Как повысить мощность трансформатора: ПОВЫШЕНИЕ МОЩНОСТИ ИНВЕРТОРА

Содержание

ПОВЫШЕНИЕ МОЩНОСТИ ИНВЕРТОРА


   Автомобильные преобразователи напряжения широко применяются в нашей повседневной жизни. Развитие импульсных технологий позволила резким образом снизить габаритные размеры, вес и стоимость таких инверторов, поэтому сейчас они доступны почти всем. За киловатт мощности придется заплатить порядка 40$, но на самом деле…

   Практика переделки китайских инверторов помогло понять каким должен быть хороший инвертор и изучить все нюансы схематики. Почти все инверторы 12-220 Вольт выполнены по одинаковой схеме, имеют множество защит и в практике работают довольно стабильно. 

   Во всех инверторах мы можем увидеть традиционные схемы с применением задающего двухтактного генератора и силовых ключей. Но если использовать импульсную схему инверторов, то частота на выходе устройство будет значительным образом отклонятся от сетевой, именно поэтому высокое напряжение уже после трансформатора выпрямляется и подается на высоковольтные силовые ключи, которые открываются с частотой 50 Гц — этот процесс обеспечивается отдельным генератором (часто используют микросхему

TL494 и ее аналоги).

   Недавно была сделана попытка умощнения промышленного инвертора и на практике удалось поднять мощность от 300 до 800 ватт. 

   Силовые транзисторы в первичной цепи стоят IRF3205 — одна пара, которые вполне способны обеспечить выходную мощность в пределах 300 ватт. Были добавлены еще две пары силовых ключей, но этого для умощнения недостаточно. 

   Габаритные размеры сердечника трансформатора не позволяют снять большую выходную мощность, поэтому пришлось заменить и трансформатор. Мотать новый трансформатор не нужно — подойдет буквально любой трансформатор от компового блока питания. 

   Трансформатор в компьютерном блоке питания предназначен для понижения сетевого напряжения, в нашем случае мы им будем повышать входной номинал до 250 Вольт. Для этого нужно домотать сетевую обмотку. Новая обмотка состоит из 16 витков и намотана проводом 0,8 мм, поске намотки эту обмотку подключаем последовательно с промышленной обмоткой.

   Затем тестируем схему. Отвод от середины «косу» трансформатора подключаем к плюсу питания 12 Вольт. Для начала вторичную обмотку не нужно подключать на соответствующие выводы на плате инвертора. После запуска проверяем тепловыделение на ключах, если они холодные, то скорее всего схема работает нормально. Дяльше ко вторичной обмотке подключаем лампу накаливания 220 Вольт 40-100 ватт и снова запускаем схему. Лампа должна гореть ПОЛНЫМ НАКАЛОМ. Если все хорошо, то подключаем вторичную обмотку к плате. 

   Схема имеет защиту от перегрева, повышения входного напряжения, защиту от КЗ на выходе, перегруза и переплюсовки входного напряжения, должен заметить, что все защиты лично проверял — работает. 

ВИДЕО РАБОТЫ УСИЛЕННОГО ИНВЕРТОРА 12-220

   Выходные ключи использованы на 10 Ампер, в ходе работы с большими нагрузками будут перегреваться, поэтому помимо теплоотвода возможно будет нужда активного охлаждения.


Поделитесь полезными схемами

СИРЕНА ИЗ ПОЛИЦЕЙСКОГО АВТОМОБИЛЯ

    Корпус сирен — металлический, на передней панели можно увидеть переключатель крякалки, громкость, также кнопку активации сигнала. На задней части виден разъём питания и колокола, а также отсек предохранителя.



ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ КОСТИ

   Светодиодный кубик на микроконтроллере, который если потрясти покажет случайно выпадающую цифру от 1 до 6. Аналог обычных игральных костей.


САМОДЕЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПАЯЛЬНИК

    После нажатия на кнопку, паяльник разогревается в течении 5 секунд, то есть по принципу мы замкнули выводы вторичной обмотки трансформатора, в следствии которого проволока (жало) нагревается.


КАК ЗАРЯДИТЬ НОУТБУК ОТ ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА

    Напржение с вторичной обмотки выпрямляем мощным диодом Шоттки, можно использовать любые импульсные диоды на 3-5 ампер. После моста стоит сглаживающий фильтр — конденсатор и дроссель и конечно же стабилизатор на 15 вольт.


Как увеличить мощность бесперебойника?

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 26-02-2021

Источник бесперебойного питания является весьма полезным устройством, которое позволяет защитить электрооборудование как от резких скачков напряжения в сети, так и от ее полного обесточивания. Происходит это за счет резервной цепи, на которую вовремя перебрасывается потребитель и питается до тех пор, пока электроснабжение не восстановится или уровень заряда аккумуляторов не иссякнет.

Иногда случается так, что пользователю попадается бесхозный ИБП (списанный эксплуатирующей организацией), и тот хочет его куда-либо пристроить, например установить для бесперебойной работы компьютера.

Только вот мощности не хватает. Как увеличить мощность бесперебойника и какие ИБП для этого подходят?

Разновидности ИБП

Сперва кратко пробежимся по типам бесперебойников, чтобы определиться, какие из них можно попытаться сделать мощнее.

Самый распространенный в промышленности тип ИБП — это on-line. Такие источники бесперебойного питания обеспечивают идеальное качество электрического сигнала при любых обстоятельствах. Достигается это благодаря цепи с двойным преобразованием, когда входной переменный ток сперва выпрямляется, а затем снова инвертируется. Это позволяет сделать качество выхода независимым от качества входа.

Также в профессиональных сферах деятельности можно встретить ИБП off-line, которые также успешно применяются и в быту. С точки зрения функциональной схемы такие бесперебойники являются наиболее простыми, представляя собой инвертор с зарядным устройством. Как только электрический сигнал перестает удовлетворять определенным требованиям, потребитель переключается на резервную цепь.

После восстановления стабильного электроснабжения происходит обратный процесс и встроенное зарядное устройство пополняет заряд АКБ.

Кроме off-line, потребительские ИБП могут быть линейно-интерактивными. Это примерно то же самое, что off-line, только в основной цепи имеется стабилизатор напряжения. Обычно это самый простой стабилизатор, выдающий точность 10% во всем своем рабочем диапазоне стабилизации.

Основным элементов любого источника бесперебойного питания является инвертор. Это устройство, преобразующее постоянный ток (в данном случае снимаемый с клемм АКБ в автономном режиме) в переменный. Условно инверторы можно разделить на два вида: с правильной и аппроксимированной выходной синусоидой. Первый используется преимущественно для профессиональных установок, серверов и прочей чувствительной техники. Второй — в потребительских ИБП. Аппроксимированная синусоида безопасна для питания бытовой техники и электроники с импульсным блоком питания на входе, поэтому такие ИБП часто называют компьютерными.

Использовать их для газовых котлов и прочей чувствительной техники не рекомендуется.

Увеличение мощности и автономности ИБП

Выше мы рассмотрели основные разновидности ИБП по функциональной схеме и типу инвертора. Сразу стоит отметить, что увеличить мощность получится далеко не для каждого бесперебойника. Теоретически модифицировать можно устройство любого типа при наличии соответствующих навыков и компонентов, однако на деле это, как правило, делается только для потребительских источников бесперебойного питания. Почему потребительских? Потому что там установлены инверторы с довольно простой схемой для получения аппроксимации синусоиды. Инверторы, выдающие чистую синусоиду, работают на парах IGBT транзисторов и гораздо сложнее поддаются доработке. Поэтому если хочется увеличить мощность ИБП, то это должно быть потребительское устройство с аппроксимацией синусоиды.

Если вскрыть такой бесперебойник, даже неопытный пользователь обратит внимание на главные силовые компоненты — силовые транзисторы. Обычно их два и они прикручены к алюминиевым радиаторам охлаждения. С высокой долей вероятности это стандартный двухтактный повышающий преобразователь. Так как производители зачастую используют универсальные печатные платы, рядом с существующей парой транзисторов могут находиться пустые посадочные места. Если это так, значит можно попытаться увеличить мощность ИБП путем добавления еще одной пары аналогичных транзисторов. Работая попарно, они распределят между собой тепловыделение, тем самым теоретически увеличивая максимально допустимую мощность вдвое. И тут все упирается в мощность трансформатора. Благодаря тому, что она изначально подбирается с определенным запасом, прирост будет соответствовать этому запасу.

А что по увеличению автономной работы? Фактически, Вы можете заменить встроенный АКБ емкостью в 7-9 ампер-часов на внешний аккумулятор. Желательно, чтобы это была тяговая гелевая свинцово-кислотная батарея, никак не автомобильная. Даже при своей базовой мощности встроенное зарядное устройство сможет зарядить такую АКБ. Все-таки практически все время бесперебойник будет работать в режиме подзарядки, лишь изредка переключаясь в автономный режим во время аварийной ситуации в сети. Поэтому даже если ток ЗУ составляет пару процентов от емкости, это не является проблемой.

А вот что может стать проблемой, так это перегрев силовых элементов из-за увеличенной автономности. Если изначально ИБП предусматривал 10-15 минут автономной работы от встроенных аккумуляторов, то после установки, скажем, 100-амперного источника питания длительность автономной работы многократно возрастает. В таком случае лучше предусмотреть дополнительные вентиляционные отверстия и, возможно, вентилятор охлаждения.

Таким образом, модификация потребительского источника бесперебойного питания более чем возможна. Только делать это должен человек с соответствующей квалификацией. При наличии даже мельчайших сомнений и дыр в знании матчасти Вы рискуете попасть в ситуацию, когда выйдет из строя не только “модифицированный” ИБП, но и потребитель. Поэтому в идеале используйте ИБП на своей номинальной мощности с аккумуляторами предусмотренной емкости. Любые другие манипуляции производятся только на свой собственный страх и риск и, как правило, из спортивного интереса, а не практической пользы.

Как увеличить мощность бесперебойника? 1 из 5 на основе 1 оценок.

Доработка сварочного трансформатора

Любая доработка сварочного трансформатора сводится к решению двух глобальных задач. Первая, наиболее частая и простая состоит в изменении тока


сварки, т.е. изменить переменный ток сварки на постоянный. Таким образом перевести сварочный трансформатор в сварочный выпрямитель, что повышает качество и технологичность сварки. Вторая задача, требующая больше знаний и умения, заключается в повышении экономичности сварочного устройства. Экономичность трансформатора позволяет в домашних условиях осуществлять сварочные работы без существенной просадки напряжения в сети, за что можно иметь неприятности с Энергонадзором.

Доработка сварочного трансформатора под постоянный ток

Доработка заключается в создании выпрямительного мостика из мощных диодов (их называют вентилями). При выборе диодов необходимо соблюсти их мощность в соответствии с мощностью сварочного трансформатора. Схема мостика из трех диодов традиционна и собирается на отдельной панели. Полученный выпрямитель подсоединяется к выходным клеммам трансформатора. Плюсовой и минусовой выход с выпрямителя идут на свариваемую деталь и на сварочный электрод, в зависимости от выбранного режима сварки (прямая полярность и обратная). После выпрямителя постоянный ток имеет пульсацию. Избежать этого позволяет электролитический конденсатор, включенный между двумя полюсами после мостика. Емкость подобного сглаживающего трансформатора должна быть не менее 10000мкФ, а рабочее напряжение 100в. Увеличение емкости конденсатора способствует большему эффекту сглаживания тока. Устойчивость горения дуги при сварке постоянным током выше. Но габариты и вес после модернизации увеличиваются.

Повышение экономичности сварочного трансформатора

Вопрос экономичности возникает в связи с тем, что при создании моделей бытовых сварочных трансформаторов используется единый подход с промышленными образцами. Что мало приемлемо в домашних условиях. И дело не только в себестоимости сварочных работ, а в том, что трансформаторы сильно садят напряжение домашней сети. Допустим напряжение холостого хода в 60в хорошая характеристика, но поскольку сварка электродом до 3мм прекрасно идет и при холостом ходе 35-40в, то снижение напряжения позволит уменьшить энергоемкость. Для этого достаточно сделать дополнительный выход с вторичной обмотки, т.е. уменьшить количество витков. А на качестве горения дуги отлично подействует плавность изменения параметров первичного напряжения. Для сглаживания скачков достаточно в первичную цепь мощный бумажный конденсатор на 500в емкостью около 12-15 тыс. мкФ.

Читайте также


О понижающих повышающих трансформаторах — схема, применение и основные характеристики

Пониженно-повышающие трансформаторы, иногда используемые в качестве двухтактных трансформаторов, представляют собой тип трансформатора, который используется для подачи питания на электрическое оборудование в случаях, когда требования к напряжению этого оборудования отличаются от доступного сетевого или питающего напряжения. Необходимость поднять напряжение питания может возникнуть в результате падения напряжения в сети из-за нагрузки на оборудование в системе распределения электроэнергии или из-за потерь в линии.Если напряжение питания оборудования будет нестабильным, это может повлиять на производительность этого оборудования, что приведет к тому, что оно не будет работать с максимальной эффективностью, или, в крайних случаях, может произойти преждевременный выход оборудования из строя. Например, двигатель, который работает при уровне напряжения, который значительно ниже его номинального значения, может постоянно работать на своих пусковых обмотках, что приведет к перегреву и возможному перегоранию.

Раздел 210.9 Руководства Национального электрического кодекса (NEC) 2008 года определяет повышающий трансформатор как трансформатор, который «… обеспечивает средства повышения (повышения) или понижения (понижения) напряжения питающей сети на небольшую величину (обычно не более 20 процентов). В то время как стандартные трансформаторы изменяют входное напряжение до значения выходного напряжения, которое может существенно отличаться от входного, понижательно-повышающие трансформаторы предназначены для более скромных изменений уровней напряжения, обычно менее +/- 30 процентов.

Пониженно-повышающие трансформаторы состоят из двух первичных обмоток и двух вторичных обмоток. В стандартных конструкциях трансформаторов первичная и вторичная обмотки обычно электрически изолированы друг от друга, что означает, что они связаны только магнитно через взаимную индукцию.Однако в случае повышающих-повышающих трансформаторов конструктивная конфигурация изменена на ту, в которой обмотки соединены, чтобы можно было изменять входное напряжение или напряжение на стороне питания по мере необходимости в соответствии с конкретным применением. При таком подходе выходное напряжение трансформатора может быть пониженным (пониженным) или повышенным (повышенным) значением напряжения питания.

Для работы оборудования, работающего от однофазного переменного тока, может использоваться один повышающий трансформатор.Для регулировки входного напряжения для оборудования с трехфазным переменным током требуется несколько устройств, в зависимости от типа используемого трехфазного соединения, открытого треугольника или звезды. Для четырехпроводной конфигурации «звезда» потребуется три повышающих трансформатора; Для 3-проводной конфигурации «звезда» потребуется два повышающих трансформатора.

Схема подключения однофазного повышающего трансформатора

На рисунке 1 ниже показан пример схемы электрических соединений, которая иллюстрирует конфигурацию подключения для однофазного питания для повышения и понижения напряжения питания.Чтобы получить увеличение выходного напряжения по сравнению с напряжением питания, входное напряжение подается на две из четырех обмоток, а выходное напряжение поступает с клемм, которые находятся на всех четырех обмотках. Обратное делается, когда цель — понизить напряжение питания до более низкого выходного напряжения.

Рисунок 1 — Схема подключения однофазного повышающего и повышающего трансформатора для увеличения или уменьшения выходной мощности

Изображение предоставлено: https://cdn.automationdirect.com/static/specs/buckboosttransformerspecs.pdf

Пониженно-повышающие трансформаторы построены как изолирующие трансформаторы, что означает, что они имеют отдельные первичные и вторичные обмотки. Когда устройство будет готово к установке на месте, группа установки или конечный пользователь может подключить первичный к вторичному, чтобы изменить электрические характеристики устройства. Соединяя вместе первичную и вторичную обмотки, повышающе-понижающий трансформатор работает как однообмоточный автотрансформатор. Используя аддитивную и вычитающую полярность, можно добиться небольших изменений напряжения в электрической распределительной цепи.Производители предоставляют специальные схемы подключения, применимые к их различным моделям трансформаторов, для достижения желаемого понижающего или повышающего выходного напряжения. Использование четырех обмоток в повышающем-понижающем трансформаторе позволяет подключать устройство восемью различными способами или конфигурациями, что делает пониженно-повышающие трансформаторы достаточно гибкими, чтобы соответствовать различным условиям применения.

Применения понижающе-повышающего трансформатора

Обычно повышающие трансформаторы используются следующим образом:

  • для повышения 110 В переменного тока до 120 В переменного тока
  • для повышения 240 В переменного тока до 277 В переменного тока для систем освещения
  • для обеспечения выходов низкого напряжения 12, 16, 24, 32 или 48 В переменного тока от входа высокого напряжения

Понижающие трансформаторы используются в таких приложениях, как электроснабжение:

Пониженно-повышающие трансформаторы

, как правило, высокоэффективны, занимают меньше места, легче, меньше весят и дешевле, чем другие трансформаторные решения, такие как распределительный трансформатор.Некоторые из ограничений этих устройств заключаются в том, что они не обеспечивают изоляцию цепи, они не могут обеспечить нейтраль и их нельзя использовать с трехфазной схемой разводки по замкнутому треугольнику. не обеспечивают стабилизации напряжения, поэтому, если напряжение на стороне питания колеблется, выходное напряжение изменится на тот же процент.

Основные характеристики и процесс выбора

Пониженно-повышающие трансформаторы

доступны во многих стандартных позициях каталога с определенными низкими и высокими уровнями напряжения и номинальными значениями кВА.Производители и поставщики предоставляют таблицы выбора, которые можно использовать для выбора подходящего повышающего трансформатора, отвечающего конкретным потребностям и условиям применения. Общий процесс выбора повышающего трансформатора начинается с определения условий применения. Сюда входит указание следующих параметров:

  • Фаза системы — одно- или трехфазная работа, которая должна быть одинаковой для нагрузки и питания.
  • Системная частота — частота рабочей нагрузки, которая должна быть такой же, как и у источника питания или линии, e.грамм. 50 Гц, 60 Гц.
  • Линейное или питающее напряжение — измеренное значение питающего напряжения, которое необходимо уменьшить (уменьшить) или повысить (увеличить)
  • Напряжение нагрузки — уровень напряжения, на работу которого рассчитано запитываемое оборудование.
  • Электрическая конфигурация — треугольник или звезда.
  • Нагрузка, кВА, ток нагрузки или мощность — требуется только одно из этих значений, которое обычно можно найти на паспортной табличке эксплуатируемого оборудования.

Пониженно-повышающие трансформаторы обычно состоят из последовательно-множественных обмоток, что означает, что в каждой из обмоток есть две одинаковые катушки, которые можно подключать последовательно или параллельно.Устройства с последовательно-множественными обмотками будут отображать свои номинальные характеристики в виде двух значений, разделенных косой чертой (например, первичная обмотка 120/240 В переменного тока, вторичная обмотка 12/24 В переменного тока).

После определения условий использования соответствующее устройство можно выбрать из таблицы выбора производителя, а также получить доступ к эталонной схеме подключения, чтобы определить конфигурацию и клеммные соединения для установки трансформатора.

Сводка

В этой статье представлен базовый обзор повышающих-повышающих трансформаторов, включая то, что они собой представляют, их применение, основные характеристики и процесс выбора.Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70 000 различных категорий продуктов и услуг.

Источники:
  1. https://www.larsonelectronics.com/
  2. https://www.micronpower.com/
  3. http://engineering.electrical-equipment.org/electrical-distribution/buck-boost-transformer.html
  4. https://cdn.automationdirect.com/static/specs/buckboosttransformerspecs.pdf
  5. https://www.federalpacific.com/
  6. https://www.hammondpowersolutions.com/
  7. https://jeffersonelectric.com/

Прочие электротехнические изделия

Больше от компании Electric & Power Generation

Сколько энергии потребляет небольшой трансформатор при подключении к сети

В продукции тонны используются трансформаторы. Прогуляйтесь по дому, и вы наверняка увидите их повсюду. В моем доме я обнаружил, что они прикреплены к моему принтеру, сканеру, динамикам, автоответчику, беспроводному телефону, электрической отвертке, электродрели, радионяне, радиочасам, видеокамере… Вы уловили идею.Типичный дом, вероятно, имеет от пяти до десяти таких маленьких трансформаторов, подключенных к стене в любой момент времени.

Оказывается, эти трансформаторы потребляют энергию всякий раз, когда они подключены к стене, независимо от того, подключены они к устройству или нет. Они также тратят энергию при включении устройства.

Если вы когда-либо чувствовали что-то такое, и оно было теплым, значит, потраченная впустую энергия превратилась в тепло. Потребляемая мощность не велика — порядка от 1 до 5 Вт на трансформатор . Но это действительно складывается.Допустим, у вас их 10, и каждый из них потребляет по 5 Вт. Это означает, что 50 Вт постоянно тратятся впустую. Если в вашем районе киловатт-час стоит десять центов, это означает, что вы тратите десять центов каждые 20 часов. Это около 44 долларов в год на ветер. Или подумайте об этом иначе — в Соединенных Штатах насчитывается около 100 миллионов домашних хозяйств. Если каждое домохозяйство потратит на эти трансформаторы по 50 ватт, это всего 5 миллиардов ватт. Для нации это полмиллиона долларов, потраченных впустую каждый час, или 4 380 000 000 долларов, потраченных впустую каждый год! Подумайте, что вы могли бы сделать с 4 миллиардами долларов…

Эти небольшие нагрузки действительно сказываются на удаленных местах, работающих от солнечных батарей и ветряных генераторов.В этих системах вы платите от 10 до 20 долларов за ватт (если сложить стоимость солнечных элементов, аккумуляторов для хранения энергии, регуляторов мощности, инвертора и т. Д.). Пятьдесят ватт по цене 20 долларов за ватт означает, что вам придется потратить дополнительно 1000 долларов только на питание трансформаторов. В таких системах малые нагрузки — это то, чего вы избегаете, отключая трансформаторы, когда они не используются, или убирая трансформатор и запитывая устройство прямо от аккумуляторной батареи для повышения эффективности.

Тем не менее, дополнительные расходы на электроэнергию компенсируются экономией на производственных затратах, передаваемой заказчику, как мы надеемся, в виде более низкой отпускной цены продукта. Например, изготовление и хранение одной универсальной «разновидности» принтера, работающей от 12 вольт постоянного тока, обходится производителю значительно дешевле. Затем производитель упаковывает принтер с настенным трансформатором напряжения переменного тока, зависящим от страны, в которой он продается. Когда выходит новая версия устройства, производителю не нужно переоснащать блок питания.

Для получения дополнительной информации о трансформаторах и энергосбережении перейдите по ссылкам на следующей странице.

На сколько напряжения может повысить повышающий трансформатор? — MVOrganizing

На сколько напряжения может повысить повышающий трансформатор?

Так как повышающий трансформатор увеличивает напряжение и уменьшает ток; тогда этот источник 50 В переменного тока должен давать МЕНЬШЕ ТОКА, чем 10 В (согласно закону сохранения энергии). Все трансформаторы имеют как первичную, так и вторичную обмотку.

Можно ли реверсировать понижающий трансформатор?

Заключение: Стандартные понижающие трансформаторы могут иметь обратное питание для повышающих приложений, но следует учитывать несколько мер предосторожности: Трансформаторы с компенсированными обмотками будут иметь выходное напряжение на 3-4% ниже номинального на холостом ходу и на 6-8%. ниже номинального при полной нагрузке.

Как проверить понижающий трансформатор?

Для проведения этого теста трансформатор должен быть полностью отключен, и вам необходимо настроить мультиметр на считывание сопротивления в омах (Ом).Прикоснитесь проводами измерителя к двум входным клеммам первичной катушки (они могут быть помечены как h2 и h3) и проверьте показания.

Может ли повышающий трансформатор увеличить мощность?

Нет, не увеличивает мощность. Поскольку трансформатор является устройством постоянной мощности, он поддерживает постоянную мощность. Повышающий трансформатор увеличивает напряжение и снижает ток для поддержания постоянной мощности. Понижающий трансформатор снижает напряжение и увеличивает ток для поддержания постоянной мощности.

Увеличивает ли повышающий трансформатор разность потенциалов?

Первоначальный ответ: Может ли повышающий трансформатор увеличить уровень мощности? Нет, повышающий трансформатор преобразует источник низкого напряжения / сильного тока в источник высокого напряжения / низкого тока.

Повышающий трансформатор увеличивает или снижает напряжение?

Точно так же трансформатор, у которого во вторичной обмотке больше витков, чем в первичной, называется повышающим трансформатором, потому что он увеличивает напряжение. Хотя в повышающем трансформаторе напряжение увеличивается, ток уменьшается пропорционально. Другими словами, мощность равна напряжению, умноженному на ток.

Почему повышающий трансформатор увеличивает напряжение?

Чем выше ток в кабеле, тем больше энергии передается окружающей среде при нагревании.Чтобы уменьшить передачу энергии в окружающую среду, Национальная электросеть использует повышающие трансформаторы для повышения напряжения на электростанциях до тысяч вольт, что снижает ток в кабелях передачи.

Как рассчитать ЭДС?

Если мы знаем результирующую энергию и количество заряда, проходящего через элемент. Это самый простой способ рассчитать ЭДС. Электродвижущая сила ячейки… .Формула для расчета ЭДС.

\ варепсилон электродвижущая сила
E энергия в цепи
Q Заряд контура.

Как повысить надежность работы силовых трансформаторов

Для увеличения срока службы и надежности трансформатора очень полезно использовать технологию регенерации масла GlobeCore при обслуживании трансформаторов. Надежность и экономичность электрических сетей во многом определяется состоянием силовых трансформаторов. Неисправные и неисправные трансформаторы приведут к большим потерям и внеплановым отключениям электроэнергии.Однако внеплановые простои можно сократить и / или избежать с помощью надлежащей программы профилактического обслуживания.

Ниже приводится определение термина «надежность трансформатора». В общем, это означает бесперебойную работу оборудования при определенных условиях и в течение определенного периода времени без изменения технических характеристик и без простоев и / или сбоев.

Наиболее жесткие требования предъявляются к трансформаторам большой мощности, взаимодействующим с генераторами.Отказ небольшого силового трансформатора не так критичен, поскольку его легко зарезервировать.

Как правило, на работу силовых трансформаторов влияют внешние факторы, а также необычные события в электросети. К основным факторам, влияющим на работу трансформатора, относятся:

Молнии и коммутационные перенапряжения. Эти события могут вызвать отказы основной жилы, особенно если система изоляции была ослаблена, а диэлектрическая прочность изоляционного масла снизилась из-за несвоевременного обслуживания.

Повышение рабочего напряжения. Повышение рабочего напряжения приводит к нагреву конструктивных частей сердечника трансформатора, в состав которого входят медь и сталь. Это также может быть опасно для деталей, соприкасающихся с медными и стальными частями.

Токи короткого замыкания. Если обмотки трансформатора динамически нестабильны, эффект короткого замыкания может привести к нежелательной деформации сердечника.

Перегрузка по току. Считается, что это явление наиболее сильно влияет на надежность работы силовых трансформаторов. Он значительно усиливается из-за недостаточного срока службы изоляции и профилактического обслуживания. Следовательно, желательно замедлить процесс старения изоляционной системы трансформатора, чтобы повысить ее эксплуатационную надежность.

Факторы, способствующие разложению трансформаторного масла, включают: (1) высокие температуры; (2) окисление; и (3) проникновение различных примесей, таких как вода, газы и кислоты.

Поэтому желательно использовать установки очистки трансформаторного масла GlobeCore для продления срока службы силовых трансформаторов.

Своевременное использование технологии GlobeCore необходимо для предотвращения необратимых отказов системы и профилактического обслуживания диэлектрического изоляционного масла трансформатора.

Когда GlobeCore Process используется для обслуживания ваших силовых трансформаторов, надежность значительно повышается, и изоляционное масло будет продолжать использоваться, экономя ваши деньги и продлевая срок службы вашего оборудования.

Напряжение силового трансформатора

Повсюду появляются статьи и полезные комментарии о снижении тепловыделения в электростанциях. трансформаторов или увеличения срока службы трансформатора, заменив вакуумные лампы на твердотельные выпрямители. Большинство статей и полезных предложений содержат очень глупые высказывания о тепле, типа «силовой трансформатор слабый». При переходе на твердотельный накопитель убирается 10 Вт тепла из-за слабой мощности Heathkit. трансформатор, и продлевает срок службы трансформатора ».

Вы найдете этот совет повсюду для многих единиц оборудования, начиная с гитарные усилители к радиолюбительским передатчикам. К сожалению, совет часто полностью противоположное истине. Мы можем показать, как это работает, посмотрев на что вызывает тепло внутри трансформаторов.

Замена трансформаторов трудно найти, и замена поврежденного источника питания трансформаторы часто требуют много времени или дорого. Многие из нас, реставраторы или пользователи старых радиоприемников и усилителей звука в в частности, будет хотел бы продлить жизнь силы трансформаторы в старых оборудование трубчатого типа.Один из Способы увеличения срока службы трансформатора — это исправить причину неисправности.

Проблема в том, что большинство людей догадываются о причине сбоев. Они действительно не знают, почему что-то 20-100 лет не удалось, и они хотят что-то сделать, чтобы не иметь еще одной неисправности в детали 20-100 летней давности. Поскольку они могут только исправить что-то, что они могут контролировать, они обвиняют что-то, что они могут легко что-то сделать о. Это закономерность, даже если они часто не понимают, что вызвало неудача, или если то, что они меняют, на самом деле помогает.В цель этой статьи — количественно оценить изменения и логически улучшить компонент жизнь.

Отказ трансформатора

Отказ трансформатора, помимо производственных дефектов, таких как царапины или царапины эмалевая изоляция и плохие паяные соединения, как правило, происходят от трех источников:

1.) Обмотка трансформатора сильно нагревается при работе. выходящие за рамки проектных или эксплуатационных характеристик изготовителя трансформатора, а тепловыделение разрушает адекватную изоляцию

2.) Трансформатор спроектирован или изготовлен из несоответствующих или некачественных материалов. изоляция за счет конструктивных недосмотров

3.) Трансформатор подвергся воздействию влаги или других внешних физических воздействий. загрязняющие вещества или стрессы, а также загрязнение или физическое напряжение ухудшение изоляции или внутренних соединений

Предотвращение или сокращение отказов требует понимания механизма отказа, и какие последствия могут иметь любые внесенные нами изменения. Гадать, сколько бы радиоприемники или усилители, над которыми мы работали, никогда не являются реальным решением! An авторитетно звучащая догадка на самом деле не лучше догадка полностью неопытный человек, а часто бывает и хуже.Люди больше слушают тех, у кого опыт, даже если они не имеют технического смысла. Авторитетное заявление например, «всегда делай это …» всегда звучит как «эксперт», даже если это полностью неправильный.

Трансформаторные ламповые выпрямители и тепловое повреждение трансформатора

Трансформатор тепла приходит исключительно из-за потерь в трансформаторе, а не из-за прохождения мощности через трансформатор. Это тепло имеет тенденцию повышать внутреннюю температуру в зависимости от того, насколько сильно вырабатывается внутреннее тепло и как быстро это тепло «утекает» в трансформатор снаружи.Естественно, более прохладная среда трансформатора позволяет больше внутреннее рассеяние мощности до повреждения изоляции. Первая цель должна отводить тепло, но мы должны понимать, что делаем. Если мы не понимаем, что делаем, мы легко можем усугубить ситуацию.

Потери вызывают тепло, а не сквозную мощность

Пока есть несколько источники потерь, преобладающая потеря обычно в сопротивлении обмотки. Это часто называют «потерей меди». С участием случайная мысль, мы мог бы предположить удаление 10 ватт мощность нагрузки снимает 10 ватт теплового стресса на трансформатор.Этот не может быть правильным поскольку потеря трансформатора всегда придется равная нагрузка власть … которую мы должны немедленно признать как невозможно ситуация. Тем не менее, мы находим повторяющиеся утверждения, что снятие нагрузки с нити выпрямителя снимает десять ватт (или какое-то другое количество) тепловой мощности нагрузки с трансформатор.

Рассмотрим типичная старая власть трансформатор. В первичный должен питание для всех вторичный обмотки. Сила проигрыш в первичном это комбинация идеальная сила факторная нагрузка, вызванная нитями и иногда очень высокий коэффициент мощности конденсаторный вход система фильтрации высокое напряжение поставка.Большинство обычная модификация удалить вакуумная труба выпрямитель и заменить твердое тело государственные выпрямители. Типичная нить мощность 2 ампера на 5 вольт. Мы часто сказал, что это удаляет 10 ватт мощности от трансформатор.

С первичной имеет размер, чтобы справиться вся сила загрузить любое отопление выпрямитель нить очень низкий. Основной ток, вызванный выпрямитель нагрузка на нить только около 92 миллиамперы. Очень мало изменение в линии ток путем удаления нити нагрузка.Мы можем разумно оценить трансформатор тепла измерение намотка нити изменение напряжения как выпрямительная трубка переключается на внешний 5 вольт поставка. В этом случае Национального NC-303, I измерил изменение напряжения накала с 5,15 вольт под нагрузкой выпрямителя до 5,43 вольт без нагрузки на нить выпрямителя. Это означает эквивалент вторичное сопротивление трансформатора намотка накала была (5.43-5.15) / 2 = 0,14 Ом. 0,14 Ом сопротивление будет падение 0,28 В при 2 амперы.2 * 0,14 = 0,56 Вт. Удаление десяти ватт нити загрузить на самом деле удалено только .56 ватт внутренних трансформатор тепла.

Другой способ вычислить это, поскольку форма волны нагрузки является синусоидальной, со среднеквадратичной разностью напряжений и средним током. Ток накала около 2 ампер, и изменение среднеквадратичного значения напряжения, вызванное этим током, составило 5,43 В без нагрузки, минус 5,15 В при полной нагрузке на нить накала, в результате чего общее падение составляет 0,28 В. Поскольку это резистивная нагрузка с синусоидой, нагрев трансформатора всегда будет МЕНЬШЕ чем 0.28 * 2 = 0,56 Вт.

Может показаться логичным, что можно избавиться от 0,56 Вт тепла, удалив нить накала. нагрузки, но на самом деле это не так !!! Давайте посмотрим на преобразование в твердое тело состояние выпрямителей внимательно, и посмотрим, что будет.

Преобразование твердотельного выпрямителя

Немного упомянутый и непонятный фактор на самом деле УВЕЛИЧИВАЕТ силовой трансформатор нагреваться, когда ламповый выпрямитель заменен твердым государственные диодные выпрямители.Это увеличение тепла происходит из-за того, что твердое состояние выпрямитель очень более сложный переключатель, чем вакуумная лампа. Трубка выпрямителя высокого вакуума включается и из проводимости мягко, в диапазоне многих вольт. А твердое состояние выпрямительный диод, в резком контрасте, либо полностью проводит с минимальное напряжение упасть, когда вперед предвзято, или сразу полностью выключится, когда обратный смещенный.

А вакуумная трубка Форма волны выпрямителя выглядит скорее мягкий, когда в переход к проводимости. Трубка высокого вакуума может падение 20-30 вольт или больше и не доводить до крайностей пикового тока поставляемый твердой государственные выпрямители.Подставляя твердое тело государственный выпрямитель для ламповый выпрямитель всегда увеличивает гармоники, а гармоники увеличивают кажущийся коэффициент мощности. Этот значительно увеличивает нагрев при заданной общей мощности нагрузки.

Без добавления подходящая серия сопротивление или индуктивность, есть значительное увеличение мощности нагрузки коэффициент входных конденсаторов. (Это не сделать много удушья входное питание, так как входное питание дросселя уже имеет очень хорошая мощность коэффициент.)

Потому что так мало удаление нити выпрямителя мощность, внутренний нагрев трансформатора часто значительно увеличивается за счет замены выпрямитель высокого вакуума с твердотельным выпрямители во входном конденсаторе.Мы можем увеличить внутренний трансформатор нагревается даже тогда, когда мы добавляем компенсирующее напряжение сопротивление, потому что сопротивление не имитирует плавное переключение выпрямителя высокого вакуума.

Где больше всего тепла силового трансформатора из?

Если нить нагружает производить мало тепла, где большая часть тепло идет? При использовании конденсаторных входных источников большая часть тепла силового трансформатора поступает от высоких полный коэффициент мощности. 2R нагрев первичный и вторичные обмотки, то мы ожидаем только от сопротивления и того же тока нагрузки и мощность.

Давай сравнить модели три нагрузки с использованием трансформаторы с одинаковой эквивалентной вторичной обмоткой сопротивления.

Чистое сопротивление это легко. R1 представляет трансформатор ESR (эквивалент вторичный сопротивление), R2 представляет собой нагрузку. Эта нагрузка является чисто резистивная нагрузка вроде намотка накала или хороший двухполупериодный дроссельный фильтр:

Напряжение питания 100 В пик, или 70,7 вольт RMS. В результирующая RMS ток будет 70,7 / 110 = 0,643 усилители.R или 0,413 раза номинал резистора. Это дало бы средняя диссипация 4,13 Вт (желтая линия) в трансформатор, и 41,3 Вт (синий линия) в загрузке. А 10 Ом СОЭ трансформатор будет очень эффективный. Только 9,1% от всей системы власть теряется в силовой трансформатор с чисто резистивной нагрузкой с единичным коэффициентом мощности.

То же трансформатор с полноволновой и конденсаторный вход фильтр:

Без изменений кроме добавления полной волны выпрямительный конденсатор ввод питания о 15 Вт теряется в трансформатор с 54 Вт доставлено к нагрузке.Снаружи 69 Вт всего мощность почти 22% потеряно в трансформаторе! Запуск такой же мощность нагрузки более двойной трансформатор нагревается, когда мы переходим с чисто резистивной нагрузки на конденсаторный входной источник питания! Трансформаторное тепловыделение увеличилось с 9% мощности нагрузки до 22% мощности нагрузки. Вот почему трансформаторы, предназначенные для резистивных нагрузок, часто имеют низкую потребляемую мощность конденсатора питающие трансформаторы.

А теперь изменим до полуволны выпрямитель:

Теперь у нас 18 ватт трансформатора тепло и 40.5 Вт мощности нагрузки. В трансформатор будет рассеивается около 31% всей системы мощность 58,5 Вт. Мы фактически сократили мощность нагрузки на 25% пока трансформатор нагревается увеличено на 20%!

Сравнение это типичное СОЭ малая мощность пример трансформатора для рассеивания с различные грузы:

резистивный (как цепь накаливания нагрузка) или двухполупериодный входной фильтр дросселя 9,1%

Вход конденсатора с полной волной 22%

Вход конденсатора с полуволной 31%

Очевидно самая большая сила трансформатор тепла сбережения придут от перехода на вход дросселя если оборудование будет терпеть напряжение сводится к примерно 64% напряжения доступно с конденсаторный вход фильтр.Этот предполагает отсутствие напряжения падение в выпрямителях. Падение напряжения в высоком вакуумные выпрямители действительно сделал бы высокое напряжение сокращение меньше, поэтому вы можете закончить с 75% или более исходное напряжение. Это всего лишь один из те вещи, которые у нас есть попробовать в реальном рабочая система.

Также удаление нагрузка на нить значительно меньше чем мы могли бы ожидать. Это потому что трубка волокна представляют собой резистивная нагрузка с идеальная сила фактор. В трансформатор не нагревается почти как очень по этому типу нагрузка.

Вы могли бы задаться вопросом почему высокая мощность усилители используют конденсаторный вход запасы. Немного увеличение размер трансформатора значительно меньше дороже, чем добавление фильтра удушье, и общее увеличение размер, требуемый конденсаторный вход поставлять результаты в намного меньший вес и размер больше, чем фильтрующий дроссель Добавить. Что мы говорить о здесь это возможность снижения тепла в существующая власть трансформатор.

Некоторые полезные что нужно запомнить:

  • пик постоянного тока напряжение от конденсаторный вход Поставка 1.4 раз RMS трансформатор напряжение
  • напряжение нагрузки от дроссельного входа снабжать критический индуктивность или больше в 0,9 раза Трансформатор RMS напряжение
  • Вакуумная трубка выпрямители будут часто добавляют дополнительное напряжение падение где-то около 30-50 вольт при использовании в конденсаторный вход запасы. Они значительно упасть меньшее напряжение в вход дросселя запасы.

Как улучшить защиту трансформатора

Фотография: ABB

Использование симметричных компонентов для распознавания неисправностей в дифференциальной защите

ОТ IMRAN RIZVI, ABB Inc.

Классические схемы дифференциальной защиты подвержены ложным дифференциальным токам из-за токов насыщения трансформатора тока (ТТ) и токов намагничивания. Для противодействия влиянию этих нежелательных дифференциальных токов используется несколько методов. Electricity Today Magazine и ABB сосредоточатся на том, как улучшить защиту трансформатора, используя методы симметричных компонентов для стабилизации схем дифференциальной защиты без ущерба для скорости и чувствительности защиты.Величины обратной последовательности неизбежно присутствуют в любом нарушении энергосистемы. Даже в случае трехфазного симметричного повреждения токи обратной последовательности присутствуют в течение нескольких первых циклов повреждения из-за составляющей постоянного тока (DC).

Путем точного измерения величин и относительных фазовых углов обратной последовательности токи, выходящие и входящие в дифференциальную зону, могут обеспечить очень надежную индикацию того, находится ли повреждение внутри или за пределами зоны защиты.Кроме того, он может дополнять традиционную ограниченную дифференциальную защиту для достижения высоких уровней скорости с очень высокой чувствительностью к повреждениям с высоким сопротивлением. При защите трансформатора межвитковые замыкания в нейтральных точках обычно трудно обнаружить. Используя величины обратной последовательности, эти неисправности могут быть надежно обнаружены.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА
Дифференциальная защита существует уже много десятилетий. Это простой и выборочный метод защиты трансформаторов, сборных шин и генераторов.На рисунке 1 показана типовая схема дифференциальной защиты силового трансформатора с цифровыми реле. Обычно точки нейтрали обоих трансформаторов тока должны быть направлены к силовому трансформатору (к защищаемому объекту).

Границы дифференциальной зоны защиты определяются расположением этих ТТ. В нормальных условиях, когда нет замыкания в зоне трансформатора, ток, идущий в зону защиты, будет равен (по крайней мере теоретически) току, выходящему из зоны защиты.Но если разница между этими двумя токами больше установленного значения, то это свидетельствует о неисправности в защищаемой зоне. Однако из-за коэффициента трансформации и векторной группы трансформатора мы не можем просто принять эти два тока без предварительной их компенсации. Эта компенсация выполнялась вспомогательными трансформаторами тока до появления цифровых реле. Теперь эти компенсации выполняются программно в алгоритме реле. Коммунальным службам просто необходимо правильно настроить реле исходя из реальной ситуации на объекте.

Реле будет компенсировать величину разницы токов в соответствии с передаточным числом трансформатора. Он также компенсирует сдвиг фазового угла, вызванный векторной группой трансформатора, кратный 30 градусам. Использование числовых реле также позволяет нам использовать оба (все первичные трансформаторы тока в случае трехобмоточных трансформаторов) первичные трансформаторы тока, которые должны быть подключены по схеме Y, и при этом устранять токи нулевой последовательности, задавая правильные настройки в реле.Современные числовые реле также могут компенсировать устройство РПН (РПН), распознавая положение РПН через двоично-десятичный (BCD) вход или миллиамперный (мА) вход, а затем выполняя настройку значений дифференциального тока.

Читайте полную статью в нашем цифровом журнале

Обзор программы повышения отказоустойчивости трансформаторов и передовых компонентов 2019

Программа обеспечения отказоустойчивости трансформаторов и передовых компонентов (TRAC) поддерживает научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) с целью усовершенствования технологий и подходов, которые максимизируют ценность и срок службы существующих компонентов энергосистемы.Эта работа позволит сетевому оборудованию следующего поколения стать более адаптивным, гибким, надежным и экономичным по сравнению с технологиями, доступными сегодня.

Программа TRAC преследует две основные цели:

  • Повышение устойчивости стареющих активов и определение новых требований к будущим компонентам энергосистемы
  • Ускорение исследований, разработок и полевых испытаний сетевых технологий нового поколения

Обзоры программы TRAC запрашивать обратную связь от официальных рецензентов и участников, чтобы гарантировать, что программная деятельность остается сосредоточенной в наиболее важных областях, тем самым оптимизируя использование федеральных ресурсов для заполнения критических пробелов в НИОКР.Руководство программы TRAC использует отзывы экспертов для улучшения качества программы, а главные исследователи проекта анализируют оценки, чтобы улучшить усилия по проекту. Кроме того, обзор дает участникам возможность узнать больше о видении, направлении и текущей деятельности программы ПРОФ.

Обзор программы также служит механизмом для дальнейшего укрепления сообщества передовых исследователей сетевых компонентов. Личные встречи предоставляют исследователям и профессионалам отрасли возможность наладить диалог, обменяться идеями и наладить связи.Наличие форума для такого взаимодействия имеет решающее значение для продвижения и внедрения инновационных технологических решений, особенно оборудования для сетей. Для устойчивых и эффективных изменений требуется разнообразное и заинтересованное сообщество; Программа TRAC направлена ​​на стимулирование и развитие этого сообщества, которое охватывает различных заинтересованных сторон, от ученых-материаловедов и проектировщиков систем до производителей оборудования и инженеров-инженеров.

Обзор программы ПРОФ на 2019 год был проведен 13-14 августа 2019 года в Ноксвилле, штат Теннесси.

Информация, презентации и дополнительный контент из обзора программы 2019 доступны для загрузки ниже:

Презентации проектов:

Тема Презентации
Обзор программы и портфолио TRAC

Моделирование и анализ

  • Суман Дебнат, ORNL
    Моделирование методов и инструментов для анализа высокой степени проникновения силовой электроники в сети; Модели и методы HVdc — Расширение
  • Bjorn Vaagensmith, INL
    Оценка требований к конструкции сетевого оборудования для повышения отказоустойчивости ; Безотводный регулирующий силовой трансформатор (TAREX)
  • Paul Ohodnicki, NETL
    Разработка средств автоматизированного проектирования и оптимизации для высокочастотных магнитных компонентов и переход на открытые и высокопроизводительные вычислительные среды
Next-Gen Компоненты 1
Компоненты нового поколения 2
Зондирование и определение характеристик
  • Sigifredo Gonzalez, SNL
    Advanced Sensors Field Validation (MagSense)
  • GMLC SAW Sensor Field Validation
  • Paul Ohodnicki, NETL
    Разработка технологии оптоволоконных датчиков и полевые испытания для мониторинга состояния распределительных трансформаторов и других сетевых активов
  • Paul Ohodnicki, NETL
    Создание среднего напряжения ( MV) Система испытаний на потери в сердечнике (CLTS) и характеристика диэлектрических и изоляционных материалов среднего напряжения, соответствующих применению
Материалы и производство

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.