- •Тема 1. Трансформаторы
- •1.1. Назначение и области применения трансформаторов
- •1.2. Устройство и конструкция трансформаторов
- •1.2.1. Устройство магнитопровода
- •1.2.2. Устройство обмоток
- •1.2.3. Охлаждение трансформаторов
- •1.2.4. Конструктивные части трансформаторов
- •1.3. Условные графические обозначения трансформаторов
- •1.4. Обозначения и паспортные данные трансформаторов
- •1.5. Номинальные величины трансформатора
- •1.6. Электромагнитные процессы в трансформаторе
- •1.6.1. Принцип действия трансформатора
- •1.6.2. Особенности трёхфазных трансформаторов
- •1.6.3. Приведенный трансформатор
- •1.6.4. Режим холостого хода трансформатора
- •1.6.5. Опыт короткого замыкания
- •Эксплуатационные характеристики трансформатора
- •1.7.1. Работа трансформатора под нагрузкой
- •Находим:
- •1.7.3. Внешняя характеристика трансформатора
- •1.7.4. Энергетическая диаграмма трансформатора и коэффициент полезного действия трансформатора
- •1.8. Регулирование напряжения трансформаторов
- •1.8.1. Принципы регулирования
- •1.8.2. Трансформаторы с переключением ответвлений без возбуждения
- •1.8.2. Трансформаторы с переключением напряжений без перерыва нагрузки
- •1.9. Параллельная работа трансформаторов
- •1.9.1. Условия включения трансформаторов на параллельную работу
- •1.9.1.1. Условие одинаковости групп соединения обмоток
- •1.9.1.2. Условие равенства коэффициентов трансформации
- •1.9.1.3. Параллельная работа трансформаторов с неодинаковыми напряжениями короткого замыкания
- •1.10. Явления, возникающие при намагничивании магнитопровода трансформатора
- •1.10.1. Однофазный трансформатор
- •1.10.2. Трехфазные трансформаторы
- •1.11. Автотрансформаторы
- •1.12. Многообмоточные трансформаторы
Тема 1. Трансформаторы
1.1. Назначение и области применения трансформаторов
Трансформатором называется электромагнитный статический аппарат, в котором переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток той же частоты, но другого напряжения.
Из определения следует, что основное назначение трансформаторов – изменять напряжение переменного тока. Можно выделить следующие области применения трансформаторов.
1. Для передачи и распределения электрической энергии. На электростанциях генераторы вырабатывают электрическую энергию при напряжениях 6-32 кВ. Чтобы уменьшить потери в проводах при передаче электроэнергии напряжение повышают. В настоящее время для этих целей применяют силовые трансформаторы с масляным охлаждением на напряжения 330, 500 и 750 кВ и мощностью до 1200–1600 МВА. Для линий напряжением 1150 кВ переменного тока выпускаются трансформаторные группы, состоящие из трех однофазных трансформаторов мощностью 667 МВА, а для линий 1800-2000 кВ переменного тока и 3000 кВ постоянного тока разработаны трансформаторы мощностью 1320 МВА на одну фазу. В городах и населенных пунктах, между промышленными предприятиями, а так же внутри промышленных предприятий электроэнергия передается по воздушным и кабельным линиям при напряжении 220, 110, 35, 20, 10 и 6 кВ поэтому во всех узлах распределительных сетей устанавливаются трансформаторы понижающие напряжение. Потребители электрической энергии работают в основном от тока напряжением 220, 380 и 660 В, для получения таких напряжений требуется ещё одна ступень понижающих трансформаторов. Следовательно электрическая энергия при передаче от электростанции к потребителю подвергается в трансформаторах многократному преобразованию (3-8 раз).
2. Для получения стандартных напряжений в вентильных преобразователях, используемых в линиях электропередачи постоянного тока. Применяемые для этих целей трансформаторы называют преобразовательными.
3. Для различных технологических целей: сварки – сварочные трансформаторы; питания электротермических установок – электропечные трансформаторы и др. Мощность таких трансформаторов достигает десятков тысяч киловольт-ампер при напряжении до 10 кВ.
4. Для питания различных цепей устройств вычислительной техники, радиотехники, телевизионной аппаратуры, устройств автоматики телемеханики. Трансформаторы, используемые в этих устройствах, обычно имеют малую мощность до единиц киловольт-ампер и невысокое напряжение. Предъявляемые к ним требования определяются спецификой использования.
5. Для включения электроизмерительных приборов в электрические цепи высокого напряжения или в цепи, по которым протекают большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения безопасности. Трансформаторы, применяемые для этих целей, называются измерительными.
Трансформаторы, предназначенные для преобразования электроэнергии в сетях энергосистем и потребителей, называют силовыми. Режимы их работы отличаются незначительными отклонениями первичного и вторичного напряжений от номинальных значений, частота преобразуемого напряжения постоянная и обычно равна 50 Гц.