затем течет через сердечник в обмотки вторичной катушки.Вторичная катушка превращает электромагнитный поток обратно в электрическую энергию с необходимым выходным напряжением.

Как указано выше, основной трансформатор состоит из четырех основных компонентов:

  • Входные соединения: Также называемое первичной стороной, входное соединение — это место, где мощность поступает на трансформатор.
  • Выходные соединения: Выходное соединение — или вторичная сторона — трансформатора передает преобразованную мощность (повышенную или пониженную) за пределы трансформатора на нагрузку.
  • Обмотки трансформатора: В большинстве случаев первичная и вторичная обмотки представляют собой не отдельные катушки, а несколько катушек, связанных с их основным входным или выходным источником для уменьшения магнитного потока (мера силы электрического поля через заданную поверхность). Величина увеличения или уменьшения напряжения зависит от соотношения витков первичной и вторичной обмоток или количества витков каждой катушки вокруг сердечника. Например, трансформатор с соотношением витков 3: 1 преобразует 3 вольта в 1 вольт в понижающем трансформаторе, а коэффициент 3: 5 преобразует 3 вольта в 5 вольт в повышающем трансформаторе.
  • Сердечники трансформатора: Сердечник трансформатора усиливает магнитную связь между первичной и вторичной цепями. Он обеспечивает контролируемый путь магнитного потока через трансформатор от первичной обмотки ко вторичной обмотке. Сердечники — это не сплошной стальной стержень. Вместо этого они состоят из множества тонких ламинированных листов стали. Эта конструкция помогает ограничить или исключить накопление тепла внутри трансформатора. В трансформаторах используются два типа сердечников — сердечник и корпус, которые отличаются друг от друга расположением первичной и вторичной катушек.Обмотки наматываются вокруг сердечника в варианте с сердечником, в то время как в варианте с оболочкой сердечник окружает обмотки.

Доступно много различных типов трансформаторов, и Triad Magnetics предлагает широкий ассортимент этих стандартных продуктов для самых разных применений. Различные категории трансформаторов включают:

Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы увеличивают или уменьшают линейное напряжение и, если это необходимо для работы интегральной схемы или других специализированных схем, могут помочь с преобразованием напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока.Эти трансформаторы работают на одной из трех частот, измеряемых в герцах (Гц), или на количестве циклов в секунду. Хотя некоторые импульсные силовые трансформаторы работают на частотах 2,5 мегагерца и выше, стандартные линейные силовые трансформаторы работают на частотах 50, 60 и 400 Гц.

Поскольку частота остается постоянной от источника к выходу в силовом трансформаторе, герц является важным измерением, которое влияет на размер сердечника и количество тепла, выделяемого трансформатором.Это измерение, наряду с первичным напряжением, вторичным среднеквадратичным напряжением и током, монтажными характеристиками и, иногда, пробивным напряжением между первичными и вторичными частями, необходимо учитывать при проектировании или покупке силового трансформатора.

Разделительные трансформаторы и автотрансформаторы

Изолирующие трансформаторы и автотрансформаторы — это два противоположных типа силовых трансформаторов.

Изолирующие трансформаторы состоят из первичной и вторичной обмоток, которые не соединены, поскольку они намотаны независимо друг от друга.Такая конструкция позволяет этим устройствам изолировать части схемы, предотвращая сотрясение.

С другой стороны, автотрансформаторы используют часть первичной обмотки как часть вторичной обмотки, что создает прямое соединение между двумя линиями с помощью медного провода. Эти устройства используют меньше меди в катушках, что делает их менее дорогими и более компактными. Их основное применение — это приборы американского производства, предназначенные для зарубежных рынков, где линейное напряжение составляет 230 В, а устройство должно работать при 115 В.

Аудио трансформаторы

Аудиотрансформатор выполняет другую функцию, чем силовой или изолирующий трансформатор. Аудио преобразователи преобразуют электрические сигналы, несущие звук. Катушки в аудиопреобразователях имеют различные уровни импеданса (сопротивление электрической цепи, измеряемое в омах) в диапазоне частот от 20 Гц до 100 000 Гц. Различные уровни импеданса в аудиокомпонентах возникают из-за изменений материала сердечника или коэффициента трансформации трансформатора и влияют на качество звука.

Импульсные трансформаторы

Этот тип трансформатора обрабатывает импульсы электрических токов очень высокой частоты без искажения сигнала. Разработка импульсного трансформатора для одновременного повышения или понижения импульса связана с соотношением витков катушек. Этот тип трансформатора может передавать импульс переменного тока от одной цепи к другой, одновременно блокируя сигналы постоянного тока.


Применение и применение трансформаторов

Силовые трансформаторы и изолированные трансформаторы присутствуют на различных этапах распределения энергии, от электростанции до розеток в доме или офисе.Повышающие трансформаторы преобразуют мощность электростанции в более высокое напряжение для улучшения передачи, в то время как понижающие трансформаторы на подстанциях и барабанах трансформаторов снижают напряжение для общего использования. Хотя это их наиболее распространенный вариант использования, существует бесчисленное множество других электрических и электронных применений трансформаторов, в том числе:

  • Настенные трансформаторы (например, зарядные устройства для электронных устройств)
  • Электростанции и возобновляемые источники энергии
  • Средства автоматизации и управления промышленными процессами
  • Системы освещения
  • Мелкая бытовая техника (например, компьютеры, телевизоры, тостеры, микроволновые печи)
  • Крупная бытовая техника (например, стиральные машины, сушилки, копировальные аппараты)
  • Усилители звука и динамики
  • Медицинские приборы (включая оборудование для МРТ и компьютерной томографии, кислородные насосы и контроллеры капельницы)

Выбор наиболее оптимального типа трансформатора зависит от характеристик конкретного приложения.Некоторые из характеристик, которые следует учитывать, включают:

  • входное напряжение (т.е. первичное напряжение),
  • Выходное напряжение
  • (т.е. вторичное напряжение),
  • выходной ток,
  • уровень мощности и
  • Размер трансформатора
  • (от рисового зерна до большого полуприцепа).

Свяжитесь с Triad Magnetics сегодня для ваших нужд трансформатора

Трансформаторы

различных типов и форм позволяют безопасно использовать широкий спектр электрических и электронных устройств.Это простое устройство с относительно простой функцией, но они являются важным элементом электроснабжения домов и рабочих мест.

Компания Triad Magnetics поставляет разнообразные трансформаторы для широкого спектра применений. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о широком ассортименте трансформаторов, которые у нас есть, или запросите смету на трансформатор, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, у одного из наших экспертов.

Функция трансформатора

— Трансформатор Бреймера-Рота

Трансформатор состоит из магнитной цепи, называемой сердечником, и имеет по крайней мере две обмотки с фиксированным числом витков, через которые протекают ток и напряжение.Обмотки, обращенные к электрическому напряжению (линейному напряжению), называются первичной стороной (первичной обмоткой), а сторона с потребителем и электрической нагрузкой называется вторичной стороной (вторичной обмоткой). Входящая мощность из тока и напряжения преобразуется в исходящую мощность из тока и напряжения.

Трансформатор состоит из двух или более катушек и общего железного сердечника. В однофазном трансформаторе часто используется только одна катушка, но при более высоких мощностях две катушки подключаются параллельно или последовательно.Трехфазный трансформатор состоит из трех катушек, каждая из которых соединена между собой согласно желаемой векторной группе. Обмотки трансформатора обычно изготавливаются из изолированного медного эмалированного провода и наматываются на железный сердечник либо на отдельном формирователе катушки, либо с распорными стержнями и изоляцией в соответствии с зазорами и путями утечки. Туда подключается переменное напряжение и создается переменное магнитное поле. Магнитный поток проходит через вторичную катушку с помощью железного сердечника.Таким образом, на вторичной обмотке трансформатора выходное переменное напряжение (индуцированное напряжение) может быть получено с заданным переменным током. Соотношение намотки первичной и вторичной катушек определяет, будет ли напряжение на выходе меньше или больше входного. Если количество витков вторичной катушки больше, чем количество витков первичной катушки, выходное напряжение больше входного. Однако, если количество витков вторичной катушки меньше, то выходное напряжение меньше входного.Отношение числа витков N1 / N2 имеет решающее значение для изменения мощности или переменного напряжения и тока. Калибр провода, используемого в катушках, определяется силой тока.

Технология изготовления сердечника и качество используемого сердечника трансформатора (железный сердечник) влияют на магнитную цепь. Магнитная цепь трансформатора (магнитное поле) в идеале должна давать низкие потери на вихревые токи и иметь низкие потери на перемагничивание (гистерезисные потери). Другой аспект — это сопротивления в обмотке трансформатора.Потери в обмотке можно уменьшить только с помощью многослойных и упорядоченных обмоток на первичной обмотке и вторичной обмотке и лучшего металла обмотки. Напряжение регулируется числом витков на катушке. Сила тока определяет диаметр металла обмотки.
Расчетная мощность трансформатора выражается в ВА или кВА (ВА — термин для обозначения вольтампера и представляет собой единицу измерения полной электрической мощности, кВА для киловольтампера).
За исключением серебра, медь имеет лучшую проводимость с γ = 56.Алюминий, с другой стороны, имеет только γ = 36. Таким образом, алюминий следует с зазором около 35 процентов. Таким образом, медь является лучшим металлом, а алюминий — лишь вторым лучшим из технически и экономически пригодных для использования проводников для электрической энергии. Все другие металлы нельзя рассматривать как проводники электричества, а сплавы обычно имеют значительно более низкую проводимость, чем чистые металлы. Серебро или золото вообще исключены из-за их высокой цены.

Идеального трансформатора не существует.Идеальный трансформатор работает без потерь и используется только в качестве модели для описания функции трансформаторов. В идеальном трансформаторе напряжение на обмотках пропорционально скорости изменения магнитного потока, а также количеству витков обмотки трансформатора из-за электромагнитной индукции. Это означает, что напряжение на обмотке пропорционально количеству витков трансформатора. Если машина (потребитель) подключена к вторичной обмотке, она потребляет энергию от трансформатора на вторичной стороне.Ток внутри трансформатора работает в соответствии с правилом Ленцшена. Следовательно, токи в обмотках противоположны. Первичный ток в трансформаторе течет вправо по отношению к сердечнику, вторичный ток — влево. В идеальном трансформаторе комбинация уравнений для преобразования напряжения показывает, что энергия, подаваемая на первичную сторону, равна энергии, отводимой на вторичной стороне. Это означает, что идеальный трансформатор теоретически не подвержен тепловым потерям.

Отличия от реального трансформатора можно определить следующим образом. У настоящего трансформатора есть сопротивления в обмотке, которые приводят к потерям энергии. Кроме того, в реальном трансформаторе всегда следует ожидать, что повторное намагничивание, а также вихревые токи также приводят к потерям энергии. Таким образом, возникают потери в меди (сопротивления в обмотке), гистерезисные потери (перемагничивание) и потери на вихревые токи (потери из-за вихревых токов). Кроме того, всегда возникает поток утечки (магнитный поток, текущий через первичную сторону, не течет пропорционально через вторичную сторону).Кроме того, проницаемость железного сердечника зависит от силы магнитного потока (плотности магнитного потока).

Трансформаторы различают по гальванической развязке. Разделительные трансформаторы не имеют соединения между входной и выходной сторонами. Эти две обмотки отделены друг от друга. В случае автотрансформаторов вторичная сторона отводит свое напряжение на часть первичной обмотки, поскольку нет отдельной независимой вторичной обмотки, поэтому здесь нет гальванической развязки.Преимуществом автотрансформаторов является их меньший размер по сравнению с изолирующими трансформаторами. Использование автотрансформаторов возможно только в ограниченной степени и требует проверки в каждом отдельном случае.

Трансформатор может изменять напряжение и ток переменного тока между входом и выходом, но не может изменять частоту. Входящая частота всегда равна исходящей частоте. Трансформаторы также можно рассчитать на высокие частоты.

Функции измерительных трансформаторов (ТТ и ТТ)

Защитные реле типа

переменного тока приводятся в действие током и напряжением, подаваемым трансформаторами тока и напряжения (напряжения), которые обычно классифицируются как измерительные трансформаторы.Обычно измерительные трансформаторы используются в основном для двух целей. Для измерения, который понижается и отображает уровни напряжения и тока от кВ до (0–110 вольт в случае PT) и от нескольких килоампер до (0-5 ампер в случае CT). Вторая цель — подавать на реле значения тока и напряжения для выполнения функций защиты.

Основные функции измерительных трансформаторов:

  • Измерительные трансформаторы (трансформаторы тока и напряжения) обеспечивают изоляцию от высоких напряжений силовых цепей и защищают оборудование и обслуживающий персонал от контакта с высокими напряжениями силовых цепей
  • Измерительные трансформаторы (ТТ и ТТ) питают защитные реле током и напряжением, величина которых пропорциональна силовым цепям.Эти величины тока и напряжения, подаваемые измерительными трансформаторами, достаточно уменьшены, так что реле можно сделать относительно небольшими и недорогими.
  • Измерительные трансформаторы помогают в обеспечении различных типов вторичных соединений для получения необходимого тока и напряжения

Для правильного применения трансформаторов тока и трансформатора тока необходимо учитывать следующее:

Механическая конструкция, тип изоляции (сухая или жидкая), соотношение первичных и вторичных токов или напряжений, длительные термические характеристики, кратковременные термические и механические характеристики, класс изоляции, уровень импульсов, условия эксплуатации, точность и соединения

В целях безопасности вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения (ТТ и ТТ) заземлены.

Почему используются измерительные трансформаторы и их преимущества

Вольтметры и амперметры используются для измерения напряжения и тока в цепях. Используя измерительные трансформаторы, диапазоны измерения этих устройств могут быть увеличены. Трансформатор тока в основном является понижающим трансформатором, следовательно, он понижает ток. При использовании вместе с амперметром нижнего диапазона трансформатор тока (CT) увеличивает диапазон амперметра. Таким образом, амперметр 0-5А можно использовать для измерения нескольких сотен или тысяч ампер тока.Точно так же трансформатор напряжения (PT), который по сути является понижающим трансформатором, может увеличить диапазон вольтметра низкого напряжения. Таким образом, вольтметр, предназначенный для измерения напряжения до 110 В, может измерять гораздо более высокие напряжения (несколько тысяч вольт) при использовании в сочетании с подходящим трансформатором напряжения

. У измерительных трансформаторов

много преимуществ. Некоторые из преимуществ приведены ниже:

Преимущества:

  • Амперметры и вольтметры с одним диапазоном измерения могут измерять ток и напряжение в широком диапазоне, если используются вместе с подходящими трансформаторами тока (CT) и трансформаторами напряжения (PT).
  • Измерительные приборы, такие как амперметр, вольтметр, ваттметры и т. Д., Включены во вторичную цепь и, следовательно, полностью изолированы от высокого напряжения, что обеспечивает безопасность оператора и наблюдателя
  • Измеритель не должен быть изолирован для высоких напряжений, которые имели бы место, если бы они были непосредственно включены в цепь высокого напряжения
  • Используя трансформатор тока с подходящим разъемным и шарнирным сердечником, легко измерять большие токи в сборной шине без необходимости разрывать провод, по которому проходит ток.Сердечник трансформатора тока (ТТ) открывается на шарнире, токопроводящий провод вводится в центр сердечника через сделанное отверстие, и сердечник снова плотно закрывается. Сам проводник действует как однооборотная первичная обмотка трансформатора тока
  • .

esentri / js-transformer-functions: функции для преобразования одного типа данных в другой

Простые функции для преобразования одного типа данных в другой.

  npm install @ esentri / transformer-functions
  
  пряжа add @ esentri / transformer-functions
  

Выберите нужную функцию из таблицы (слева = от, вверху = до):

От \ до Строка HexString ArrayBuffer Uint8Array Base64 ArrayObject
Строка Х Х Х Х
HexString Х Х Х Х
ArrayBuffer Х Х Х Х Х
Uint8Array Х Х Х Х Х
Base64 Х Х Х Х
ArrayObject Х Х

Будет вызван соответствующий метод:

[Тип] К [Тип] e.g .: StringToArrayBuffer [Тип] WithBinaryDataTo [Тип]: если вам нужно преобразовать двоичные данные

ПРИМЕЧАНИЕ. String, HexString и Base64 относятся к типу , строка . Они различаются по способу что они представляют (и, следовательно, как с ними обращаются).

Особые типы

HexString : строка, содержащая только шестнадцатеричные значения (например, 68656c6c6f20776f726c64 ). ArrayObject : объект, который можно преобразовать в массив (например, {0: 10, 1: 298, 2: 233} )

Зависимости для библиотеки Typescript Starter

Лицензия MIT

Авторские права (c) 2018 esentri AG

Настоящим предоставляется бесплатное разрешение любому лицу, получившему копию этого программного обеспечения и связанных файлов документации («Программное обеспечение») для работы с в Программном обеспечении без ограничений, включая, помимо прочего, права использовать, копировать, изменять, объединять, публиковать, распространять, сублицензировать и / или продавать копий Программного обеспечения и разрешить лицам, которым Программное обеспечение предоставлено для этого, при соблюдении следующих условий:

Приведенное выше уведомление об авторских правах и это уведомление о разрешении должны быть включены во все копии или существенные части Программного обеспечения.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕТСЯ, ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИВАЯСЬ, ГАРАНТИИ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ, ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ КОНКРЕТНОЙ ЦЕЛИ И ЗАЩИТА ОТ ПРАВ. НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ АВТОРЫ ИЛИ ДЕРЖАТЕЛИ АВТОРСКИХ ПРАВ НЕСУТ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ЛЮБЫЕ ПРЕТЕНЗИИ, УБЫТКИ ИЛИ ДРУГИЕ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ, ВЫЯВЛЯЮЩАЯСЯ ЛИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ДОГОВОРА, ПРАКТИКИ ИЛИ ИНЫМ ОБРАЗОМ, БЕЗ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИЛИ В СВЯЗИ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ, ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЛИ ДРУГИМИ ДЕЛАМИ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

12 различных частей трансформатора

Трансформатор

обеспечивает подачу мощности электрической энергии с минимальными потерями мощности.Основными частями трансформатора являются сердечник, первичная обмотка и вторичная обмотка. Помимо этого, в более крупных трансформаторах присутствуют различные другие компоненты, такие как изоляция, трансформаторное масло, устройства охлаждения, реле защиты, кожух и т. Д. Прежде чем углубиться в тему, давайте обсудим принцип работы трансформатора.

Трансформатор — Принцип работы

Трансформатор — это статическое устройство, работающее по принципу электромагнитной индукции.Когда переменный ток течет в первичной обмотке трансформатора, создается переменное электромагнитное поле, которое индуцирует ЭДС во вторичной обмотке. Величина наведенной ЭДС пропорциональна соотношению витков.

Детали трансформатора

Детали трансформатора

Ниже представлены различные детали трансформатора:

  1. Сердечник
  2. Обмотка
  3. Изоляция
  4. Бак
  5. Клеммы и втулки
  6. Трансформаторное масло
  7. Масляный расширитель
  8. Сапун
  9. Радиаторы и вентиляторы
  10. Взрывоотводчик
  11. Переключатели ответвлений
  12. Реле Бухгольца

1.Ядро

Сердечник обеспечивает путь электромагнитного потока с низким сопротивлением и поддерживает первичную и вторичную обмотки. Он изготавливается путем укладки тонких листов высококачественной стали с ориентированной структурой, разделенных тонким изоляционным материалом. Чтобы свести к минимуму гистерезис и вихревые токи, содержание углерода в стали сердечника поддерживается ниже 0,1%. Когда он легирован кремнием, можно уменьшить вихревые токи.

Типичный сердечник трехфазного трансформатора показан на рисунке выше.Каждая ветвь несет первичную и вторичную обмотку каждой фазы. Конечности магнитно связаны ярмами. Существует два типа конструкций сердечника: тип сердечника и тип оболочки. В корпусной конструкции обмотки окружены сердечником, как показано ниже:

Подробнее о сердечниках трансформаторов, их конструкции и принципах проектирования см .: Сердечник трансформатора

2. Обмотка

Трансформатор имеет два набора обмоток на каждую фазу — первичная обмотка и вторичная обмотка.Эти обмотки состоят из нескольких витков медных или алюминиевых проводов, изолированных друг от друга и сердечника трансформатора. Тип и расположение обмоток, используемых для трансформаторов, зависят от номинального тока, прочности на короткое замыкание, превышения температуры, импеданса и импульсных перенапряжений.

Из первичной и вторичной обмоток та, которая рассчитана на более высокое напряжение, называется обмоткой высокого напряжения (ВН), а другая — обмоткой низкого напряжения (НН).

Проводники обмотки высокого напряжения тоньше проводов низкого напряжения и окружают обмотку низкого напряжения снаружи.Обмотка НН размещается близко к сердечнику.

В корпусных трансформаторах обмотка разделена на несколько катушек (несколько витков проводника). Катушки ВН зажаты между катушками НН. В трансформаторах с сердечником обмотки подразделяются на четыре типа: многослойные обмотки, спиральные обмотки, дисковые обмотки и обмотки из фольги. Выбор типа обмотки определяется количеством витков и ее допустимой токовой нагрузкой.

Подробнее о различных типах обмоток трансформаторов: Типы обмоток трансформаторов

3.Изоляция

Изоляция — самая важная часть трансформаторов. Нарушения изоляции могут вызвать самые серьезные повреждения трансформаторов. Изоляция необходима между обмотками и сердечником, между обмотками, между каждым витком обмотки и между всеми токоведущими частями и резервуаром. Изоляторы должны иметь высокую диэлектрическую прочность, хорошие механические свойства и выдерживать высокие температуры. Синтетические материалы, бумага, хлопок и т. Д. Используются в качестве изоляции трансформаторов.

Сердечник, обмотка и изоляция являются основными частями трансформатора и присутствуют во всех типах.

Подробнее об изоляторах: Изоляционные материалы, используемые в трансформаторах

4. Резервуар

Главный бак, являющийся частью трансформатора, служит двум целям:

  1. Защищает сердечник и обмотки от воздействия внешней среды.
  2. Служит контейнером для масла и опорой для всех других принадлежностей трансформатора.

Кузова-цистерны изготавливаются путем изготовления контейнеров из катаных стальных листов. Они снабжены подъемными крюками и охлаждающими трубками. Для уменьшения веса и паразитных потерь вместо стальных листов также используются алюминиевые листы. Однако алюминиевые баки дороже стальных.

5. Вывод и втулки

Для подключения входящих и исходящих кабелей в трансформаторах присутствуют клеммы. Они устанавливаются на вводы и присоединяются к концам обмоток.

Втулки — это изоляторы, которые образуют барьер между выводами и резервуаром. Они устанавливаются над баками трансформатора. Они служат безопасным проходом для проводников, соединяющих выводы с обмотками. Их делают из фарфора или эпоксидных смол.

6. Масло трансформаторное

Во всех масляных трансформаторах трансформаторное масло обеспечивает дополнительную изоляцию между токопроводящими частями, лучший отвод тепла и функции обнаружения неисправностей. В качестве трансформаторного масла используется углеводородное минеральное масло.Он состоит из ароматических углеводородов, парафина, нафтенов и олефинов. Трансформаторное масло имеет температуру вспышки 310 градусов Цельсия, относительную проницаемость 2,7 и плотность 0,96 кг / см3.

7. Масляные расширители

Масляный расширитель перемещается на верхней части трансформаторов и расположен значительно выше резервуара и вводов. Обычно в некоторых маслорасширителях используется резиновый баллон. Трансформаторное масло расширяется и сжимается при повышении и понижении температуры.Маслорасширитель обеспечивает достаточно места для расширения масла. Он подключен к основному резервуару через трубу. Индикатор уровня установлен на расширителе, чтобы указать уровень масла внутри.

8. Сапун

Сапун присутствует во всех масляных трансформаторах, у которых есть бак расширителя. Необходимо предохранять масло от влаги. Поскольку колебания температуры вызывают расширение и соприкосновение трансформаторного масла, воздух поступает в бак расширителя и выходит из него. В этом воздухе не должно быть влаги.Этой цели служит сапун.

Сапун, прикрепленный к концу воздуховода таким образом, что воздух входит и выходит через расширитель. Силикагель, присутствующий в сапунах, удаляет влагу из воздуха и подает не содержащий влаги воздух в маслорасширитель.

9. Радиаторы и вентиляторы

Мощность, потерянная в трансформаторе, рассеивается в виде тепла. Сухие трансформаторы в основном имеют естественное воздушное охлаждение. Но когда дело доходит до масляных трансформаторов, применяются различные методы охлаждения.В зависимости от номинальной мощности кВА, потерь мощности и уровня требований к охлаждению на баке трансформатора устанавливаются радиаторы и охлаждающие вентиляторы.

Части трансформатора: радиаторы и охлаждающие вентиляторы

Тепло, выделяемое в сердечнике и обмотке, передается окружающему трансформаторному маслу. Это тепло рассеивается на радиаторе. В более крупных трансформаторах принудительное охлаждение достигается с помощью охлаждающих вентиляторов, установленных на радиаторах.

Подробнее : Способы охлаждения трансформатора

10.Взрывоотводчик

Взрывоотводчик действует как аварийный выход для масляных и воздушных газов внутри трансформатора. Это металлическая труба с диафрагмой на одном конце, расположенная немного выше резервуара расширителя. Неисправности, возникающие под маслом, повышают давление внутри бака до опасного уровня. В таких условиях диафрагма разрывается при относительно низком давлении, чтобы передать силы внутри трансформатора в атмосферу.

11. РПН

Переключатели ответвлений используются для регулировки вторичного напряжения трансформаторов.Они предназначены для изменения коэффициента трансформации трансформатора по мере необходимости. Существует два типа переключателей ответвлений: переключатели ответвлений под нагрузкой и устройства РПН.

Устройства РПН

Устройства РПН предназначены для работы только тогда, когда трансформатор не питает нагрузку, тогда как устройства РПН могут работать без прерывания тока, протекающего к нагрузке. Также доступны автоматические переключатели ответвлений.

12. Реле Бухгольца

Реле Бухгольца

— одна из важнейших частей масляных трансформаторов мощностью более 500 кВА.Это реле, приводимое в действие маслом и газом, которое используется для определения неисправностей, возникающих в деталях, погруженных в масло.

Короткие замыкания, происходящие под трансформаторным маслом, выделяют достаточно тепла для разложения масла на водород, окись углерода, метан и т. Д. Эти газы постепенно перемещаются в бак расширителя через соединительную трубу. Реле Бухгольца, установленное на трубе, соединяющей бак расширителя и основной бак, определяет эти газы и активирует цепи отключения и аварийной сигнализации.Цепь отключения размыкает автоматический выключатель, подающий ток на первичную обмотку, и прерывает прохождение тока.

Подробнее о реле Бухгольца, их конструкции и работе читайте здесь.

Помимо всех частей трансформатора, описанных выше, в огромных трансформаторах присутствует множество других измерительных приборов (датчики температуры, датчики давления и т. Д.), Индикаторы, реле защиты, теплообменники (для эффективного охлаждения) и клапаны. Они зависят от области применения и присутствуют в огромных трансформаторах.

Каковы функции трансформатора тока?

Трансформатор тока — это прибор, который преобразует большой ток в небольшой ток в соответствии с определенным коэффициентом трансформации. Трансформаторы тока обычно используются для измерения больших токов. В современных технологиях сложно создать прибор переменного тока, который мог бы напрямую измерять большие токи, и даже если они произведены, они будут доставлены к нам, когда мы их будем использовать. Это очень опасно.По этой причине умные инженеры изобрели трансформаторы тока, основанные на принципах трансформаторов. В практических приложениях трансформаторы тока также играют много важных ролей. В следующей статье пойдет речь о роли трансформаторов тока.

  • Устройство и принцип работы трансформаторов тока:
  1. Конструкция
    Конструкция трансформатора тока состоит из железного сердечника, первичной обмотки, вторичной обмотки, клемм и изолирующей опоры.Первичная обмотка трансформатора тока имеет небольшое количество витков. Он включен последовательно в линию, которая должна измерять ток, и через него протекает больший ток. Вторичная обмотка имеет большое количество витков, которые последовательно подключены к измерительной поверхности или цепи обслуживания реле.
  2. Принцип работы
    Принцип работы и эквивалентная схема трансформатора тока такие же, как и у обычного трансформатора, за исключением того, что первичная обмотка соединена последовательно в проверяемой цепи, а количество витков невелико; вторичная обмотка подключена к низкоомной нагрузке, такой как амперметр и токовая катушка реле, что примерно соответствует короткому замыканию.Ток первичной стороны и ток вторичной стороны зависят от нагрузки тестируемой цепи и не имеют ничего общего с нагрузкой вторичной стороны трансформатора тока. Когда трансформатор тока работает, вторичная сторона не может разомкнуться. В этом случае ток первичной стороны становится током возбуждения, что приведет к тому, что магнитный поток и напряжение вторичной стороны значительно превысят нормальное значение и поставят под угрозу безопасность людей и оборудования. Поэтому не допускается подключение предохранителя во вторичной цепи трансформатора тока, а также не допускается демонтаж амперметра и реле без обхода во время работы.

  • Функция трансформаторов тока:
  1. Расширьте линейку приборов переменного тока
    Трансформатор тока выполнен по принципу трансформатора, он имеет определенный коэффициент тока, как наши потребители электроэнергии, мы должны выбирать в зависимости от количества потребляемой электроэнергии. Если это крупный пользователь электроэнергии, такой как фабрики, шахты и предприятия, им нужен ток 100А. Однофазные и трехфазные счетчики ватт-часов, которые мы используем сейчас, не могут пропускать такой большой ток.Следовательно, необходимо выбрать трансформатор тока, чтобы пропорционально изменять большой ток. Снизить ток, а затем измерить его измерителем низкого диапазона, что эквивалентно расширению диапазона измерителя переменного тока.
  2. Изолируйте большие токи и повышайте безопасность пользователей
    Мы используем трансформатор тока, чтобы превратить большой ток в небольшой ток. Из конструкции трансформатора тока видно, что нет прямого электрического соединения между первичной и вторичной сторонами.Они всего лишь муфта магнитной цепи. Когда ток большой, первичная сторона трансформатора тока имеет прямое электрическое соединение с измерительной схемой, а вторичная сторона соединена с прибором переменного тока. Он не имеет прямого отношения к измеряемой цепи, так что измеряемый прибор переменного тока и оператор соединены с высоковольтным напряжением, тем самым защищая личную безопасность и безопасность прибора.
  3. Снизить производственные затраты и стандартизировать производство приборов
    Мы знаем, что ток на вторичной стороне трансформатора тока равномерно превращается в стандартный 5А, поэтому производителю нужно только произвести амперметр переменного тока с диапазоном 5А, а затем оснастить разные трансформаторы тока в соответствии с разными уровнями тока.Вверх. Таким образом, она не только снизила производственные затраты, но и стандартизировала инструменты, достигнув двух целей одним махом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.