Типы трансформаторов: Трансформаторы, их виды и применения.

Типы трансформаторов и их параметры | Электрическая часть электростанций | Архивы

Страница 13 из 111

На электрических станциях и подстанциях устанавливаются повышающие и понижающие трансформаторы для питания потребителей и для связи с энергосистемой.
Ввиду того что в сетях энергосистем существует несколько ступеней трансформации, число трансформаторов и их мощность в несколько раз превосходят число и установленную мощность

Номинальная мощность, кВ. А	Высшее напряжение, кВ не более	Доля в общем парке, % по числу	по мощности	Средняя мощность. кВ. А
1800 и ниже	10	95,0	35,0	340
2500—7500	110	4,1	23,0	4900
10 000—90 000	330	0,8	27,0	25 000
Свыше 90 000	500	0,1	15,0	100 000

генераторов. В настоящее время на каждый установленный киловатт генераторной мощности приходится 7—8 кВ-А трансформаторной мощности. В ближайшие годы этот удельный показатель возрастет до 9—10 кВ-А/кВт в связи со все расширяющимися масштабами электрификации нашей страны, ростом сетей и увеличением числа ступеней трансформации.
Единичные мощности и напряжение трансформаторов непрерывно повышаются. Уже выпущены трехфазные трансформаторы 1000 MB — А для работы в блоке 800 МВт и ведется подготовка к изготовлению трансформаторов еще больших мощностей. Максимальная мощность группы однофазных трансформаторов 500 кВ равна 1,6 ГВ-А, а напряжением 750 кВ — 1,25 ГВ — А. Осваиваются трансформаторы напряжением 1150 кВ.

В табл. 1-13 приведены данные, характеризующие трансформаторный парк нашей страны (на 1.1.1969 г.). Как видно из таблицы, 99 % всех трансформаторов имеют относительно небольшие мощности и напряжение до 110 кВ.
Число трансформаторов, установленных на электростанциях, сравнительно невелико, однако они оказывают существенное влияние на работу энергосистемы.
В энергетических системах преимущественно применяются двух- и трехобмоточные трехфазные трансформаторы *. Трехобмоточные трансформаторы устанавливаются в тех случаях, когда на электростанции (подстанции) питание потребителей и выдача мощности производится на двух напряжениях: среднем и высоком (СН и ВН) или среднем и низком (СН и НН). Установка трехобмоточных трансформаторов взамен двух двухобмоточных экономит площади, материалы и капитальные вложения, а также сокращает потерн энергии при эксплуатации. Два двухобмоточных трансформатора в таких случаях устанавливают только при отсутствии перспективы развития нагрузки на втором напряжении и при общем ее значении, меньшем 10—15 % мощности трансформатора.

* На отдельных крупных подстанциях иногда применяются нестандартные четырехобмоточные трансформаторы, изготавливаемые по специальному заказу.

По экономическим причинам также предпочтительна установка трехфазных трансформаторов. Их стоимость, расход активных материалов (меди и стали) на 20—25 %, а потери энергии при эксплуатации на 12—15% меньше, чем в группе однофазных трансформаторов равной мощности.
В некоторых случаях обмотка одного и того же напряжения двухобмоточного трансформатора состоит из двух или нескольких параллельных, изолированных друг от друга ветвей. Эти трансформаторы с так называемыми расщепленными обмотками применяют для укрупнения блоков мощных ТЭС или ГЭС, когда с целью упрощения главной схемы и уменьшения токов короткого замыкания к одному трансформатору присоединяют несколько генераторов, а также на понижающих подстанциях и в схемах собственных нужд электростанций для уменьшения токов короткого замыкания и облегчения шин и аппаратуры.

На современных крупных электростанциях часто применяют для связи двух высших напряжений автотрансформаторы, обладающие существенными технико-экономическими преимуществами по сравнению с обычными трансформаторами. Их стоимость, расход активных материалов (меди и стали) и потери энергии при эксплуатации значительно ниже, чем у обычных трансформаторов с той же номинальной мощностью. Предельная мощность автотрансформаторов тоже может быть значительно больше, чем у обычных, так как их масса и габариты меньше. К числу недостатков автотрансформаторов относят некоторое усложнение релейной защиты и регулирования напряжения из-за наличия в них не только электромагнитной, но и гальванической связи между обмотками разных напряжений, а также необходимость глухого заземления нейтрали, что приводит к увеличению токов к. з., и большую опасность атмосферных перенапряжений из-за электрической связи обмоток ВН и СН. В настоящее время у нас в стране выпускаются только трехобмоточные автотрансформаторы, причем автотрансформаторная связь осуществлена в них между обмотками ВН и СН, а третья обмотка (НН) связана с ними только электромагнитно. Третья обмотка предназначается для компенсации токов третьей гармоники и используется для питания потребителей, присоединения синхронного компенсатора или даже генератора. Минимальная мощность трехобмоточных автотрансформаторов 220, 330 и 500 кВ равна соответственно 32; 63 и 125 MB-А.
К основным параметрам трансформатора принадлежат полная мощность, частота, напряжение, ток, потерн активной и реактивной мощности, к. п. д. Если эти параметры относятся к условиям, установленным ГОСТ, они называются номинальными. Номинальными называются условия, при которых высота установки трансформатора над уровнем моря не превосходит 1000 м, температура воды при входе в маслоохладитель не выше +25 °С, естественно изменяющаяся температура охлаждающего воздуха не более +40 °С при среднесуточной температуре не более+30 °С и среднегодовой не более +20 °С; температура окружающего воздуха не ниже —45 °С.

Полная мощность S, кВ-А, трехфазного двухобмоточного трансформатора выражается формулой:

(1-78)
В трехобмоточных трансформаторах номинальной называют мощность наиболее мощной обмотки.

В автотрансформаторах номинальной называется полная мощность, передаваемая автотрансформатором из первичной сети во вторичную. Эта мощность называется также проходной. Она складывается из электрической мощности, передаваемой из первичной обмотки во вторичную без трансформации посредством электрической связи между ними, и так называемой трансформаторной мощности  передаваемой во вторичную обмотку электромагнитным путем, как в обычных трансформаторах (рис. 1-51):

(1-79)
Трансформаторная мощность (в кВ-А) в номинальном режиме автотрансформатора называется типовой мощностью STIin, так как габариты и масса автотрансформатора с номинальной проходной мощностью 5Н соответствуют габаритам и массе обычного двухобмоточного трансформатора с мощностью STP, помещенной в шкале типовых мощностей трансформаторов по ГОСТ 9680—77Е (в киловольтамперах) и составляющей лишь часть полной мощности S (табл. 1-14).
Отношение типовой мощности к полной номинальной называют коэффициентом выгодности квыг, так как из выражения для этого коэффициента видно, что применение автотрансформатора тем выгоднее, чем ближе UBH к UCH и, следовательно, чем меньше
Таблица 1-14

10		16		25	…	40		63
100	—	160	—	250	—	400		630
1000	—	1600	—	2500	—	4000		6300
10 000	—	16 000	—	25 000	—	40 000		63 000
100 000	125 000	160 000	200 000	250 000	320 000	400 000	500 000	630 000	800 000
1 000 000			~				—		—

габариты автотрансформатора по сравнению с обычным трансформатором той же номинальной мощности:
(1-80)
где knc — коэффициент трансформации; £выг — коэффициент типовой мощности, или коэффициент выгодности.
Номинальная мощность однофазных трансформаторов и автотрансформаторов, предназначенных для работы в трехфазных группах, должна составлять 113 номинальных мощностей, приведенных в табл. 1-14.
В эксплуатации находится большое число трансформаторов, мощности которых соответствуют прежнему ГОСТ 401—41 (теперь см. ГОСТ 401—83) и не совпадают со шкалой табл. 1-14 (50, 180, 320, 560, 750 кВ-А, 1,8 MB-А и т. д.).

Номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора соответствуют напряжениям холостого хода. При работе под нагрузкой с напряжением первичной обмотки, равным номинальному, напряжение вторичной обмотки будет меньше на потери напряжения в трансформаторе.
Коэффициент трансформации трансформатора определяется отношением номинальных напряжений первичной и вторичной обмоток. В трехобмоточных трансформаторах коэффициент трансформации определяется для каждой пары обмоток: ВН и НН; ВН и СН; СН и НН.
Номинальными токами трансформатора являются токи, соответствующие работе трансформатора с номинальными мощностями и напряжением.
Напряжение короткого замыкания ик характеризует полное сопротивление трансформатора z и обычно выражается в процентах номинального напряжения:
(1-81)
Так как реактивное сопротивление трансформатора значительно выше активного, то приближенно считают
(1-82)
Напряжение короткого замыкания ик зависит от мощности и напряжения трансформаторов и изменяется в широких пределах: от 4,5—5,5 % у трансформаторов малой мощности 10— 35 кВ до 12—14 % у трансформаторов большой мощности 220— 500 кВ.
Ток холостого хода /х. х также является важной характеристикой трансформатора, по его номинальному значению можно судить о затратах реактивной мощности на намагничивание. Обычно ток холостого хода задается в процентах номинального тока трансформатора. Относительное его значение падает с увеличением мощности и напряжения: у трансформаторов 10— 35 кВ ток /х х равен 2,0—2,5 %, а у трансформаторов 220— 500 кВ /х. х = 0,5-i-0,3 %.
Не менее важными являются показатели экономичности работы трансформатора. Так как к. п. д. трансформатора зависит от нагрузки, принято характеризовать его экономичность раздельно постоянными потерями (потери в стали) Ах и потерями в меди при полной нагрузке АРк. 3. В заводских каталогах и в ГОСТ потери указываются непосредственно в киловаттах. Относительное их значение зависит от мощности трансформатора и уменьшается с увеличением этого показателя. Отнесенные к номинальной мощности потери в стали (постоянные потери) колеблются от 0,36 % в трансформаторах 100 кВ-А до 0,08 % в трансформаторах 630 MB-А. Соответственно данные для нагрузочных потерь Аз — это 2 и 0,21 % (уменьшение в 10 раз). Заметим, что как ни малы эти относительные значения, абсолютные потери в трансформаторах в масштабе страны очень велики. Так, в 1975 г. потери в стали трансформаторов составили примерно 3,3 %, а в меди обмоток — примерно 3,7 % энергии, выработанной всеми электростанциями страны, т. е. около 70 ТВт-ч, что равно годовой выработке трех таких станций, как Красноярская ГЭС.

• Назад
• Вперед

Виды трансформаторов.

Где и для чего применяются?

Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня поговорим про виды трансформаторов, рассмотрим их общее устройство и принцип работы, узнаем где применяются. И так…

В энергетике и электротехнике постоянно требуется преобразование тока из одного состояния в другое. В этих процессах активно участвуют различные виды трансформаторов, представляющие собой электромагнитные статические устройства, без каких-либо подвижных частей. В основе их действия лежит электромагнитная индукция, посредством которой переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. При этом частота остается неизменной, а потери мощности совсем незначительные.

Общее устройство и принцип работы

Каждый трансформатор оборудуется двумя или более обмотками, индуктивно связанными между собой. Они могут быть проволочными или ленточными, покрытыми изоляционным слоем. Обмотки наматываются на сердечник, он же магнитопровод, выполненный из мягких ферромагнитных материалов. При наличии одной обмотки, такое устройство называется автотрансформатором.

Принцип действия трансформатора довольно простой и понятный. На первичную обмотку устройства подается переменное напряжение, что приводит к течению в ней переменного тока. Этот переменный ток, в свою очередь, вызывает создание в магнитопроводе переменного магнитного потока. Под его воздействием в первичной и вторичной обмотках происходит наведение переменной электродвижущей силы (ЭДС). Когда вторичная обмотка замыкается на нагрузку, по ней также начинает течь переменный ток. Этот ток во вторичной системе отличается собственными параметрами. У него индивидуальные показатели тока и напряжения, количество фаз, частота и форма кривой напряжения.

В конструкцию простейшего силового трансформатора входит магнитопровод, изготавливаемый из ферромагнитных материалов, преимущественно из листовой электротехнической стали. На стержнях магнитопровода – сердечника располагаются первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка соединяется с источником переменного тока, а вторичная подключается к потребителю.

 

Типы трансформаторов

В соответствии со своими параметрами и характеристиками, все виды трансформаторов разделяются:

• По количеству фаз могут быть одно- или трехфазными
• В соответствии с числом обмоток, трансформаторы бывают двух- или трехобмоточными, а также двух- или трехобмоточными с расщепленной обмоткой
• По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н)
• По видам охлаждения – с естественным масляным охлаждением (М), с масляным охлаждением и воздушным дутьем (Д), принудительная циркуляция масляного охлаждения (Ц), сухие трансформаторы с воздушным охлаждением (С). Кроме того, существуют устройства без расширителей, для защиты которых используется азотная подушка.

Среди многообразных трансформаторных устройств чаще всего встречаются трансформаторы:

• силовые
• измерительные
• специальные

Силовые трансформаторы

Термином «силовой» определяют назначение, связанное с преобразованием высоких мощностей. Вызвано это тем, что большинство бытовых и производственных потребителей электрических сетей нуждаются в питании напряжением 380/220 вольт. Однако доставка его на большие расстояния связана с огромными потерями энергии, которые снижаются за счет использования высоковольтных линий.

Воздушные ЛЭП высокого напряжения соединяют в единую сеть подстанции с силовыми трансформаторами соответствующего класса.

   Силовой трансформатор 110 кВ

А по другим линиям напряжение 6 или 10 кВ подводится к силовым трансформаторам, обеспечивающих питанием 380/220 вольт жилые комплексы и производственные предприятия.

   Силовой мачтовый трансформатор 10 на 0,4 кВ

Измерительные трансформаторы

В этом классе работают два вида устройств, обеспечивающих в целях измерения параметров сети преобразования:

1. тока
2. напряжения

Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики периодически подвергают поверке на правильность измерения как величин, так и углов отклонения векторов тока и напряжения.

Трансформаторы тока

Главная особенность их устройства заключается в том, что они постоянно эксплуатируются в режиме короткого замыкания. У них вторичная обмотка полностью закорочена на маленькое сопротивление, а остальная конструкция приспособлена для такой работы.

Чтобы исключить аварийный режим входная мощность ограничивается специальным устройством первичной обмотки: в ней создается всего один виток, который не может создать при протекании по нему тока большого падения напряжения на обмотке и, соответственно, передать в магнитопровод высокую мощность.

Этот виток врезается непосредственно в силовую цепь, обеспечивая его последовательное подключение. У отдельных конструкций просто создается сквозное отверстие в сердечнике, через которое пропускают провод с первичным током.

Нагрузку вторичных цепей трансформатора тока, находящегося под напряжением, нельзя разрывать. Все провода и соединительные клеммы по этой причине изготавливаются с повышенной механической прочностью. В противном случае на разорванных концах сразу возникает высоковольтное напряжение, способное повредить вторичные цепи.

Благодаря работе трансформаторов тока создается возможность обеспечения постоянного контроля и анализа нагрузок, протекающих в электрической системе. Особенно это актуально на высоковольтном оборудовании.

   Измерительные трансформаторы тока 110 кВ

Номинальные значения вторичных токов измерительных трансформаторов энергетики принимают в 5 ампер для оборудования до 110 кВ включительно и 1 А — выше.

Широкое применение трансформаторы тока нашли в измерительных приборах. За счет использования конструкции раздвижного магнитопровода удается быстро выполнять различные замеры без разрыва электрической цепи, что необходимо делать при использовании обычных амперметров.

Токовые клещи с раздвижным магнитопроводом трансформатора тока позволяют обхватить любой проводник с напряжением и замерить величину и угол вектора тока.

Трансформаторы напряжения

Отличительная особенность этих конструкций заключается в том, что они работают в режиме, близком к состоянию холостого хода, когда величина их выходной нагрузки невысокая. Они подключается к той системе напряжений, величина которой будет измеряться.

   Измерительный трансформатор напряжения 110 кВ

Измерительные трансформаторы напряжения обеспечивают гальваническую развязку оборудования первичных и вторичных цепей, работают в каждой фазе высоковольтного оборудования.

Из них создают целые комплексы систем измерения, позволяющие фильтровать и выделять различные составляющие векторов напряжения, учет которых необходим для точной работы защит, блокировок, систем сигнализации.

За счет работы трансформаторов тока и напряжения снимают вектора вторичных величин, пропорциональные первичным в реальном масштабе времени. Это позволяет не только создавать цепи измерения и защит по току и напряжению, но и за счет математических преобразований векторов анализировать состояние мощностей и сопротивлений в действующей электрической системе.

Специальные виды трансформаторов

К этой группе относят:

• разделительные
• согласующие
• высокочастотные
• сварочные и другого типа трансформаторные устройства, созданные для выполнения специальных электрических задач

Разделительные трансформаторы

Размещение двух обмоток совершенно одинаковой конструкции на общем магнитопроводе позволяет из 220 вольт 50 герц на входе получать такое же напряжение на выходе.

Напрашивается вопрос: зачем делать такое преобразование? Ответ прост: в целях обеспечения электрической безопасности.

   Разделительный трансформатор с системой контроля изоляции, тока нагрузки, температуры трансформатора

При пробое изоляционного слоя провода первичной схемы, на корпусе прибора появляется опасный потенциал, который по случайно сформированной цепи через землю способен поразить человека электрическим током, нанести ему электротравму.

Гальваническое разделение схемы позволяет оптимально использовать питание электрооборудования и в то же время исключает получение травм при пробоях изоляции вторичной схемы на корпус.

Поэтому разделительные трансформаторы широко используются там, где проведение работ с электроинструментом требует принятия дополнительных мер безопасности. Также они широко используются в медицинском оборудовании, допускающем непосредственный контакт с телом человека.

Высокочастотные трансформаторы

Отличаются от обычных материалом магнитопровода, который способен, в отличие от обычного трансформаторного железа, хорошо, без искажений передавать высокочастотные сигналы.

Используется в электротермии, в частности при индукционном нагреве в электротермических установках для высокочастотной сварки металлов, плавки, пайки, закалки и т.д.

Согласующие трансформаторы

Основное назначение — согласование сопротивлений разных частей в электронных схемах. Согласующие трансформаторы нашли широкое применение в антенных устройствах и конструкциях усилителей на электронных лампах звуковых частот.

Сварочные трансформаторы

Первичная обмотка создается с большим число витков, позволяющих нормально обрабатывать электрическую энергию с входным напряжением 220 или 380 вольт. Во вторичной обмотке число витков значительно меньше, а ток протекающий по ним высокий. Он может достигать тысяч ампер.

Поэтому толщина провода этой цепи выбирается повышенного поперечного сечения. Для управления сварочным током существует много различных способов.

Сварочные трансформаторы массово работают в промышленных установках и пользуются популярностью у любителей изготавливать различные самоделки своими руками.

Рассмотренные виды трансформаторов являются наиболее распространёнными. В электрических схемах работают и другие подобные устройства, выполняющие специальные задачи технологических процессов.

 

Смотрите также по теме:

   Трансформатор Тесла (Tesla coil). Делаем своими руками.

   Принцип работы трансформатора. Устройство и режимы работы.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

13 Различные типы трансформаторов

Возможно, вы сознательно или неосознанно сталкивались с различными типами трансформаторов в своей повседневной жизни. В этой статье показаны различные типы трансформаторов. Прежде чем приступить к классификации, кратко расскажем об основном принципе работы трансформаторов.

Трансформаторы — это устройства, используемые для передачи энергии между двумя цепями переменного тока. Он работает по закону электромагнитной индукции Фарадея. Во всех трансформаторах, кроме автотрансформаторов, электрическая мощность передается от одной цепи к другой за счет создаваемого общего магнитного поля.

При подаче переменного тока на вход трансформатора создается магнитное поле. Из-за синусоидального характера источника переменного тока создаваемое магнитное поле должно меняться. Когда это переменное магнитное поле пересекает катушку на выходной стороне трансформатора, в ней индуцируется ЭДС. Нажмите, чтобы узнать больше о принципе работы электрического трансформатора. В этой статье кратко описаны различные типы трансформаторов.

Типы трансформаторов

Трансформаторы можно классифицировать по нескольким признакам. В этой статье мы классифицировали их в зависимости от их применения. Ниже приведены различные типы трансформаторов .

Помимо типов трансформаторов, упомянутых выше, существуют различные другие типы трансформаторов, такие как радиочастотные трансформаторы, звуковые трансформаторы, полупроводниковые трансформаторы и т. д., которые не рассматриваются в этом разделе.

Силовой трансформатор s

Трансформаторы, которые используются на генерирующих станциях для повышения вырабатываемого напряжения, обычно называются силовыми трансформаторами. Эти трансформаторы обычно имеют номинальную мощность выше 500 кВА и находятся между генератором и распределительными цепями. Эти трансформаторы также известны как повышающие трансформаторы. Их конструкция зависит от рейтинга и места установки. Для наружного использования они обычно масляные, тогда как для силовых трансформаторов, предназначенных для использования внутри помещений, в основном используются сухие трансформаторы.

В зависимости от номинальной мощности кВА силовые трансформаторы подразделяются на маломощные: от 500 до 7500 кВА, средней мощности: от 7500 кВА до 100 МВА и большие силовые трансформаторы: свыше 100 МВА. Трансформаторы средней и большой мощности оснащены дополнительными устройствами для охлаждения, устройствами переключения ответвлений и реле Бухгольца для защиты от внутренних повреждений. Кроме того, на всех силовых трансформаторах имеется маслорасширительный бак. Приведенное выше изображение силового трансформатора наружного типа может быть вам знакомо.

Распределительный трансформатор s

Распределительные трансформаторы выполняют ту же работу по доставке электроэнергии потребителям при требуемом уровне напряжения. Трансформаторы этого типа являются понижающими трансформаторами, что означает, что их функция заключается в снижении подаваемого напряжения до более низких уровней, чтобы удовлетворить требования потребителей или центров нагрузки. Несмотря на то, что промышленные стандарты ограничивают мощность распределительных трансформаторов до 500 кВА, производятся и более высокие мощности.

Конструктивные особенности этих трансформаторов аналогичны силовым трансформаторам, но иногда отсутствуют реле Бухгольца, маслорасширитель и охлаждающие устройства. Распределительные трансформаторы доступны как в однофазном, так и в трехфазном исполнении.

Измерительные трансформаторы используются для обеспечения изоляции между цепями высокого напряжения или сильного тока и измерительными, а также защитными устройствами. Измерительные трансформаторы подразделяются на Трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения (PT) и трансформаторы тока (CT).

Различия между трансформатором напряжения и трансформатором тока.

Трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения

Трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения используются для понижения напряжения системы до более низких уровней, чтобы можно было подключить измерительный прибор. Их нельзя использовать для подачи необработанной мощности на нагрузку. Они используются с вольтметром, ваттметром, измерителем коэффициента мощности, частотомером, синхроноскопами, цепями отключения автоматического выключателя и т. Д. Первичная сторона трансформатора подключена к цепи высокого напряжения, а прибор или другие цепи подключены к вторичной обмотке. Любое количество приборов может быть подключено к вторичной обмотке до тех пор, пока общий импеданс не превысит номинальную нагрузку ПТ.

 Трансформатор тока

Как и трансформаторы напряжения, трансформаторы тока или ТТ используются для изоляции измерительных и сенсорных устройств от сильноточных цепей. Первичная часть ТТ подключается последовательно в контролируемой цепи, а цепи защиты и измерительные устройства подключаются к его вторичной обмотке. Физические аспекты и соединения могут варьироваться от одного трансформатора тока к другому в зависимости от его типа.

Трансформаторы тока в основном делятся на два типа: ТТ стержневого типа и ТТ кольцевого типа в зависимости от их конструкции. Как указано выше, ТТ стержневого типа пропускает полный ток через свою первичную обмотку, тогда как ТТ кольцевого типа устанавливаются над токоведущими проводниками.

Трансформатор сухого типа

Трансформатор сухого типа – это трансформатор, обмотки которого не содержат жидкую среду. Изолирующей средой, окружающей обмотку, является газ или сухой компаунд. По сравнению с масляными трансформаторы сухие легче и негорючие. Обмотки покрыты смолой или лаком для защиты от неблагоприятных условий окружающей среды. Они подходят как для внутреннего, так и для наружного применения, но рекомендуются только для сухих условий окружающей среды. Некоторые из них также оборудованы принудительным охлаждением. Они рассчитаны на мощность до 30 МВА или 30000 кВА. Для их установки требуется гораздо меньше места, чем для масляных трансформаторов.

Трансформаторы масляные

Все силовые и распределительные трансформаторы, кроме сухих, являются масляными трансформаторами. Как обсуждалось ранее, сердечник и обмотки этих трансформаторов полностью погружены в масло. Трансформаторное масло обеспечивает лучшую изоляцию и охлаждает сердечник и обмотку.

Изолирующий трансформатор

Изолирующий трансформатор — это тип трансформатора, используемый для изоляции устройства или цепи от источника питания. Он обеспечивает гальваническую развязку устройства. Он имеет соотношение витков 1:1, что означает, что первичная и вторичная обмотки изолирующего трансформатора содержат одинаковое количество обмоток. Он способен уменьшать постоянную составляющую сигнала от одной цепи к другой. Этот тип трансформаторов можно найти в источниках питания постоянного тока и цепях связи.

Трансформатор постоянного напряжения

Трансформаторы постоянного напряжения или CVT в основном используются в качестве шумоподавляющего устройства. Это выходной трансформатор постоянного напряжения, что означает, что большие изменения входного напряжения приводят к очень небольшим изменениям выходного напряжения. Эти трансформаторы основаны на насыщении ферромагнитным материалом и феррорезонансе. Бесступенчатые вариаторы способны снижать провалы напряжения и широко используются в источниках питания постоянного тока, контакторах, реле, электромагнитных клапанах, импульсных источниках питания и схемах ПЛК (программируемый логический контроллер). Возможность регулирования выходного напряжения трансформатора постоянного напряжения определяется пусковым и установившимся рабочими токами подключенной нагрузки. Вариаторы работают на низком напряжении (макс. 260 В) и доступны до номинала 1500 ВА.

Фазосдвигающий трансформатор s

Фазосдвигающие трансформаторы (PST) используются для повышения эффективности передачи мощности в сетях переменного тока. PST создает фазовый сдвиг между первичной и вторичной сторонами. Этот фазовый сдвиг влияет на протекание тока по цепи. Он также известен как квадратурный усилитель. Квадратурный усилитель состоит из двух отдельных трансформаторов. Один из них подключается последовательно к основной цепи, а другой – поперек фаз. Затем выход шунтирующего трансформатора подается на вход последовательного трансформатора. Величину напряжения и фазовый сдвиг можно регулировать, меняя отводы на вторичной обмотке шунтирующего трансформатора.

Ступенчатые регуляторы напряжения

Поддержание уровня напряжения в допустимых пределах необходимо для поддержания качества электроэнергии. Ступенчатый регулятор напряжения является одним из таких устройств, которое удерживает величину напряжения в определенных пределах. Он состоит из автотрансформатора, переключателя ответвлений и схемы управления для автоматического переключения ответвлений. Ступенчатые регуляторы могут использоваться в однофазной, трехфазной или любой одной фазе трехфазной системы, соединенной звездой или треугольником.

Автотрансформатор s

Автотрансформатор представляет собой однообмоточный трансформатор. Он состоит из одной обмотки, которая действует как первичная обмотка и вторичная обмотка. Передача энергии между первичной и вторичной сторонами автотрансформатора происходит в основном за счет проводимости, а небольшое количество энергии передается за счет индукции. Их преимущество перед двухобмоточными трансформаторами заключается в том, что при той же номинальной мощности автотрансформаторам требуется меньшее количество медных проводников для обмоток. Кроме того, он имеет меньшие потери и более высокий КПД, чем обычные трансформаторы.

Автотрансформаторы широко используются в качестве пускателей двигателей переменного тока и в лабораториях для непрерывного изменения напряжения. Они доступны для однофазных и трехфазных цепей. Трехфазные трансформаторы имеют по три отдельные обмотки на каждую фазу. Автотрансформаторы коммерчески известны как вариаторы и доступны до 2 МВА.

Заземляющий трансформатор s

В распределительном трансформаторе со вторичной обмоткой, соединенной треугольником, или незаземленной вторичной обмоткой по схеме звезда, заземляющий трансформатор используется для обеспечения пути заземления или нейтрали. Это может помочь уменьшить скачки напряжения при повторных замыканиях на землю. Зигзагообразные трансформаторы также можно использовать для заземления.

Подробнее о заземляющих трансформаторах: Заземляющий трансформатор или заземляющий трансформатор

Тороидальный трансформатор

Это небольшие трансформаторы, устанавливаемые внутри электронных плат, особенно в блоках питания, усилителях, телевизорах, радиоприемниках, инверторах и т. д. Они изготавливается путем намотки проволоки на кольцевые ферромагнитные сердечники.

Типы трансформаторов не ограничиваются указанными выше. Есть несколько других типов трансформаторов, которые производятся для конкретного применения.

Типы трансформаторов — различные типы трансформаторов

Существуют различные типы трансформаторов , используемые в электроэнергетической системе для различных целей, таких как генерация, распределение, передача и использование электроэнергии.

Существуют различные типы трансформаторов: повышающий и понижающий трансформатор, силовой трансформатор, распределительный трансформатор, измерительный трансформатор, включающий трансформатор тока и трансформатор напряжения, однофазный и трехфазный трансформатор, автотрансформатор и т. д.

В комплекте:

• Повышающий и понижающий трансформатор
• Силовой трансформатор
• Распределительный трансформатор
• Применение распределительного трансформатора
• Приборный трансформатор
• Трансформатор тока
• Трансформатор напряжения
• Однофазный трансформатор
• Трехфазный трансформатор

Различные типы трансформаторов

Различные типы трансформаторов, показанные на рисунке выше, подробно объясняются ниже.

Повышающий и понижающий трансформатор

Этот тип трансформатора классифицируется на основе количества витков в первичной и вторичной обмотках и ЭДС индукции.

Повышающий трансформатор преобразует переменный ток низкого напряжения и сильного тока в систему переменного тока высокого напряжения и слабого тока. В этом типе трансформатора число витков вторичной обмотки больше числа витков первичной обмотки. Если (V ₂ > V ₁ ) напряжение на выходе повышается и называется повышающим трансформатором

Понижающий трансформатор преобразует высокое первичное напряжение, связанное с малым током, в низкое напряжение и большой ток. В этом типе трансформатора количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Если (V ₂ < V ₁ ) уровень напряжения понижен на стороне выхода и известен как понижающий трансформатор

Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы используются в сетях передачи более высокого напряжения. Номинальные параметры силового трансформатора следующие: 400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ. В основном они рассчитаны на мощность выше 200 МВА. В основном устанавливаются на генерирующих станциях и передающих подстанциях. Они рассчитаны на максимальную эффективность 100%. Они больше по размеру по сравнению с распределительным трансформатором.

При очень высоком напряжении мощность не может быть передана потребителю напрямую, поэтому мощность понижается до нужного уровня с помощью понижающего силового трансформатора. Трансформатор загружен не полностью, поэтому потери в сердечнике имеют место в течение всего дня, а потери в меди основаны на цикле нагрузки распределительной сети.

Если силовой трансформатор подключен к сети передачи, колебания нагрузки будут очень незначительными, поскольку они не подключены напрямую к потребителю, но если он подключен к распределительной сети, колебания нагрузки будут.

Трансформатор находится под нагрузкой 24 часа на передающей станции, таким образом, потери в сердечнике и меди будут происходить в течение всего дня. Силовой трансформатор экономически эффективен, когда мощность вырабатывается при низком уровне напряжения. Если уровень напряжения повышен, то ток силового трансформатора уменьшается, что приводит к потерям I ² R, а также увеличивается регулирование напряжения.

Распределительный трансформатор

Этот тип трансформатора имеет более низкие номинальные значения, такие как 11 кВ, 6,6 кВ, 3,3 кВ, 440 В и 230 В. Они имеют номинальную мощность менее 200 МВА и используются в распределительной сети для обеспечения преобразования напряжения в энергосистеме. путем понижения уровня напряжения, при котором электрическая энергия распределяется и используется на стороне потребителя.

Первичная обмотка распределительного трансформатора намотана медным или алюминиевым проводом с эмалированным покрытием. Толстая лента из алюминия и меди используется для изготовления вторичной обмотки трансформатора, который представляет собой обмотку с высоким током и низким напряжением. Для изоляции используется пропитанная смолой бумага и масло.

Масло в трансформаторе используется для

• Охлаждение
• Изоляция обмоток
• Защита от влаги

Различные типы распределительных трансформаторов подразделяются на следующие категории и показаны на рисунке ниже

• Место установки
• Тип изоляции
• Характер поставки

Распределительный трансформатор менее 33 кВ используется в промышленности, а 440, 220 В используется в бытовых целях. Он меньше по размеру, прост в установке, имеет малые магнитные потери и не всегда нагружается полностью.

Поскольку он не работает на постоянную нагрузку в течение 24 часов, так как в дневное время его нагрузка максимальна, а в ночные часы он очень слабо загружен, то КПД зависит от цикла нагрузки и рассчитывается как All Day Efficiency. Распределительные трансформаторы рассчитаны на максимальный КПД от 60 до 70%

Использование распределительного трансформатора

• Используется на насосных станциях с уровнем напряжения ниже 33 кВ
• Источник питания для воздушных проводов железных дорог, электрифицированных переменным током
• В городских районах многие дома питаются от однофазного распределительного трансформатора, а в сельской местности может потребоваться один единственный трансформатор в зависимости от нагрузки.
• Несколько распределительных трансформаторов используются в промышленных и коммерческих зонах.
• Используется на ветряных электростанциях, где электроэнергия вырабатывается ветряными мельницами. Там он используется в качестве коллектора для подключения подстанций, удаленных от системы производства энергии ветра.

Измерительный трансформатор

Трансформатор тока

• Трансформатор тока используется для измерения, а также для защиты. Когда ток в цепи высок, чтобы подать его непосредственно на измерительный прибор, трансформатор тока используется для преобразования высокого тока в желаемое значение тока, требуемое в цепи.

Первичная обмотка трансформатора тока соединена последовательно с источником питания и различными измерительными приборами, такими как амперметр, вольтметр, ваттметр или катушка защитного реле. Они имеют точное соотношение токов и фазовых соотношений, чтобы обеспечить точное измерение счетчика на вторичной стороне. Термин соотношение имеет большое значение в КТ.

Например, если его соотношение равно 2000:5, это означает, что ТТ имеет выходной ток 5 ампер при входном токе 2000 ампер на первичной стороне. Точность трансформатора тока зависит от многих факторов, таких как нагрузка, нагрузка, температура, изменение фазы, номинал, насыщение и т. д.

В трансформаторе тока общий первичный ток представляет собой векторную сумму тока возбуждения и тока, равного обращению вторичного тока, умноженному на коэффициент трансформации.

, где,
I _P — Первичный ток
I _S — Вторичный или обратный ток
I ₀ — Ток возбуждения
K _T — Turn Ratio

K _T — Turn Ratio

K _T — Turn Ratio

K _T — Turn Ratio

9004 400444444144. также называется трансформатором напряжения. Первичная обмотка подключается к линии высокого напряжения, напряжение которой необходимо измерить, а все измерительные приборы и счетчики подключаются ко вторичной обмотке трансформатора.

Основной функцией преобразователя напряжения является понижение уровня напряжения до безопасного предела или значения. Первичная обмотка трансформатора напряжения заземляется или заземляется в целях безопасности.

Например, соотношение первичных и вторичных напряжений указано как 500:120, это означает, что выходное напряжение составляет 120 В, когда на первичную подается 500 В. Различные типы трансформаторов напряжения показаны ниже на рисунке

• Электромагнитный (трансформатор с проволочной обмоткой)
• Конденсатор (емкостной трансформатор напряжения CVT использует емкостной делитель напряжения)
• Оптические (работы с электрическими свойствами оптических материалов)

Погрешность напряжения в процентах определяется приведенным ниже уравнением

Однофазный трансформатор

Однофазный трансформатор представляет собой статическое устройство, работающее по принципу Фарадея, закон взаимной индукции. При постоянном уровне частоты и изменении уровня напряжения трансформатор передает мощность переменного тока из одной цепи в другую. В трансформаторе два типа обмоток. Обмотка, на которую подается питание переменного тока, называется первичной обмоткой, а во вторичной обмотке подключена нагрузка.

Трехфазный трансформатор

Если взять три однофазных трансформатора и соединить вместе их все три первичные обмотки, соединенные друг с другом как одну, а все три вторичные обмотки друг с другом, образуя одну вторичную обмотку, трансформатор Говорят, что он ведет себя как трехфазный трансформатор, что означает группу из трех однофазных трансформаторов, соединенных вместе, которые действуют как трехфазный трансформатор.

Трехфазное питание в основном используется для производства, передачи и распределения электроэнергии в промышленных целях. Менее затратно собрать три однофазных трансформатора для формирования трехфазного трансформатора, чем приобрести один единственный трехфазный трансформатор. Соединение трехфазного трансформатора может быть выполнено по типу «Звезда» (Wye) и «Треугольник» (Mesh).