25. Многообмоточные трансформаторы.

Широко применяются в радиотехнике.

Распространена схема: одна первичная и несколько вторичных обмоток (первичная располагается между вторичными). По ГОСТу многообмоточные силовые трансформаторы выполняют на одну номинальную мощность.

[Схема многообмоточного трансформатора. Схема замещения.]

Уравнения магнитного и электрического состояния:

При изменении нагрузки в одной из вторичных обмоток изменяется напряжение на обоих обмотках (взаимное влияние вторичных обмоток).

По ГОСТу: Y_n/Y_n/-0-11 и Y_n//-11-11.

26. Автотрансформатор.

Автотрансформатор – трансформатор, у которого часть обмотки принадлежит первичной и вторичной системам, то есть кроме магнитной связи присутствует и электрическая.

Бывают однофазными и трёхфазными, повышающими и понижающими.

[Схема понижающего однофазного автотрансформатора.]

Различают 3 вида мощностей:

1. Проходная

2. Расчётная (или типовая), которая передаётся посредством магнитного поля и определяет вес и габариты автотрансформатора

3. Электрическая, которая передаётся посредством электрической связи

/.../

[Графики S_расч/S_пр(k) и S_эл/S_пр(k).]

Достоинство: малый вес и габариты (доля мощности приходится на электрическую связь)

Недостатки:

1. При КЗ вторичной обмотки в первичной обмотке протекает большой ток.

2. При КЗ части обмотки A-a нагрузка подвергается высокому напряжению, такому же как и высоковольтная хорошо изолированная от земли обмотка AX.

Применение мощных силовых автотрансформаторов:

1. Для связи ЛЭП 110, 220, 330 и 500 кВ.

2. Для пуска асинхронных и синхронных двигателей большой мощности, для которых требуется большой толчок тока.

27. Измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Служат для подключения измерительных приборов к высоковольтным силовым цепям. Кроме того, измерительные трансформаторы позволяют расширить пределы измерения.

1) [Схема понижающего измерительного трансформатора напряжения с заземлением вторичной обмотки.]

Этот трансформатор работает практически на ХХ.

Относительная погрешность измерения (при номинальном напряжении равна классу трансформатора):

Угловая погрешность _u: [на векторной диаграмме между U₁ и -U₂]

2) [Схема повышающего измерительного трансформатора тока с заземлением вторичной обмотки.]

Первичная обмотка – шина или провод, проходящий через окно магнитопровода.

Относительная погрешность измерения (при номинальном токе равна классу трансформатора):

Угловая погрешность _i: [на векторной диаграмме между I₁ и -I₂]

Способы понижения погрешности:

1. Сопротивления обмоток минимальны

2. Магнитопровод таков, что исключается насыщение магнитной цепи

3. Не подключается более одного измерительного прибора

28. Трансформаторы для питания вентильных преобразователей.

Особенность цепей с вентилями – неодновременная загрузка фаз, связанная с поочерёдным отпиранием/запиранием вентилей.

Неблагоприятные последствия:

1. Наличие в первичных и вторичных токах значительных высших гармоник

2. Дополнительное намагничивание при некоторых схемах выпрямления

1) [Трёхфазная схема выпрямления со средней точкой (трансформатор Y/Y_n). u, i_d, i_da(t).]

U_d = 1,17∙U_2ф

В этой схеме нарушается равновесие МДС в фазах первичной и вторичной обмоток, расположенных на общем стержне магнитопровода, что приводит к дополнительному подмагничиванию магнитной системы.

Законы Кирхгофа для магнитной и электрической цепей в момент времени, когда открыт вентиль фазы a (i_a = i_d; i_b = i_c = 0):

Решение:

Отсюда, в каждом стержне действует нескомпенсированная МДС , которая создаёт дополнительный поток вынужденного подмагничивания в каждой фазе.

Для исключения насыщения магнитной системы необходимо увеличить поперечную площадь магнитопровода  возрастают весогабаритные показатели.

Схему применяют для преобразования небольшой мощности (станок и т.д.).

2) [Трёхфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова). u, i_d, i_da(t).]

Две группы вентилей – с общим анодом (ОА) и с общим катодом (ОК).

В любой момент времени пропускают ток только два вентиля (один с ОА, другой с ОК). В группе с ОК пропускает тот вентиль, потенциал анода у которого выше, а в группе с ОА – у которого потенциал катода ниже.

U_d = 2,34∙U_2ф

Так как в каждой фазе за период ток протекает дважды, то потока вынужденного подмагничивания в сердечнике нет.