Расчет мощности силовых трансформаторов

Трансформатор – элемент, использующийся для преобразования напряжений. Он входит в состав трансформаторной подстанции. Ее задача – передача электроэнергии от питающей линии (воздушной или кабельной) потребителям в объеме, достаточном для обеспечения всех режимов работы их электрооборудования.

Встраиваемая комплектная трансформаторная подстанция

В роли потребителей выступают жилые многоэтажные здания, поселки или деревни, заводы или отдельные их цеха. Подстанции, в зависимости от условий окружающей среды и экономических факторов, имеют различные конструкции: комплектные (в том числе киосковые, столбовые), встраиваемые, расположенные на открытом воздухе или в помещениях. Они могут располагаться в специально предназначенном для них здании или занимать отдельное помещение здания.

Выбор трансформаторов подразумевает определение его мощности и количества трансформаторов. От результатов зависят габариты и тип трансформаторных подстанций. При выборе учитываются факторы:

Критерий выбора	Определяемый параметр
Категория электроснабжения	Число трансформаторов
Перегрузочная способность	Мощность трансформаторов
Шкала стандартных мощностей
График распределения нагрузок по времени суток и дням недели
Режимов работы их соображений экономии

Выбор числа трансформаторов

Для трансформаторных подстанций используют схемы с одним или двумя трансформаторами. Распределительные устройства, в состав которых входит более 2 трансформаторов, встречаются только на предприятиях или электрических станциях, где применение небольшого их числа не соответствует условиям бесперебойности электроснабжения, условиям эксплуатации. Там экономически целесообразнее установить несколько трансформаторов сравнительно небольшой мощности, чем один или два мощных. Так проще проводить ремонт, дешевле обходится замена неисправного аппарата.

Устанавливают однотрансформаторные подстанции в случаях:

• электроснабжения потребителей III категории надежности;
• электроснабжения потребителей любых категорий, имеющих другие независимые линии питания и собственную автоматику резервирования, переключающую их на эти источники.

Но к однотрансформаторным подстанциям есть дополнительное требование. Потребители III категории по надежности электроснабжения, хоть и допускают питание от одного источника, но перерыв его ограничен временем в одни сутки. Это обязывает иметь эксплуатирующую организацию складской резерв трансформаторов для замены в случае аварийной ситуации. Расположение и конструкция подстанции не должны затруднять эту замену. При обслуживании группы однотрансформаторных подстанций мощности их трансформаторов, по возможности, выбираются одинаковыми, либо максимально сокращается количество вариантов мощностей. Это минимизирует количество оборудования, находящегося в резерве.

Киосковая подстанция

К потребителям третьей категории относятся:

• деревни и села;
• гаражные кооперативы;
• небольшие предприятия, остановка которых не приведет к массовому браку выпускаемой продукции, травмам, экологическому и экономическому ущербу, связанному с остановкой технологического процесса.

Схема питания потребителей III категории

Для потребителей, перерывы электроснабжения которых не допускаются или ограничиваются, применяют двухтрансформаторные подстанции.

Категория электроснабжения	Время возможного перерыва питания	Схема питания
I	Невозможно	Два независимых источника с АВР и собственный генератор
II	На время оперативного переключения питания	Два независимых источника
III	1 сутки	Один источник питания

Отличие в питании категорий I и II – в способе переключения питания. В первом случае оно происходит автоматически (схемой автоматического ввода резерва – АВР) и дополнительно имеется собственный независимый источник питания. Во втором – переключение осуществляется вручную. Но минимальное количество трансформаторов для питания таких объектов – не менее двух.

Схема питания потребителей II категории

В нормальном режиме работы каждый из двух трансформаторов питается по своей линии и снабжает электроэнергией половину потребителей подстанции. Эти потребители подключаются к шинам секции, питаемой трансформатором. Второй трансформатор питает вторую секцию шин, соединенную с первой секционным автоматом или рубильником.

В аварийном режиме трансформатор должен взять на себя нагрузку всей подстанции. Для этого включается секционный автоматический выключатель. Для потребителей первой категории его включает АВР, для второй включение производится вручную, для чего вместо автомата устанавливают рубильник

Поэтому мощность трансформаторов выбирается с учетом питания всей подстанции, а в нормальном режиме они недогружены. Экономически это нецелесообразно, поэтому, по возможности, усложняют схему электропитания. Имеющиеся потребители III категории в аварийном режиме отключают, что приводит к снижению требуемой мощности.

Выбор конструкции трансформатора

По способу охлаждения и изоляции обмоток трансформаторы выпускают:

• масляными;
• с синтетическими жидкостями;
• воздушными.

Масляный трансформатор

Наиболее распространенные – масляные трансформаторы. Их обмотки размещены в баках, заполненных маслом с повышенными изоляционными характеристиками (трансформаторное масло). Оно выполняет роль дополнительной изоляции между витками обмоток, обмотками разных фаз, разных напряжений и баком трансформатора. Циркулируя внутри бака, оно отводит тепло обмоток, выделяемое при работе. Для лучшего теплоотвода к корпусу трансформатора привариваются трубы дугообразной формы, позволяющие маслу циркулировать вне бака и охлаждаться за счет окружающего воздуха. Мощные масляные трансформаторы комплектуются вентиляторами, обдувающими элементы, в которых происходит охлаждение.

Недостаток масляных трансформаторов – риск возникновения пожара при внутренних повреждениях. Поэтому их можно устанавливать только в подстанциях, расположенных отдельно от зданий и сооружений.

Трансформатор с воздушным охлаждением (сухой)

При необходимости установить распределительное устройство с трансформатором поближе к нагрузке или во взрыво- или пожароопасных цехах, используются трансформаторы с воздушным охлаждением. Их обмотки изолированы материалами, облегчающими передачу тепла. Охлаждение происходит либо за счет естественной циркуляции воздуха, либо с помощью вентиляторов. Но охлаждение сухих трансформаторов все равно происходит хуже масляных.

Решить проблему пожарной безопасности позволяют трансформаторы с синтетическим диэлектриком. Их устройство похоже на конструкцию масляного трансформатора, но вместо масла в баке находится синтетическая жидкость, которая не так склонна к возгоранию, как трансформаторное масло.

Группы и схемы соединений

Критериями выбора группы электрических соединений разных фаз обмоток между собой являются:

1. Минимизация в сетях уровней высших гармоник. Это актуально при увеличении доли нелинейных нагрузок потребителей.
2. При несимметричной загрузке фаз трансформатора токи первичных обмоток должны выравниваться. Это стабилизирует режим работы сетей питания.
3. При питании четырехпроводных (пятипроводных) сетей трансформатор должен иметь минимальное сопротивление нулевой последовательности для токов короткого замыкания. Это облегчает защиту от замыканий на землю.

Для соблюдения условий №1 и №2 одна обмотка трансформатора соединяется в звезду, при соединении другой – в треугольник. При питании четырехпроводных сетей наилучшим вариантом считается схема Δ/Yo. Обмотки низшего напряжения соединяются в звезду с выведенным наружу нулевым ее выводом, используемым в качестве PEN-проводника (нулевого проводника).

Еще лучшими характеристиками обладает схема Y/Zo, у которой вторичные обмотки соединяются по схеме «зигзаг» с нулевым выводом.

Схема Y/Yo имеет больше недостатков, чем достоинств, и применяется редко.

Выбор мощности трансформатора

Типовые мощности трансформаторов стандартизированы.

Стандартные мощности трансформаторов
25	40	60	100	160	250	400	630	1000

Для расчета присоединенной к трансформатору мощности собираются и анализируются данные о подключенных к нему мощностях потребителей. Однозначно цифры сложить не получится, нужны данные о распределении нагрузок по времени. Потребление электроэнергии многоквартирным домом варьируется не только в течение суток, но и по временам года: зимой в квартирах работают электрообогреватели, летом – вентиляторы и кондиционеры. Типовые графики нагрузок и величины потребляемых мощностей для многоквартирных домов определяются из справочников.

Для расчета мощностей на промышленных предприятиях требуется знание принципов работы их технологического оборудования, порядок его включения в работу. Определяется режим максимальной загрузки, когда в работу включено наибольшее число потребителей (Sмакс). Но все потребители одновременно включиться не могут никогда. Но при расчетах требуется учитывать и возможное расширение производственных мощностей, а также – вероятность в дальнейшем подключения дополнительных потребителей к трансформатору.

Учитывая число трансформаторов на подстанции (N) мощность каждого рассчитывают по формуле, затем выбирают из таблицы ближайшее большее значение:

В этой формуле Кз – коэффициент загрузки трансформатора. Это отношение потребляемой мощности в максимальном режиме к номинальной мощности аппарата. Работа с необоснованно пониженным коэффициентом загрузки экономически не выгодна. Для потребителей, в зависимости от категории бесперебойности электроснабжения, рекомендуются коэффициенты:

Категория потребителей	Коэффициент загрузки
I	0,65-0,7
II	0,7-0,8
II	0,9-0,95

Из таблицы видно, что коэффициент загрузки учитывает взятия одним трансформатором дополнительной нагрузки, переходящей к нему при выходе из строя другого трансформатора или его питающей линии. Но он ограничивает перегрузку трансформатора, оставляя по мощности некоторый запас.

Систематические перегрузки трансформаторов возможны, но их время и величина ограничиваются требованиями заводов-изготовителей этих устройств. По правилам ПТЭЭП длительная перегрузка трансформаторов с масляным или синтетическим диэлектриком ограничивается до 5%.

Отдельно ПТЭЭП определяется длительность аварийных перегрузок в зависимости от их величины.

Для масляных трансформаторов:

Величина перегрузки, %	30	45	60	75	100
Длительность, мин	120	80	45	20	10

Для сухих трансформаторов:

Величина перегрузки, %	20	30	40	50	60
Длительность, мин	60	45	32	18	5

Из таблиц видно, что сухие трансформаторы к перегрузкам более критичны.

Оцените качество статьи:

Потери силового трансформатора. Виды потерь в трансформаторе

Основные характеристики трансформатора – это напряжение первичной и вторичной обмотки, а также мощность трансформатора. Мощность подается от первичной обмотки на вторичную электромагнитным путем. При этом не вся мощность из электрической сети доходит до нагрузки, которая питает потребителей. Разница мощности, которая поступает на первичную обмотку и мощности, которая возникает во вторичной обмотке называется потерями трансформатора.  

Виды потерь силового трансформатора

Так как силовой трансформатор, является статическим электромагнитным устройством – то он не имеет движущихся деталей. Это значит, что механические потери такому оборудованию не свойственны. Потери в нем – это потери активной мощности. Они происходят в магнитном сердечнике, обмотках и других частях оборудования. Во время разных режимов работы трансформатора величина потерь меняется.

Потери холостого хода трансформатора

На холостом ходу к вторичной обмотке трансформатора не подключена нагрузка. Поэтому весь ток, который подается на первичную обмотку, идет на намагничивание сердечника. Такие потери принято назвать магнитными и обозначать Рм. Общее значение потерь холостого хода рассчитывается при номинальной силе тока и напряжении.  

Ро = Рм+I2о * r1,

Iо – сила тока в первичной обмотке,

r1 – это сопротивление первичной обмотки.

Потери холостого хода – это постоянная цифра, которая зависит от суммы намагничивающей и активной части. А эти величины неизменны, так как на них влияют характеристики обмотки и магнитного сердечника. По значению потерь холостого хода можно судить о работе трансформатора. 

Основные потери в обмотках трансформатора

В трансформаторе под нагрузкой электромагнитная мощность, которая поступает на первичную обмотку, передается вторичной. При этом во вторичной обмотке возникает электрический ток I2, а в первичной – ток I1.

Первичный ток напрямую зависит от тока нагрузки I2.

Часть мощности теряется в обмотках. Эти потери называются общими потерями мощности под нагрузкой – Рнагр. Они пропорциональны квадратам первичного и вторичного тока, а также значениям сопротивления обмоток.

Рнагр = I21r1 + I22r2,

где I1 и I2 — токи в первичной и вторичной обмотках,

r1 и r2 — значения сопротивлений первичной и вторичной обмоток.

Как видите, потери под нагрузкой полностью зависят от нагрузки трансформатора. Поэтому они носят непостоянный характер.

Дополнительные потери в обмотках трансформатора

В обмотках трансформатора и ферромагнитном сердечнике возникают не только токи нагрузки. Есть токи, которые появляются и замыкаются внутри проводов или внутри пластин магнитопровода – они называются вихревыми токами. Есть токи, которые появляются между параллельными витками обмотки или между отдельными пластинами сердечника – это циркулирующие токи. Направление этих побочных потоков перпендикулярно основному току в обмотках и сердечнике. Поэтому появление вихревых и циркулирующих токов снижает эффективность работы трансформатора.

Кроме обмоток, добавочные потери возникают в стенках самого бака, в прессующих кольцах, в ярмовых балках и других элементах конструкции трансформатора.

Конструкторы электромагнитного оборудования постоянно ищут способы уменьшения потерь и увеличения КПД трансформатора. Например, магнитный сердечник трансформатора делается не монолитным, а набирается из отдельных тонких пластин, которые тщательно изолируются. Изоляция отдельных витков обмоток также положительно сказывается на КПД оборудования. У современных силовых трансформаторов полезная мощность КПД достигает 90% и выше.

7 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

ЛЕКЦИЯ № 6

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов.

Цель лекции:

·        ознакомление с принципами выбора количества силовых трансформаторов для обеспечения электроэнергией потребителей цеха,

·        ознакомление со шкалой номинальных мощностей трансформаторов,

·        определение требуемой мощности силовых трансформаторов.

Рекомендуемые файлы

1.      Выбор числа трансформаторов.

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из важных вопросов электроснабжения и построения рациональных сетей. В нормальных условиях трансформаторы должны обеспечивать питание всех потребителей предприятия при их номинальной нагрузке.

Число трансформаторов на подстанции определяется требованием надёжности электроснабжения. С таким подходом наилучшим является вариант с установкой двух трансформаторов, обеспечивающий бесперебойное электроснабжение потребителей цеха любых категорий. Однако если в цехе установлены приёмники только II и III категории, то более экономичными, обычно, являются однотрансформаторные подстанции. При проектировании внутризаводских сетей установка однотрансформаторных подстанций выполняется в том случае, когда обеспечивается резервирование потребителей по сети низкого напряжения, а также когда возможна замена повреждённого трансформатора в течение нормируемого времени.

а)                                     б) Рис. 6.1 Схемы электроснабжения цеха с одним (а), и двумя (б) трансформаторами

Двухтрансформаторные подстанции применяются при значительном числе потребителей II категории, либо при наличии потребителей I категории. Кроме того, двухтрансформаторные подстанции целесообразны при неравномерном суточном  и годовом графике нагрузки предприятия, при сезонном режиме работы при значительной разницей нагрузки в сменах. Тогда при снижении нагрузки один из трансформаторов отключается.

Задача выбора количества трансформаторов заключается в том, чтобы из двух вариантов (рис. 6.1 а и б) выбрать вариант с лучшими технико-экономическими показателями. Оптимальный вариант схемы электроснабжения выбирается на основе сравнения приведённых годовых затрат по каждому варианту:

З_i=C_э,i+k_н,эК_i+У_i,                                                                            (6. 1)

где C_э,i –  эксплуатационные расходы i-го варианта, k_н,э – нормативный коэффициент эффективности, К_i – капитальные затраты i-го варианта, У_i – убытки потребителя от перерыва электроснабжения. Следует отметить, что при варианте рис. 6.1 (а) наступает полный перерыв в электроснабжении, и здесь питание потребителей по резервной линии на напряжение 0,4 кВ не может быть принято во внимание, так как такая схема аналогична двухтрансформаторной схеме, но с худшими показателями за счёт длинной лини 0,4 кВ.

При сравнении вариантов немаловажную роль играет вопрос о перспективном развитии предприятия. Так, например, если в настоящее время в цехе имеются потребители только второй категории, то рассмотрение вариантов имеет смысл. Но если, через год планируется переоборудование производства, и в цехе появляются потребители первой категории, то необходимо, безусловно, выбирать вариант с двумя трансформаторами.

В основном, установка двух трансформаторов обеспечивает надёжное питание потребителей. Это значит, что при повреждении одного трансформатора, второй, с учётом его перегрузочной способности, обеспечивает 100 % надёжность питания в течении времени, необходимого для ремонта трансформатора.

Но, бывают случаи, когда мощность уже существующих двух трансформаторов становится недостаточной, для обеспечения питанием всех приёмников, например, при установке более мощного оборудования, изменение режима работы электроприёмников и т.п. Тогда рассматриваются варианты установки более мощных трансформаторов на подстанции, либо установки третьего трансформатора для покрытия возросшей мощности. Второй вариант кажется предпочтительней, поскольку увеличивается надёжность подстанции, отпадает необходимость реализовывать старые трансформаторы и капитальные затраты на установку третьего трансформатора, как правило, значительно меньше, чем при переоборудовании всей подстанции. Но такой вариант возможен не всегда, например, при плотной застройке территории предприятия для дополнительного трансформатора просто может не хватить места. С другой стороны, происходит значительное усложнение схемы, которое может оказаться невозможной при работе трансформаторов в параллель. Поэтому рассмотрение вариантов производится в каждом конкретном случае индивидуально.

Кроме требований надёжности при выборе числа трансформаторов следует учитывать режим работы приёмников. Так, например, при низком коэффициенте заполнения графика нагрузки бывает экономически целесообразна установка не одного, а двух трансформаторов.

На крупных трансформаторных подстанциях, ГПП, как правило, число трансформаторов выбирается не более двух. Это обусловлено, главным образом тем, что стоимость коммутационной аппаратуры на стороне высшего напряжения предприятия соизмерима со стоимостью трансформатора.

1.     Параллельная работа трансформаторов.

Применение нескольких параллельно включенных трансформаторов необходимо для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей в случае аварийного выхода из строя какого-либо трансформатора, либо отключение его для ремонта.

Параллельная работа трансформаторов целесообразна при работе электроустановки с переменным графиком нагрузки. В этом случае при уменьшении мощности нагрузки можно отключить один трансформатор, для того, чтобы нагрузка оставшегося в работе трансформатора была близка к номинальной. При работе трансформатора с полной нагрузкой его эксплуатационные показатели будут достаточно высокими.

Параллельной работой трансформаторов называется такая работа, при которой одноимённые выводы как на первичной, так и на вторичной стороне соединены между собой. Работа трансформаторов при соединении одноимённых выводов только одной из обмоток не является параллельной работой. При нормальной параллельной работе уравнительные токи между параллельно включенными трансформаторами отсутствуют, нагрузка между трансформаторами распределяется пропорционально их мощностям, а токи нагрузки совпадают по фазе. Для обеспечения нормальной параллельной работы трансформаторов необходимо соблюсти следующие условия:

1.            Группа соединений обмоток ВН и НН трансформаторов должна быть одинакова. При несоблюдении этого требования между обмотками трансформаторов будет циркулировать ток, по величине в несколько раз превосходящий номинальные токи трансформаторов.

2.           Коэффициенты трансформации линейных напряжений при холостом ходе должны быть равны. При неодинаковых коэффициентах трансформации вторичные напряжения также неодинаковы, вследствие чего между замкнутыми контурами первичных и вторичных обмоток будут также протекать большие уравнительные токи. При нагрузке большую её часть принимает на себя тот трансформатор, который имеет более высокое вторичное напряжение при холостом ходе.

3.           Напряжения короткого замыкания должны быть равны. Это требование вызвано тем, что при параллельной работе трансформаторов с различными значениями напряжений короткого замыкания нагрузка распределяется между ними прямо пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания. Параллельная работа трансформаторов с разными напряжениями короткого замыкания допустима при условии, что ни один из параллельно работающих трансформаторов при этом не будет перегружен.

4.           Соотношение мощностей параллельно работающих трансформаторов не должно превышать 3:1. Несоблюдение этого требования приводит к перегрузке одного (менее мощного) при недогрузке другого (более мощного) из трансформаторов, в результате чего общая мощность включенных параллельно трансформаторов окажется неиспользованной.

2.     Выбор номинальной мощности трансформаторов.

Выбор мощности трансформаторов производится исходя из расчётной нагрузки объекта электроснабжения, числа часов использования максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, допустимой перегрузки трансформаторов.

Мощность силовых трансформаторов должна обеспечивать в нормальных условиях питание всех приёмников электроэнергии. При выборе мощности трансформаторов следует добиваться наиболее целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания приёмников при отключении одного из трансформаторов, причём нагрузка трансформатора в нормальных условиях не должна вызывать сокращения естественного срока службы.

Надёжность электроснабжения достигается установкой на подстанции двух трансформаторов, которые, как правило, работают раздельно.

Совокупность допустимых нагрузок, систематических или аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов, в основу расчёта которой положен тепловой износ изоляции трансформаторов. Если не учитывать нагрузочную способность трансформатора, то можно необоснованно завысить выбираемую установленную мощность, что экономически нецелесообразно. Исследования показали, что систематические перегрузки трансформаторов не приводят к заметному сокращению их срока службы. Это объясняется компенсацией недоиспользования трансформатора с нагрузками ниже номинальных.

Номинальной мощностью трансформатора называют мощность, на которую он может быть нагружен непрерывно в течение всего срока службы при нормальных температурных условиях окружающей среды.

Если известны расчётная максимальная мощность объекта S_нагр и коэффициент допустимой перегрузки β_доп то номинальная мощность трансформатора:

                                                                                      (6. 2)

Коэффициент допустимой перегрузки обычно выбирается на основе опытных данных. Рекомендуемые значения β_доп указаны в таблице 6.1.

После выбора трансформатора таким образом должна производиться проверка трансформатора по температурному режиму.

При превышении температуры окружающей среды для имеющегося графика нагрузок определяют повышенный износ изоляции и решают вопрос о допустимости этого износа. Если такой износ недопустим, то нагрузка на трансформатор должна быть уменьшена.

                                                                                              Таблица 6.1

Характер нагрузки и вид ТП	βдоп
Нагрузка первой категории на двухтрансформаторных ТП	0,7
Нагрузка второй категории на однотрансформаторных ТП	0,75
Нагрузка второй категории и при наличии резерва на складе	0,9
На крупных подстанциях, ГПП	0,5

Для выбора мощности трансформатора с учётом допустимых нагрузок и перегрузок удобно пользоваться суточным графиком нагрузки, преобразованным в двухступенчатый (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Суточный график нагрузки и его преобразованный вид в двухступенчатый.

Если график нагрузок многоступенчатый, то его следует разбить на участки с одно-, двухступенчатой нагрузкой. Расчёт в этом случае производится для каждого участка.

Для цеховых трансформаторов мощностью  до 1000 кВА можно применить упрощённый способ определения мощности по температуре. Этим способом можно проверять мощность трансформаторов с естественным масляным охлаждением при установке на открытом воздухе и изменяющейся температуре окружающего воздуха до +35^○С или среднегодовой температуре до  +5^○С. Для этих условий превышение температуры обмоток над температурой среды не должно превосходить 70^○С, отсюда наибольшая температура обмотки составляет 35+70=105^○С. Эта температура имеет место только при +35^○С. При меньших температурах окружающей среды температура трансформатора должна быть меньше на соответствующую величину.

При условиях, отличных от вышеуказанных номинальная мощность трансформатора определяется из:

,                                                                    (6.3)

где S_{ном, п} – номинальная паспортная мощность трансформатора, θ_сг – среднегодовая температура.

Как указывалось выше, при расчёте мощности трансформатора необходимо учитывать его перегрузочную способность. Допускаются аварийная и систематическая перегрузки.

Аварийная перегрузка. В соответствии с нормативными документами трансформатор длительно до 5 суток можно перегружать на 40 %, но суммарная перегрузка за сутки не должна превышать 6 ч.

Систематическая перегрузка. Перегрузочная способность зависит от графика нагрузок, а именно коэффициентом заполнения:

,                                                                                     (6.4)

где S_{ср– средняя мощность,  Smax – максимальная мощность.}

Допустимую нагрузку на трансформатор можно определить:

S_доп=S_{ном, п}(1-k_зап)0,3                                                                       (6.5)

Кроме того, трансформатор может быть перегружен зимой за счёт снижения его нагрузки в летнее время. В соответствии с этим допускается перегрузка в зимнее время на 1 % на каждый процент недогрузки в летнее время, но не более чем на 15%.

В системах электроснабжения предприятий довольно часто встречается несимметричная нагрузка по фазам. При работе трансформатора в таком режиме, при выборе мощности по максимально нагруженной фазе, будет иметь место явное недоиспользование трансформатора. Ток в наиболее загруженной фазе может быть допущен выше номинального. Коэффициент перегрузки при этом, определяется как:

,                                                                                     (6.6)

где I_A – ток наиболее загруженной фазы.

Очевидно, что решить задачу выбора номинальной мощности трансформатора, исходя лишь из условий допустимой температуры сразу невозможно, так как эта мощность определяется ещё не выбранным трансформатором. Аналитически эта задача может быть решена только методом последовательных приближений. С другой стороны, точное решение задачи вряд ли необходимо, поскольку график нагрузок предприятия, а, следовательно, и трансформаторов является весьма неравномерным. Поэтому на первом этапе рекомендуется выбирать из условий надёжности и допустимой нагрузки в нормальном режиме и перегрузки в аварийном режиме. Обычно принимают к рассмотрению два варианта мощности трансформатора.

В условиях эксплуатации, когда трансформаторы уже установлены, следует предусматривать экономически целесообразный режим работы трансформаторов, суть его заключается в том, что при наличии на ТП нескольких трансформаторов, число включенных в работу определяется условием, обеспечивающим минимум потерь мощности в этих трансформаторах. При этом должны учитываться не только потери активной мощности в трансформаторах, но и потери в смежном оборудовании. Эти потери называются приведёнными. Тогда расчётная нагрузка трансформатора будет определяться из выражения:

,                                                               (6.7)

где n – количество трансформаторов на ТП, ∆Р_х^! – приведённые потери холостого хода, ∆Р_к^! – приведённые потери короткого замыкания.

3.     Шкала стандартных мощностей трансформаторов.

В нашей стране принята единая шкала мощностей трансформаторов. Выбор рациональной шкалы является одной из основных задач при оптимизации систем промышленного электроснабжения. На сегодняшний день существует две шкалы мощностей: с шагом 1,35 и с шагом 1,6. То есть первая шкала включает мощности: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 кВА и т. д, а вторая включает 100, 160, 250, 400, 630, 1000 кВА и т. д. трансформаторы первой шкалы мощностей в настоящее время не производятся и используются на уже существующих ТП, а для проектирования новых ТП применяется вторая шкала мощностей.

Следует отметить, что шкала с коэффициентом 1,35 более выгодна с точки зрения загрузки трансформаторов. Например, при работе двух трансформаторов с коэффициентом загрузки 0,7 при отключении одного трансформатора второй перегружается на 30 %. Такой режим работы соответствует требованиям условий работы трансформатора. Таким образом, мощность трансформатора может использоваться полностью.

При допустимой перегрузке в 40 % появляется недоиспользование установленной мощности трансформаторов со шкалой 1,6.

Допустим, два трансформатора на ТП работают раздельно и нагрузка каждого составляет 80 кВА, при отключении одного из них второму требуется обеспечить нагрузку 160 кВА. Вариант установки двух трансформаторов по 100 кВА не может быть принят, поскольку в этом случае перегрузка составит 60 % при выводе из работы одного трансформатора. При установке же трансформаторов по 160 кВА ведёт к загрузке трансформаторов в нормальном режиме лишь на 50%.

При использовании шкалы с шагом 1,35 можно установить трансформаторы мощностью 135 кВА, тогда их загрузка в нормальном режиме составит 70 %, а в аварийном перегрузка составит не более 40%.

Исходя из этого примера видно, что шкала с шагом 1,35 более рациональна. А около 20% мощности выпускаемых трансформаторов не используется. Возможным решением этой проблемы является установка двух трансформаторов  на ТП разной мощности. Однако это решение нельзя считать технически рациональным, поскольку при выводе из строя трансформатора большей мощности, оставшийся трансформатор не покроет всю нагрузку цеха.

Встаёт закономерный вопрос: чем был обусловлен переход на новый ряд мощностей? Ответ, видимо, кроется в сокращении многообразия мощностей для унификации оборудовании: не только трансформаторов, но и смежного с ним (выключатели, выключатели нагрузки, разъединители и др.).

Исходя из всего сказанного, выбор числа и мощности трансформаторов для питания заводских подстанций производится следующим образом:

1)    определяется число трансформаторов на ТП, исходя из обеспечения надёжности электроснабжения с учётом категории приёмников;

2)    выбираются наиболее близкие варианты мощности выбираемых трансформаторов (не более трёх) с учётом допустимой нагрузки их в нормальном режиме и допустимой перегрузке перегрузки в аварийном режиме;

3)    определяется экономически целесообразное решение из намеченных вариантов, приемлемое для конкретных условий;

4)    учитывается возможность расширения или развития ТП и решается вопрос о возможной установке более мощных трансформаторов на тех же фундаментах, либо предусматривается возможность расширения подстанции за счёт увеличения числа трансформаторов.

Вопросы для самопроверки.

Бесплатная лекция: «10 Системы автоматизации построения трансляторов» также доступна.

1.     Сформулируйте общие положения по выбору числа трансформаторов на подстанции.

2.     По каким критериям выбирается мощность трансформаторов?

3.     Как производится проверка трансформатора с учётом его перегрузочной способности?

4.     Укажите порядок расчёта ТП.

5.     Чем обусловлен существующий ряд мощностей трансформаторов?

От чего зависит мощность силового трансформатора. Расчёт оптимальной загрузки трансформаторов

Номинальная мощность.

Номинальной мощностью трансформатора называется мощность, которую он может отдавать длительное время, не перегреваясь свыше допустимой температуры, определяемой теплостойкостью изоляции его обмоток. При этом срок службы силового трансформатора должен быть не менее 20 лет. Так как нагрев обмоток зависит от протекающего по ним тока, в паспорте трансформатора всегда указывают полную мощность S ном в вольт-амперах или киловольт-амперах . В зависимости от коэффициента мощности cos? 2 , при котором работают потребители, от трансформатора можно получить большую или меньшую активную мощность. При cos? 2 = 1 мощность подключенных к нему потребителей может быть равна его номинальной мощности S ном. При cos?2

Если человек намерен находиться в другом месте, он будет там. Ты здесь, где твоя мысль. Частицы, образующие кристалл, а также частицы, образующие растение и тело человека, одинаковы, только по-разному выровнены. Затем по вашей воле вы можете изменить энергетическую карту растения, находящегося в горшке вашего дома. Вы можете сделать его более легким или хрупким. Ферменты, такие как гемоглобины и вода, возможно, изменили их свойства и потенциал посредством намерения человека.

Клаудия Пикацци в статье под названием «Духовное послание о молекулах воды» сообщает, что д-р Лорезен, изобретатель «микрокластерного едока», питается энергией в терапевтических целях. Сегодня статьи и интервью доктора Масару, переведенные на нескольких языках, находятся на интернет-сайтах.

В паспорте трансформаторов э. п. с. переменного тока, которые имеют несколько вторичных обмоток, указывают так называемую типовую мощность. Она равна полусумме номинальных мощностей всех обмоток трансформатора, т. е. полусумме произведений наибольшего длительно допустимого в каждой обмотке тока на допустимое напряжение.

Перегрузочная способность трансформатора определяется интенсивностью отвода тепла от его обмоток и надежностью их крепления. Силовые трансформаторы с масляным охлаждением и трансформаторы, используемые в выпрямительных установках, допускают перегрузки на 30 % выше номинальной в течение 2 ч и 60 % в течение 45 мин.

Работа японского исследователя Масару, 59 лет, удивляет. В течение восьми лет он и его команда кристаллизовали и фотографировали молекулы воды из самых разных частей мира. Образцы были взяты из рек, озер, дождя, снега и подвергнуты вибрациям мыслей, чувств, слов, идей и музыки. Самое замечательное в том, что в изображениях можно было записать реакцию молекул воды на эти стимулы, как положительные, так и отрицательные.

Масару смог доказать на фотографиях, что колебательные энергии человека влияют на молекулярную структуру воды. Вода — очень податливое вещество. Его физическая форма легко адаптируется к окружающей среде, которая ее содержит. Но внешний вид — это не единственное, что меняется; его молекулярная структура также изменяется.

Коэффициент мощности. Коэффициент мощности cos? 2 трансформатора определяется характером нагрузки, подключенной к его вторичной обмотке. При уменьшении нагрузки начинает сильно сказываться индуктивное сопротивление обмоток трансформатора, и коэффициент мощности его снижается. При отсутствии нагрузки (при холостом ходе) трансформатор имеет очень низкий коэффициент мощности, что оказывает вредное влияние на работу источников переменного тока и электрических сетей (см. главу V). В этом случае трансформатор необходимо отключить от сети переменного тока.

В наших исследованиях мы заметили, что этот трансформирующий эффект может быть достигнут и в организме человека. Больной человек, возможно, изменил свою энергичную конфигурацию простым взглядом, прикосновением, молитвой, песней. Эта способность присуща каждому человеку, потому что мы все духовная сущность, мы боги.

Ваша боль, согласно целому мнению, может стать для вас возможностью получить доступ к этой фантастической вселенной энергий. Намерены трансформировать. Это эффективно, когда вы спокойно бдительны, гораздо больше, чем когда вы думаете и планируете. Знайте, что Вселенная всегда доступна вам.

Потери мощности и к. п. д. При передаче энергии из первичной обмотки трансформатора во вторичную возникают потери мощности (рис. 225,а) в проводах обмоток (электрические потери?Р эл1 и?Р эл2) и в стали магнитопровода (магнитные потери?Р М).
При холостом ходе трансформатор не передает электрическую энергию потребителю и потребляемая им мощность тратится в основном на компенсацию магнитных потерь мощности в магни-топроводе (в результате вихревых токов и гистерезиса). Их часто называют потерями холостого хода. Чем меньше площадь поперечного сечения магнитопровода, тем больше в нем индукция, а сле-

Он воплотил в жизнь все, что было частью детского воображения. И он рассказывал людям, которые восхищались его достижением: «Вы не можете изменить мир и людей, так измените вас». По мнению исследователей нового возраста и некоторых духовных помощников, естественная эволюция в настоящее время провоцирует синтез мозга. Это новый скачок или сдвиг частоты. Это позволит разработать новый мозговой образец: синтетический. Это означает, что человек вступает в новую колебательную частоту. Тридцать лет назад геофизик Шуман обнаружил, что между ионосферой и Землей существует градиент напряжения.

довательно, и магнитные потери. Они значительно возрастают также при увеличении напряжения, подводимого к первичной обмотке, свыше номинального значения. При работе мощных трансформаторов магнитные потери составляют 0,3-0,5 % номинальной мощности. Тем не менее их стремятся максимально уменьшить. Объясняется это тем, что магнитные потери не зависят от того, работает трансформатор вхолостую или под нагрузкой.

А так как общее время работы трансформатора обычно довольно велико, то суммарные годовые потери холостого хода значительны.

Эта частота составляла 7 герц или циклов в секунду и называется наукой о частоте Шумана. В начале 1990-х годов ученые обнаружили, что эта планетарная частота была изменена, увеличена до 8, 3 герц. Гипотеза Патрика Друа, французского физика, заключается в том, что Планета Земля вступает в новый цикл, то есть новую частоту.

Это состояние этерификации легкого тела может быть изменением частоты, обнаруженной учеными. Эти дифференцированные закономерности стимулируются влиянием новой эмпирической динамики из-за экзистенциальной поддержки, которую оказывают духовные помощники, и что человечество чувствует, а некоторые не знают, откуда и от чего это происходит. Это невежество может поставить человека в кризис или конфликт.

При нагрузке к потерям холостого хода добавляются электрические потери в обмотках. Эти потери при номинальном токе численно равны мощности, потребляемой трансформатором при коротком замыкании, когда на его первичную обмотку подано напряжение U K . Для мощных трансформаторов они обычно составляют 0,5-2 % номинальной мощности.

Уменьшение суммарных потерь достигается соответствующим выбором площади сечения проводов обмоток трансформаторов (снижение электрических потерь в проводах), применением электротехнической стали для изготовления магнитопровода (снижение потерь от перемагничивания) и расслоением магнитопровода на ряд изолированных друг от друга листов (снижение потерь от вихревых токов).

Однако, когда существо знает и становится осознанным, применяя на практике экстраразмерные действия, стремясь интегрировать в свои действия различные отделы мозга, а также предоставлять каналы, чтобы внутригалактическая или экстрафизическая информация, которая пронизывает ее экзистенциальность, мешает во вселенной экзистенциальный, это приведет к следующему: их различные тела входят в вихрь с более высокой энергией. Тогда она станет высшим существом, гением или гуру, прекрасным психиком, прекрасным деловым или религиозным лидером, в конечном счете превосходящим и превосходящим миссию здесь, на Земле.

К. п. д. трансформатора

? = P2 / P1 = P2 / (P2 +?Pэл + ?Pм)

где P1 и Р2 — потребляемая и отдаваемая мощности; ?Р ЭЛ = ?Р ЭЛ1 +?Р ЭЛ2 .

Благодаря отсутствию в трансформаторе вращающихся и трущихся деталей потери энергии в нем по сравнению с вращающимися машинами малы, а к. п. д. высок и достигает в трансформаторах большой мощности 0,98-0,99. В трансформаторах малой мощности к. п. д. составляет 0,5-0,7. При изменении нагрузки к. п. д. трансформатора изменяется, так как меняются полезная мощность Р 2 и электрические потери?Р ЭЛ в проводниках обмоток. Однако он сохраняет большое значение в довольно широком диапазоне изменения нагрузки (рис. 225,б). При значительных недогрузках к. п. д. понижается, так как полезная мощность уменьшается, а магнитные потери?Р м остаются неизменными. При перегрузках к. п. д. также снижается, так как резко возрастают электрические потери?Р ЭЛ (они пропорциональны квадрату тока нагрузки, в то время как полезная мощность — только току в первой степени).

Это цель всех, для этой новой эры, нового времени в этой новой экспериментальной частоте. Вскоре он узнал, как мальчик, что у него эта болезнь. В то время пациент подвергался преследованиям со стороны общества и оставался родственниками. Его вещи и одежда, сожженные, и он должен был жить отдельно в санаториях или на окраинах городов. Однажды Реджинальд вошел в свой дом, когда он обратил внимание на чистые воды бассейна. Он пристально посмотрел и увидел, как его изображение в воде показывает его лицо, отмеченное естественными язвами болезни.

Изнутри появилась сила, необычная воля, и он сказал себе: Нет, мое лицо не останется таким. У него были болячки на ногах, руки атрофировались и бесчисленные трудности. Лицо, однако, несмотря на то, что было старше сорока, оставалось таким же чистым и ярким, как у подростка. Исследователь Блейк сделал несколько интересных экспериментов. Он поставил аппарат, который опосредует циркуляцию воды внутри растений в его лаборатории. Он попросил трех ученых войти и слегка коснуться их. Один из них вызвал столько недомоганий на растениях, что аппарат зафиксировал, что они при их контакте упали в обморок.

Максимальное значение к. п. д. трансформатор имеет при такой нагрузке, когда электрические потери?Р ЭЛ равны магнитным потерям?Р м (см. рис. 225,б). При проектировании трансформаторов стремятся, чтобы максимальное значение к. п. д. достигалось при нагрузке 50-75 % номинальной; это соответствует наиболее вероятной средней нагрузке работающего трансформатора, называемой экономической.

Блейк пошел поговорить с ними и попросил определить их. Ученый, вызвавший обморок у растений, был почетным уретом. В своих экспериментах он сжег растения. Гипотеза исследователя заключалась в том, что растения боялись этого ученого, который сжигал растения. Что-то похожее на популярный факт, что есть люди, которые имеют право уничтожать растения.

Лейла была женщиной среднего класса, двумя детьми, мужем и удобной финансовой ситуацией. Он стал заниматься наркотиками и алкоголем, впадая в долину депрессии и страха. Однажды она была в своем домике на пляже, наблюдая за движением людей на улицах. Внезапно изнутри возникла странная сила, как бы нарушая барьеры и доминировала над его сердцем и мыслью. И она оставила щебень порока и одиночества быть свободной и счастливой женщиной. Обычно наблюдается появление господства над людьми, злыми духами.

Называется мощность, которую он может от-давать длительное время, не перегреваясь свыше допу-стимой температуры. Нормальный срок службы силового трансформатора должен быть не менее 20 лет. Так как нагрев обмоток зависит от величины протекающего по ним тока, в паспорте трансформатора всегда указывают пол-ную мощность S ном в вольт-амперах или киловольт-ампе-рах.

Они используют контрольные точки для контроля над существом. И часто ссылка — это подарок, любой объект, который получает человек, и на котором выполняются отрицательные вибрационные действия. Объект, о котором идет речь, становится ретрансляционной станцией энергий. Дух излучает команды или просто низковибрационные волны к объекту. В таких случаях человек всегда будет чувствовать недомогание, дискомфорт, в том месте, где находится объект.

Бывают случаи, когда злые духи идут дальше: они используют чрезмерное бдительность и доминируют над существом во время сна, осознавая истинные хирургические процессы для размещения фишек, через которые они будут обладать почти абсолютной ментальной областью, контролируя их мысли и отношения. На самом деле, это ходатайство всегда является точкой поддержки, которую мы всегда имеем в борьбе тьмы со светом. Каждое правило имеет свое исключение, в этом нет никаких сомнений, но в это время беспрецедентной научно-технической динамики человек, который не подготовился должным образом, окажется в стороне от больших возможностей.

В зависимости от коэффициента мощности cosφ 2 , при котором работают потребители, от трансформатора можно получать большую или меньшую полезную мощность. При cosφ 2 = l мощность подключенных к нему потребителей может быть равна его номинальной мощности S ном . При cosφ 2 .

Коэффициент мощности .

Коэффициент мощности cosφ трансформатора определяется характером нагрузки, под-ключенной к его вторичной цепи. При уменьшении нагрузки начинает сильно сказываться индуктивное сопротивление обмоток трансформатора и коэффициент мощности его снижается. При отсутствии нагрузки (при холостом ходе) трансформатор имеет очень низкий коэффициент мощно-сти, что ухудшает показатели работы источников пере-менного тока и электрических сетей. В этом случае транс-форматор необходимо отключать от сети переменного тока.

Это беспокоит меня настолько, что даже признанные социологи и другие организации, которые гордятся тем, что анализируют, детально, социальное развитие, манипулируют реальностью или иногда совершают ошибки, и настаивают на утверждении, что нет необходимости в высшем образовании, чтобы убежать от посредственности и бедности.

Это нездоровая рекомендация, особенно учитывая, что в Соединенных Штатах университетское образование исторически имеет множество альтернатив для вступления в силу, которые иногда попадают в сольфо по политическим владениям, что-то сумасшедшее. Интересно: когда Разве образование перестало преобладать среди наших самых прочных потребностей?

Потери мощности и КПД.

При передаче мощности из первичной обмотки трансформатора во вторичную возникают потери мощности как в самих про-водах первичной и вторичной обмоток (электрические потери и или потери в меди), так и в стали магнитопровода (потери в стали ).

Почему бы не взять на себя ответственность, честность и призвание тысяч учеников? Не многие из этих сокращений будут подчиняться адекватным параметрам производительности для студентов, которые учатся полный рабочий день, но не считают, что подавляющее большинство наших студентов, здесь, в Южной Флориде, не могут закончить учебу в некалендари. реалистично, поскольку они выполняют одну или несколько рабочих мест, а 66% — из семей с низкими доходами, а также 45% живут на уровне или ниже уровня бедности.

Где потерялся здравый смысл, связь с реальностью, когда дело доходит до награждения успешной работой, например, достигнутой нашими профессорами и сотрудниками в университетском городке Колледжа чуть более полувека, похвалила в стране за его эффективность и жесткость?

При холостом ходе трансформатор не передает элек-трическую энергию потребителю. Потребляемая им мощ-ность тратится в основном на компенсацию потерь мощ-ности в магнитопроводе от действия вихревых токов и гистерезиса. Эти потери называют потерями в стали или потерями холостого хода. Чем меньше поперечное сечение магнитопровода, тем больше в нем индукция, а следовательно, и потери холостого хода. Они значительно возрастают также при увеличении напряжения, подводимого к первичной обмотке, свыше номинального значения. При работе мощных трансформаторов потери холостого хода составляют 0,3-0,5% его номинальной мощности. Тем не менее их стремятся максимально уменьшить. Объясняется это тем, что потери в стали не зависят от того, работает ли трансформатор вхолостую или под на-грузкой. А так как общее время работы трансформатора обычно довольно велико, то суммарные годовые потери энергии при холостом ходе составляют значительную вели-чину.

Однако мы не должны отказываться от наших усилий по достижению приемлемого универсального образования. Вы, читатели этой почтенной газеты «Лас Америкас», наслаждались великолепным освещением, которое вы сделали из наших выпускных экзаменов, где это было более чем продемонстрировано, с фактами, преобразующим потенциалом, который преподавание имеет в индивидуальном и социальном контексте.

Трансформаторы являются основой систем распределения энергии. Рейтинг мощности относится к рейтингу распределения энергии по отношению к количеству энергии, которое трансформатор может доставить на нагрузку. Для расчета мощности вам необходимо знать напряжение питания и ток, подаваемый на нагрузку. Получите напряжение питания от характеристик напряжения, связанных с первичной и вторичной обмотками. Затем примените напряжение и измерьте ток, протекающий через нагрузку.

При нагрузке к потерям холостого хода добавляются электрические потери в проводах обмоток (потери в меди), пропорциональные квадрату на-грузочного тока. Эти потери при номинальном токе при-мерно равны мощности, потребляемой трансформатором при коротком замыкании, когда на его первичную обмотку подано напряжение U к. Для мощных трансформаторов ониобычно составляют 0,5-2 % номинальной мощности. Уменьшение суммарных потерь достигается соответст-вующим выбором сечения проводов обмоток трансформа-тора (снижение электрических потерь в проводах), при-менением электротехнической стали для изготовления магнитопровода (снижение потерь от перемагничивания) и расслоением магнитопровода на ряд изолированных друг от друга листов (снижение потерь от вихревых токов).

Найдите первичное и вторичное напряжение трансформатора в ссылках на характеристики трансформатора. Например, предположим, что первичный сигнал составляет 480 вольт, а вторичный — 208 вольт. Выключите питание системы. Наденьте защитные перчатки и соблюдайте обычные меры предосторожности при работе с электричеством.

Соединяет вторичную сторону трансформатора с электрической нагрузкой. Подключите амперметр параллельно между вторичной стороной трансформатора и нагрузкой. Соединяет источник питания с первичной стороны трансформатора. Убедитесь, что источник питания способен обеспечить необходимое напряжение первичной обмотки трансформатора. Используя номера примеров, вы убедитесь, что источник питания может обеспечить 480 вольт, необходимый для первичной обмотки.

К. п. д трансформатора равен

КПД трансформатора сравнительно высок и дости-гает в трансформаторах большой мощности — 98-99%. В трансформаторах малой мощности КПД может сни-жаться до 50-70%. При изменении нагрузки КПД трансформатора изменяется, так как меняются полезная мощность и электрические потери. Однако он сохраняет большое значение в довольно широком диапазоне измене-ния нагрузки (рис. 119,6). При значительных недогруз-ках КПД понижается, так как полезная мощность умень-шается, а потери в стали остаются неизменными. Пони-жение КПД вызывается также перегрузками, так как резко возрастают электрические потери (они пропорцио-нальны квадрату тока нагрузки, в то время как полезная мощность — только току в первой степени). Максимальное значение КПД имеет при такой нагрузке, когда элек-трические потери равны потерям в стали.

При проектировании трансформаторов стремятся, чтобы максимальное значение КПД достигалось при нагрузке 50-75% номинальной; этому соответствует наиболее вероят-ная средняя нагрузка рабо-тающего трансформатора. Та-кая нагрузка называется эко-номической.

Нагрузочная способность силовых трансформаторов



При выборе мощности трансформаторов нельзя руководствоваться только их номинальной мощностью, так как в реальных условиях температура охлаждающей среды, условия установки трансформатора могут быть отличными от принятых. Нагрузка трансформатора меняется в течение суток, и если мощность выбрать по максимальной нагрузке, то в периоды спада ее трансформатор будет не загружен, т.е. недоиспользована его мощность. Опыт эксплуатации показывает, что трансформатор может работать часть суток с перегрузкой, если в другую часть суток его нагрузка меньше номинальной. Критерием различных режимов является износ изоляции трансформатора.

Нагрузочная способность трансформатора

Нагрузочная способность трансформатора — это совокупность допустимых нагрузок и перегрузок.

Допустимая нагрузка — это длительная нагрузка, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Перегрузка трансформатора — режим, при котором расчетный износ изоляции обмоток превосходит износ, соответствующий поминальному режиму работы. Такой режим возникает, если нагрузка окажется больше номинальной мощности трансформатора или температура охлаждающей среды больше принятой расчетной.

Рис.1. Построение двухступенчатого графика по
суточному графику нагрузки трансформатора

Допустимые систематические нагрузки

Допустимые систематические нагрузки трансформатора больше его номинальной мощности возможны за счет неравномерности нагрузки в течение суток. На рис.1 изображен суточный график нагрузки, из которого видно, что в ночные, утренние и дневные часы трансформатор недогружен, а во время вечернего максимума перегружен. При недогрузке износ изоляции мал, а во время перегрузки значительно увеличивается. Максимально допустимая систематическая нагрузка определяется при условии, что наибольшая температура обмотки +140°С, наибольшая температура масла в верхних слоях +95°С и износ изоляции за время максимальной нагрузки такой же, как при работе трансформатора при постоянной номинальной нагрузке, когда температура наиболее нагретой точки не превышает +98°С (ГОСТ 14209-85). Для подсчета допустимой систематической нагрузки действительный график преобразуется в двухступенчатый (см. рис.1).

Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика определяется по выражению

где s₁,s₂,…,s_m — значения нагрузки в интервалах Δt₁, Δt₂,…,Δt_m.

Коэффициент максимальной нагрузки в интервале h=Δh₁+Δh₂+…+Δh_p.

Если К’₂≥0,9K_max, то принимают К’₂=К₂, если К’₂max, то принимают К₂=0,9К_max.

Зная среднюю температуру охлаждающей среды за время действия графика (0_oxт), систему охлаждения трансформатора (М, Д, ДЦ, Ц), по таблицам, приведенным в ГОСТ 14209-85 (для трансформаторов до 100 MBА), определяют допустимость относительной нагрузки К₂ и ее продолжительность.

Нагрузка более 1,5S_ном должна быть согласована с заводом-изготовителем. Нагрузка более 2,0S_ном не допускается.

Аварийная перегрузка разрешается в аварийных случаях, например при выходе из строя параллельно включенного трансформатора.

Допустимая аварийная перегрузка определяется предельно допустимыми температурами обмотки (140°С для трансформаторов напряжением выше 110 кВ и 160°С для остальных трансформаторов) и температурой масла в верхних слоях (115°С). Аварийные перегрузки вызывают повышенный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению нормированного срока службы трансформатора, если повышенный износ впоследствии не компенсирован нагрузкой с износом изоляции ниже нормального.

Значение допустимой аварийной перегрузки определяется по ГОСТ 14209-85 в зависимости от коэффициента начальной нагрузки К₁, температуры охлаждающей среды во время возникновения аварийной перегрузки 0_охл и длительности перегрузки. Максимальная аварийная перегрузка не должна превышать 2,0S_ном.

При выборе трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, по условиям аварийных перегрузок можно воспользоваться табл.1.

Таблица 1

Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов при
выборе их номинальной мощности для промышленных подстанций
при предшествующей нагрузке, не превышающей 0,8
(по ГОСТ 14209-85)

Точный расчет максимально допустимых нагрузок и аварийных перегрузок, а также износ витковой изоляции производится на ЭВМ по вспомогательным схемам, приведенным в ГОСТ 14209-85.

Анализируя приведенные в ГОСТ 14209-85 таблицы допустимых аварийных перегрузок, можно сделать вывод, что трансформаторы с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц при первоначальной нагрузке не более 0.9S_ном допускают перегрузку на 40% в течение 6ч при температуре охлаждающего воздуха не более +20°С и 30% в течение 4ч при температуре охлаждающего воздуха +30°С.

Допустимые нагрузки и аварийные перегрузки для трансформаторов мощностью свыше 100 MBА устанавливаются в инструкциях по эксплуатации; для сухих трансформаторов и трансформаторов с негорючим жидким диэлектриком — в стандартах или технических условиях на конкретные типы трансформаторов (ГОСТ 11677-85).



Особенности работы выпрямителей, или как правильно рассчитать мощность силового трансформатора — Начинающим — Теория

Хороший и надёжный силовой трансформатор — это уже половина собираемой и разрабатываемой конструкции.
В настоящее время выбор силовых трансформаторов, предлагаемых рынком, для радиолюбителей довольно широк. Но не смотря на это, не все предлагаемые трансформаторы идеально подходят для нужд радиолюбителя (по току, напряжению, количеству обмоток и т.д.), и поэтому довольно часто ему приходится самостоятельно изготавливать силовые трансформаторы для своих разработок и собираемых конструкций.
В этой статье я попробую объяснить, как правильно выбрать, или рассчитать силовой трансформатор для своей конструкции.
Нового я здесь ничего не открою, и постараюсь как можно проще и на примерах, объяснить Вам то, что уже давно доказано и решено. Просто в силу каких либо обстоятельств, не все это могут знать.

В основном радиолюбителю приходится изготавливать силовые трансформаторы средней мощности 50 — 300 Вт.
КПД таких трансформаторов достигает 0,88 — 0,92. У более мощных промышленных трансформаторов, при мощностях более 1 кВт, КПД может достигать 0,97-0,98, так как обмотки их намотаны толстым проводом и потери в них на активное сопротивление минимальны.
У менее мощных трансформаторов, с мощностью до 40 Вт, КПД понижается и обычно не превышает 0,8 — 0,85.

Чтобы правильно рассчитать трансформатор, нужны довольно сложные вычисления, радиолюбители-же пользуются для этих целей упрощёнными формулами и радиолюбительскими программами, которые в принципе тоже довольно точно позволяют это сделать, поэтому я тоже постараюсь не отходить от этой традиции и всё попробую объяснить на практических примерах и готовых расчётах, используя по минимуму формулы и вычисления.

Как обычно производится расчёт силового трансформатора.
Зная напряжение и ток, который должна давать вторичная (или несколько вторичных) обмотка (U2 и I2), находим мощность вторичной цепи: При наличии нескольких вторичных обмоток мощность подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.
Мощность вторичной обмотки Р2 по Закону Ома равна;

Отсюда можно найти и мощность первичной обмотки, где для трансформаторов средней мощности к нашим расчётам мы берём КПД трансформатора 0,9 (90%). Для трансформаторов меньшей мощности соответственно и КПД берётся меньше (0,8).
Мощность первичной обмотки Р1 (мощность трансформатора) в этом случае будет равна;

То есть поясню, если расчётная мощность вторичной (вторичных) обмотки у нас получилась например 100 Вт, то общая мощность трансформатора будет равна 111,1 Вт (100/0,9). Это ещё не учитывая ток холостого хода, который тоже прибавляется к общей мощности трансформатора.

Как определить мощность первичной обмотки мы уяснили, теперь как правильно определить мощность вторичной обмотки?
Для этого у нас имеется какая либо нагрузка, которая потребляет определённый ток при определённом напряжении. Например имеется нагрузка, потребляющая ток 2 Ампера при напряжении 15 Вольт.
Кажется что может быть проще, по Закону Ома умножаем 2 на 15 и вуаля — получаем 30 Вт. Да, это так, ток отдаваемый вторичной обмоткой будет равен току потребления нагрузкой, но только тогда, когда вторичная обмотка нагружена на активную нагрузку! Например обмотка накала ламп.
Если же вторичная обмотка нагружена на нагрузку через элементы выпрямителя, или выпрямителя и фильтра, то ситуация приобретает совсем другой оборот. Ток отдаваемый вторичной обмоткой будет больше тока, потребляемого нагрузкой!
Почему так, давайте попробуем вместе с этим разобраться.
Работа вторичной обмотки на активную нагрузку мы рассматривать не будем, здесь всё ясно, давайте пойдём дальше.

 

Работа выпрямителя на активную нагрузку.

Однополупериодный выпрямитель.

Поставим перед нагрузкой выпрямительный диод. То есть у нас получился однополупериодный выпрямитель.

Соберём такую же схемку. Трансформатор у меня тороидальный, мощностью 60 Вт, с напряжением ХХ вторичной обмотки около 20 вольт (номинальный ток нагрузки 3,8 А, номинальное напряжение 16,5 Вольт), ток ХХ трансформатора 7 мА.
В разрыв первичной обмотки, для измерения её тока, я поставил резистор, величиной 1,0 Ом, в разрыв вторичной (последовательно с нагрузкой) резистор, величиной 0,1 Ом. Для измерения в цепях переменного и пульсирующего тока и напряжения, я использовался среднеквадратичный (RMS) микровольтметр В3-57, ну и для измерения в цепях постоянного тока — цифровой мультиметр «Mastech MY64».

Для безопасности измерений, вся эта конструкция подключалась через разделительный трансформатор. В качестве нагрузочных резисторов использовались проволочные переменные сопротивления различных величин, мощностью 25 Вт.
Действующий ток нагрузки был установлен 0,5 ампер (рисунок выше). Предел измерения 100 мВ, шунт во вторичной цепи 0,1 Ом.
Сопротивление переменного резистора получилось 19 Ом, действующее напряжение на нагрузке 9,5 вольт. То есть мощность потребляемая нагрузкой получилась 4,75 Вт.
Измерим ток, потребляемый первичной обмоткой.

Ток первичной обмотки получился 97 мА, минус 7 мА ХХ, итого 90 мА. Напряжение на первичной обмотке 215 вольт. Мощность потребляемая первичной обмоткой получилась 19,35 Вт, то есть в 4 (четыре) раза больше мощности потребляемой нагрузки. Почему так? Кому интересны все подробности происходящих процессов в трансформаторе, рекомендую почитать первоисточники, приведённые в конце статьи, кому лень читать, попробую объяснить по простому.

При установке диода последовательно с нагрузкой, у нас получается однополупериодный выпрямитель. На нагрузку подаётся импульс напряжения (тока) только в положительный полупериод, а в отрицательный ничего нет (пауза). В результате чего среднее напряжение на нагрузке уменьшается более, чем в два раза (точнее в 2,2) по сравнению с напряжением на вторичной обмотке. Средний ток через диод соответствует току нагрузки, а действующий ток диода и самой вторичной обмотки — больше тока нагрузки в 1,57 раза.
Давайте подсчитаем мощность вторичной обмотки;
Ток нагрузи 0,5 А, умножаем на 1,57=0,785 (ток вторичной обмотки). Полученный ток умножаем на напряжение вторичной обмотки (19 Вольт) 0,785х19=14,9 Вт — это получается отдаваемая мощность вторичной обмотки, плюс сюда ещё добавляются и переходные процессы при работе диода (вентиля), плюс реактивные токи, которые просто нагревают обмотку, в итоге мощность трансформатора получается минимум в 3,5 раза больше мощности потребляемой нагрузкой.
Ещё при работе этой схемы во вторичной обмотке возникает постоянная составляющая (из-за того, что ток в обмотке протекает только в одном направлении в один полупериод), которая намагничивает сердечник трансформатора и тем больше, чем больше ток нагрузки. Из-за этого свойства сердечника ухудшаются и увеличивается ток ХХ, в последствии чего повышается потребляемая мощность трансформатора (у нас получилась мощность в 4 раза больше).

Например уже при токе нагрузки в 1,0 Ампер, напряжение на нагрузке получилось 9,0 Вольт, сопротивление нагрузки 9,0 Ом, мощность нагрузки 9,0 Вт. Ток первичной обмотки получился 230 мА (минус 7 мА) итого 223 и напряжение на первичной обмотке 210 вольт. Итоговая потребляемая мощность трансформатора 46,83 Вт, то есть больше мощности потребляемой нагрузкой уже в 5,2 раза. Сильно увеличился ток ХХ с увеличением тока нагрузки (от которого увеличилось намагничивание сердечника).

Двухполупериодный выпрямитель.

Ну, с однополупериодным выпрямителем разобрались, давайте пойдём дальше. Посмотрим как ведёт себя двухполупериодная схема.
Что из себя представляет двухполупериодная схема выпрямителя. Это два однополупериодных выпрямителя, которые работают на общую нагрузку. Каждый выпрямитель имеет свою обмотку, но в отличии от другого — противофазную, в результате чего выпрямляются (поступают в нагрузку) оба полупериода, за счёт чего эффективность такого выпрямителя, по сравнению с однополупериодным, повышается два раза.

Посмотрим, как он себя ведёт. Соберём схему двухполупериодного выпрямителя. Для этой схемы нужен трансформатор с отводом от средней точки вторичной обмотки. Трансформатор другой, вторичная обмотка имеет напряжение 193-193 Вольт, ток ХХ у него 36 мА (какой нашёл).
Проволочными резисторами выставил ток нагрузки 150 мА.

Нагрузочный резистор получился с сопротивлением 1,17 кОм, измеренное напряжение на нём 175 Вольт. Мощность потребляемая нагрузкой получилась 26,17 Вт. Смотрим ток первичной обмотки.

Ток первичной обмотки 210 мА, минус ток ХХ (36) итого 174 мА. Мощность потребляемая трансформатором получилась 38,28 Вт. Это больше мощности потребляемой нагрузкой в 1,46 раз.
Как видите, здесь показатели гораздо лучше, чем у однополупериодного выпрямителя.
Идём дальше.

Мостовая схема выпрямителя.

Проверим, как поведёт себя мостовая схема выпрямителя.
Для этого соберём следующую схему.

Трансформатор возьмём тот, что был и раньше, с одной вторичной обмоткой из первого рассматриваемого случая для однополупериодного выпрямителя.
Ток нагрузки я выставил 0,5 А, проволочное переменное сопротивление получилось величиной 32 Ома. Напряжение на нагрузке 16 Вольт. Мощность потребляемая нагрузкой получилась 8 Вт.

Смотрим ток потребляемый первичной обмоткой.

Ток первички 53 мА минус ток ХХ (7 мА) = 45 мА. Мощность потребляемая первичной обмоткой получилась 9,9 Вт. Это в 1,23 раза больше, чем мощность потребляемая нагрузкой.
Как видите, здесь показатели ещё лучше, чем у двухполупериодного выпрямителя, не говоря уже об однополупериодном.

Работа выпрямителя на нагрузку с ёмкостной реакцией.

В основном радиолюбители используют в своей практической деятельности выпрямители с сглаживающими фильтрами, начинающимися с ёмкости (конденсатора), то есть нагрузка с ёмкостной реакцией.
Переписывать учебники не имеет смысла, кому интересно, список литературы в конце статьи. Просто я здесь дальше кратко изложу основные схемы выпрямителей применяемых радиолюбителями, их особенности и приближённые электрические характеристики, и как они влияют на общую мощность трансформатора.

Однополупериодный выпрямитель.

Начнём как обычно с однополупериодного выпрямителя.

У такого выпрямителя конденсатор фильтра заряжается до амплитудного значения напряжения вторичной обмотки (при отсутствии нагрузки). То есть если напряжение вторички 10 Вольт, то конденсатор зарядится до 10х1,41=14,1 Вольта (это без падения напряжения на диоде).
Достоинства выпрямителя;
Простота схемы, используется всего один вентиль (диод, кенотрон).
Недостатки;
Большая зависимость выходного напряжения от тока нагрузки, пониженная частота пульсаций по отношению с другими схемами, что требует применение конденсаторов в два раза большей ёмкости, плохое использование трансформатора (низкий КПД), присутствует вынужденное намагничивание сердечника. При пробое вентиля, переменное напряжение поступает на конденсатор, что ведёт его к выходу из строя и взрыву.
Особенности схемы;
Применяется радиолюбителями для питания слаботочных цепей. Обратное напряжение в этой схеме прикладываемое к вентилю, приблизительно в три раза больше напряжения вторичной обмотки (точнее в 2,82 раза), почему так происходит — попробуйте сами определить. То есть если у Вас вторичка имеет напряжение 100-110 Вольт, то диод необходимо ставить на обратное напряжение не менее 400 Вольт, на 300 Вольт может пробить.
Средний ток через вентиль здесь соответствует току нагрузки, а действующее значение тока через вентиль в два раза больше тока нагрузки.

 

Вторичная обмотка для однополупериодного выпрямителя выбирается в 1,8 -1,9 раз больше по току (лучше в 2 раза), чем ток потребления нагрузки. К общей расчётной мощности трансформатора, если есть ещё другие обмотки, добавьте мощность этой Вашей нагрузки умноженной на 2.

Двухполупериодный выпрямитель.

Двухполупериодный выпрямитель обладает гораздо лучшими параметрами, чем однополупериодный. Выходное напряжение этого выпрямителя (напряжение на конденсаторе) в 1,41 раз выше, чем напряжение вторичной обмотки (половины). Это при отсутствии нагрузки.

Достоинства выпрямителя;
Малое количество используемых вентилей (2). Среднее значение тока через вентиль почти в два раза меньше тока нагрузки. Уровень пульсаций у этой схемы в 2 раза меньше по сравнению с однополупериодной схемой выпрямления. Емкость конденсатора при одинаковом с однополупериодной схемой коэффициенте пульсаций, может быть в 2 раза меньше. Отсутствует вынужденное намагничивание сердечника, но это зависит от конструкции трансформатора и способа намотки обмоток, о чём будет сказано ниже.
Недостатки;
Сложная конструкция трансформатора, вторичная обмотка состоит из двух половин, откуда не рациональное использование меди. Обратное напряжение на один вентиль здесь также больше напряжения (половины) вторичной обмотки в 2,82 раза. Плохое использование трансформатора, так как общая расчётная мощность всей вторичной обмотки получается в 2,2 раза больше мощности потребляемой нагрузкой.
Особенности схемы;
Так как за один период, в этой схеме работают обе половины вторичной обмотки по очереди, соответственно и вентили (диоды) тоже работают по очереди, то среднее значение тока через один вентиль (за период) здесь получается почти в два раза меньше, чем ток нагрузки. То есть например, если поставить в эту схему диоды с допустимым постоянным током на 5 Ампер, то снять с этого выпрямителя можно будет 7-8 Ампер без особого риска выхода из строя диодов, естественно обеспечив им необходимое охлаждение. Действующий же ток через вентиль и вторичную обмотку здесь будут в 1,1 раза больше тока нагрузки.
Провод для вторичной обмотки в этой схеме, можно выбирать на 30-40% меньше по току (сечение), чем ток нагрузки, так как половины вторичной обмотки так же работают по очереди и среднее значение тока вторичной обмотки получается меньше тока нагрузки. Но лучше, если позволяют размеры трансформатора и возможности, мотать вторичку проводом соответствующего сечения с током нагрузки.

Насчёт вынужденного намагничивания сердечника. Если сердечник трансформатора Ш-образный, броневой, и все обмотки размещены на одном каркасе, то вынужденного намагничивания сердечника здесь не будет.
Если сердечник трансформатора стержневой и в конструкции трансформатора предусмотрены два каркаса, на которых размещены обмотки, и сетевая обмотка состоит из двух половин, размещённых на разных стержнях (ТС-180, ТС250), то вторичную обмотку в таких трансформаторах необходимо выполнять следующим образом;
Каждая половина вторичной обмотки делится ещё раз пополам и наматывается на разных стержнях, потом всё соединяется последовательно, сначала четверти одной половины, затем другой. Как ниже на рисунке. Иначе будет намагничивание сердечника.

 

Так как кенотроны обладают большим внутренним сопротивлением, то при выборе кенотронной схемы выпрямителя, напряжение вторичной обмотки (половины) выбирается в среднем примерно на 10-15% меньше планируемого выходного напряжения выпрямителя. Это ещё зависит от тока нагрузки. Чем больше ток нагрузки, тем меньше должна быть разница.
Ещё запомните, что во всех выпрямителях и с кенотронами и с диодами, конденсаторы фильтра при отсутствии нагрузки, всегда заряжаются до амплитудного напряжения вторичной обмотки (UC = U2 x 1,41). Это учитывайте при выборе напряжения конденсаторов фильтра.

Как примерно определить здесь, какая мощность добавится к общей мощности трансформатора? Не углубляясь глубоко в теорию, так как там очень много зависящих друг от друга факторов, можно поступить следующим образом;

Зная расчётный ток нагрузки, умножаем его на 1,7 (схема с кенотронами), или на 1,6 (схема с диодами), потом полученный результат умножаем на напряжение нагрузки. Это будет приблизительный результат полученной мощности, которая добавится к общей мощности трансформатора. Большой ошибки здесь не будет.

 

Мостовой выпрямитель.

Мостовой выпрямитель, так же как и двухполупериодный, обладает гораздо лучшими параметрами, чем однополупериодный и немного получше КПД, чем у двухполупериодного. Поэтому это наиболее распространённая схема.

Достоинства выпрямителя;
Среднее значение тока через вентиль почти в два раза меньше тока нагрузки. Уровень пульсаций у этой схемы в 2 раза меньше по сравнению с однополупериодной схемой выпрямления. Емкость конденсатора при одинаковом с однополупериодной схемой коэффициенте пульсаций, может быть в 2 раза меньше. Отсутствует вынужденное намагничивание сердечника. Используется всего одна вторичная обмотка.
Недостатки;
Плохое использование трансформатора, так как приходится увеличивать расчётную мощность вторичной обмотки на величину амплитудного значения напряжения вторичной обмотки, т.е. в 1,41 раз. Увеличенное число используемых вентилей (4) и необходимость их шунтирования резисторами, для выравнивания обратного напряжения на каждом их них. Хотя это уже не столь актуально при современном качестве их исполнения. Ещё в два раза большее падение напряжения, по сравнению с другими схемами, так как выпрямляемый ток проходит по двум вентилям последовательно. Но это заметно только при низком выходном напряжении и больших токах нагрузки.
Особенности схемы;
В этой схеме так же, как и в двухполупериодной, среднее значение тока через один вентиль (за период) получается почти в два раза меньше, чем ток нагрузки. То есть также можно использовать диоды с меньшим рабочим током (на 30-40%), чем ток нагрузки.
А вот действующий ток вторичной обмотки всегда будет выше, чем ток нагрузки, минимум на 1,41. Поэтому провод для вторичной обмотки в этой схеме нужно выбирать в 1,5 раза больше по току (сечение), чем ток нагрузки. Почему, потому что выпрямитель всегда будет заряжать конденсатор фильтра до амплитудного значения напряжения вторичной обмотки, и от величины этого напряжения и подсчитывается мощность. А так, как по закону сохранения энергии она никуда не пропадает, то вторичной обмотки ничего не остаётся, как постоянно восполнять эту разницу. То есть у нас например вторичная обмотка имеет напряжение 14 Вольт. На конденсаторе фильтра будет напряжение около 20-ти Вольт. Нагрузили мы её током 0,5 Ампер. Мощность получилась 10 Вт. Значит и вторичка должна отдавать 10 Вт, а при выходном напряжении 14 Вольт это будет ток примерно 0,71 Ампера, то есть больше тока нагрузки в 1,41 раз.

Вторичная обмотка в мостовой схеме выпрямителя, всегда будет отдавать энергию на заряд конденсатора до амплитудного значения напряжения, а нагрузка разряжать его. То есть это как повышающий преобразователь, где низковольтная часть — это вторичная обмотка, а высоковольтная — конденсатор фильтра. Поэтому и ток вторичной обмотки всегда будет выше тока нагрузки на эту разницу напряжений, то есть минимум в 1,41 раз.

Например нашли Вы трансформатор с выходным напряжением 24 Вольта и током нагрузки 5 Ампер (120 Вт). Собрали линейный регулируемый блок питания, подключили к нему нагрузку 12 Вольт и током потребления 5 Ампер (60 Вт). Вроде всё нормально должно быть. Погоняли с полчаса-час, запахло палёным, потрогали трансформатор — обожглись. Как так?

Давайте проверим что у нас было с трансформатором;
Ток нагрузки 5 Ампер, напряжение на конденсаторе фильтра в режиме ХХ будет 24х1,41=33,84 Вольта. Мощность потребляемая нагрузкой будет 33,84х5=169,2 Вт, притом это не зависит от выходного напряжения Вашего БП, хоть 5 Вольт, хоть 25. Остальная мощность просто потеряется на регулирующем транзисторе.
И вот оказывается, что в течении часа наш транс отдавал мощность нагрузке 170 Вт!!!, хотя его мощность 120.

Вывод; Для схемы мостового выпрямителя, сечение провода вторичной обмотки необходимо выбирать на 50% или в 1,5 раза больше планируемого тока нагрузки для обеспечения нормальных условий работы трансформатора, или же выбирать трансформатор для своей конструкции с током вторичной обмотки выше планируемого на такую же величину, так как ток нагрузки на трансформаторах указан для активной нагрузки.

Ну и соответственно мощность вторичной обмотки подсчитывается так: Ток нагрузки умножаем на напряжение вторичной обмотки и полученный результат умножаем на 1,5.

 

Схема удвоения напряжения.

Схема удвоения напряжения, тоже довольно часто применяется на практике. Схема состоит из двух однополупериодных выпрямителей, включенных последовательно и работающих на общую нагрузку. Особенностью данной схемы является то, что в одном полупериоде от вторичной обмотки “заряжается” один конденсатор, а во втором полупериоде от той же обмотки – другой. Поскольку конденсаторы включены последовательно, то результирующее напряжение на обоих конденсаторах (на нагрузке) в два раза выше, чем можно получить от той же вторичной обмотки в схеме с однополупериодным выпрямителем. То есть максимальное выходное напряжение ХХ выпрямителя равно U2 х 2,82 , почти в три раза больше напряжения вторичной обмотки.

Достоинства выпрямителя;
Вторичную обмотку трансформатора можно рассчитывать на значительно меньшее напряжение. Отсутствует вынужденное намагничивание сердечника. Используется всего одна вторичная обмотка.
Недостатки;
Большая зависимость выходного напряжения от тока нагрузки. Значительные токи через вентили выпрямителя и вторичную обмотку. Уровень пульсаций значительно выше, чем в схемах двухполупериодных выпрямителей.
Особенности схемы;
Схемы эти на практике применяются для получения высоких напряжений при малых токах нагрузки. Например вполне можно использовать такую схему для питания анодных цепей в маломощных ламповых усилителях, если нет подходящего трансформатора а перематывать лень, в предварительных каскадах мощных ламповых усилителях, сеточных цепей, и т.д.. Пульсации на нагрузке здесь такие же, как в мостовой или двухполупериодной схеме выпрямителей. Ток протекающий через вентиль соответствует току нагрузки. Обратное напряжение на вентиль равно амплитудному значению напряжения вторичной обмотки.

Действующий ток вторичной обмотки здесь больше тока нагрузки почти в три раза (2,82). Мощность вторичной обмотки подсчитывается так, ток нагрузки умножаем на 2,9 и полученный результат умножаем на напряжение вторичной обмотки. Сечение провода вторичной обмотки для этой схемы, выбирается по току в три раза больше, чем ток потребляемый нагрузкой.

Почему так, теперь Вы сами вполне сможете догадаться. Если напряжение ХХ вторичной обмотки например 10 Вольт, то при положительном полупериоде конденсатор С1 здесь зарядится до какого напряжения? Правильно, до 14,1 вольта (до амплитудного значения напряжения вторичной обмотки, которое больше действующего в 1,41 раз). При отрицательном полупериоде конденсатор С2 так же зарядится до 14,1 вольт. Какое будет итоговое напряжение на нагрузке (R), 28,2 Вольта, то есть в 2,82 раза больше напряжения вторичной обмотки. Отсюда и вторичке ничего не остаётся, как всё время компенсировать эту разницу.

Удачи Вам в конструировании!

Список литературы;

• Терентьев Б.П. «Электропитание радиоустройств» (1958).
• Белопольский И.И. «Электропитание радиоустройств» (1965).
• Рогинский В. «Электропитание радиоустройств» (1970).

 

Что такое потери в силовых трансформаторах?

17.05.2020

Главными характеристиками трансформатора считаются его мощность и напряжение тока на первичной и вторичной обмотке. Электрическая энергия передается от первичной обмотки к вторичной через металлический сердечник посредством явления электромагнитной индукции. Но на деле не вся энергия, которая поступает в трансформатор, доходит до потребителей. Эта разница между поступающей мощностью и выходной является потерями трансформатора. 

Типы потерь в силовом трансформаторе

Трансформатор – это статическое электромагнитное оборудование. В нем нет двигателя или каких-либо подвижных деталей. Поэтому о механических потерях мы здесь не говорим. Все потери в данном случае – это потери активной мощности. Энергия расходуется из-за сопротивления обмоток и сердечника. Когда меняется режим работы трансформатора, то и показатели потерь становятся иными. 

Потери в трансформаторе на холостом ходу

В режиме холостого ходя вторичная обмотка не подключена к потребителям. Это значит, что вся энергия с первичной обмотки уходит только, чтобы намагнитить сердечник. Эти потери называют магнитными – их обозначают Pм. Потери холостого хода считают, когда на оборудование подается ток номинальной силы и напряжения. 

Ро = Рм+I2о * r1,

Iо – сила тока первичной обмотки,

r1 – это сопротивление в первичной обмотке.

Величина потерь на холостом ходу носит постоянный характер. Это цифра зависит от суммы активной и намагничивающей частей. А последние два показателя находятся в зависимости от характеристик обмоток и сердечника.

Основные потери обмоток

Энергия, которая подается на первичную обмотку трансформатора через магнитный сердечник передается вторичной обмотке. Обозначим ток в первичной обмотке I1, соответственно ток во вторичной обмотке будет I2.

Частично полезная мощность уходит на преодоление сопротивления обмоток – это общие потери мощности во время нагрузки – Рнагр. Они пропорционально зависимы от квадратов первичного и вторичного тока, и от значений сопротивления обмоток.

Рнагр = I21r1 + I22r2,

где I1 и I2 — ток первичной и вторичной обмоток,

r1 и r2 — сопротивление в первичной и вторичной обмотках.

Pнагр находятся в прямой зависимости от нагрузки, которая подается на трансформатор. Поэтому величина потерь под нагрузкой носит изменяющийся характер.

Другие потери обмоток

Через обмотки трансформатора и сердечник проходят не только токи нагрузки. Часть электромагнитных линий начинаются и замыкаются только внутри проводов либо отдельных пластин сердечника – это вихревые токи. Есть токи, которые идут от одного витка обмотки к соседнему или от одной платины сердечника к ближайшей – это циркулирующие электромагнитные потоки. Эти дополнительные токи не совпадают по направлению с основным – они перпендикулярные ему. Значит их возникновение делает работу трансформатора менее эффективной.

Помимо обмоток и сердечника, потери мощности происходят и в других частях трансформатора: в стенке масляного бака, в прессующих кольцах, ярмовых балках.

Производители электромагнитного оборудования все время совершенствуют свой продукт. К примеру, сердечники трансформаторов для снижения потерь не отливаются цельными, а составляются из пластин, перемежающихся изоляционным слоем. Отдельные витки обмоток также изолированы. Все это положительно сказывается на полезной мощности оборудования. Так современные трансформаторы имеют коэффициент полезного действия от 90% и более.

Теория силового трансформатора

— Gowanda

Наиболее частым назначением силового электронного трансформатора является преобразование мощности переменного тока (АС) из одного переменного напряжения (или тока) в другое переменное напряжение (или ток). Другой распространенной целью является обеспечение гальванической развязки между электрическими цепями. Мощность — это произведение напряжения на ток. Силовые трансформаторы не изменяют уровни мощности, за исключением паразитных потерь. Входная мощность за вычетом паразитных потерь мощности равна выходной мощности.Идеальные силовые трансформаторы не имеют потерь, следовательно, выходная мощность равна входной. Увеличение выходного напряжения приведет к уменьшению выходного тока. Электроэнергетические компании предпочитают передавать электроэнергию при малых значениях тока, чтобы снизить резистивные потери в линиях электропередачи. Более низкие токи также позволяют использовать кабели передачи меньшего размера. Силовой трансформатор используется между генерирующим оборудованием и линией (ами) электропередачи для повышения (увеличения) напряжения передачи (до высокого напряжения) и уменьшения тока передачи.Распределительные трансформаторы, которые являются силовыми трансформаторами, используются для понижения (понижения) напряжения до уровней, необходимых для промышленного и бытового использования.

Силовые электронные трансформаторы можно классифицировать по номинальной мощности (от дробной ВА до мега-ВА), типу конструкции и / или по предполагаемому применению. Один и тот же базовый силовой трансформатор может подходить для нескольких применений, поэтому один и тот же силовой трансформатор может быть отнесен к нескольким перекрывающимся типам категорий.Обычный человек связывает силовые трансформаторы с электроснабжением, поэтому они думают о полюсных трансформаторах и распределительных трансформаторах. На ум не сразу приходят силовые трансформаторы, используемые внутри их бытовой техники и электронных устройств. Две самые широкие категории силовых трансформаторов — это силовые трансформаторы электроснабжения и электронные силовые трансформаторы (1 и 3 фазы). Силовые трансформаторы почти полностью представляют собой синусоидальные трансформаторы переменного тока. Электронный силовой трансформатор — это, по сути, любой электронный трансформатор, подающий питание на электронные схемы.Существует множество подкатегорий: импульсные, инвертирующие, переключающиеся (обратный преобразователь, прямой преобразователь), тороидальные, прямоугольные, изоляционные и другие. Измерительные трансформаторы (например, трансформаторы тока) не считаются силовыми трансформаторами. Они измеряют напряжение или ток вместо подачи питания.

Электронные трансформаторы / силовые трансформаторы имеют размер от кубического сантиметра до нескольких кубических метров. Вес может варьироваться от долей унции до нескольких тонн. Размер и вес силового трансформатора зависит от нескольких факторов.Неполный список включает в себя: желаемую номинальную мощность, максимальную температуру окружающей среды, допустимое повышение температуры, метод охлаждения (воздушное или жидкостное охлаждение, естественная конвекция или принудительное), форма трансформатора, требования к диэлектрической проницаемости напряжения, требуемое регулирование напряжения, рабочая частота, рабочая форма волны, и основной материал. Из них двумя наиболее ограничивающими параметрами являются допустимый рост температуры и требуемое регулирование напряжения. Рабочая частота является основным параметром при выборе материала сердечника. В низкочастотных устройствах обычно используются сердечники из ленточной или ламинированной кремнистой стали.В приложениях с умеренной частотой используются сердечники с ленточной намоткой или ламинированные никелево-железные сердечники. В высокочастотных приложениях обычно используются ферритовые сердечники.

Силовые трансформаторы выпускаются различных форм. Тороидальные силовые трансформаторы являются высокоэффективными. Они имеют наименьший размер (по объему и весу), меньшую индуктивность рассеяния и меньшие электромагнитные помехи
(EMI). Их обмотки лучше охлаждаются из-за пропорционально большей площади поверхности. Бобинные или трубчатые трансформаторы обычно более экономичны в изготовлении.Длинные тонкие сердечники больше подходят для низкочастотных высокодобротных трансформаторов. Некоторые формы, например сердечники электролизеров, являются самозащитными (снижает электромагнитные помехи).

Силовые трансформаторы

• Изучив этот раздел, вы сможете описать:
• • Отводы.
• • Силовые трансформаторы с многослойным и тороидальным сердечником.
• • Изоляция.
• • Автотрансформаторы.
• • Импульсные трансформаторы питания.
• • Неисправности трансформатора.

Рис. 11.3.1 Силовой трансформатор с ламинированным сердечником.

Силовые трансформаторы с ламинированным сердечником

Задача силового трансформатора в электронной системе состоит в том, чтобы обеспечить эту систему несколькими источниками переменного тока различных напряжений и подходящих значений тока от высокого напряжения электроснабжения общего пользования.Кроме того, может потребоваться электрическая изоляция между электронной схемой и внешним источником питания общего пользования. Типичная конструкция силового трансформатора с многослойным сердечником показана на рис. 11.3.1.

Сердечник из тонкой стальной пластинки E и I используется для уменьшения воздействия вихревых токов. Они зажимаются вместе, и первичная и вторичная обмотки наматываются на каркас, расположенный вокруг центрального плеча сердечника. Обмотки могут быть разделены, как показано, или, часто, для большей эффективности, намотаны концентрически слоями (первичная, вторичная, первичная, вторичная и т. Д.).Трансформаторы часто изготавливаются специально для конкретного приложения или оборудования, в котором они используются. Поэтому для правильной идентификации обмоток может потребоваться ссылка на данные производителя.

Рис. 11.3.2 Принципиальная схема силового трансформатора

с ответвлениями.

Отводы.

Чтобы трансформаторы могли подавать ряд вторичных напряжений в различные части цепи, силовые трансформаторы обычно имеют «обмотки с ответвлениями». То есть обмотки разделяются на различные секции с использованием ряда соединений, выведенных из одной обмотки, каждое из которых имеет определенное количество витков вдоль обмотки, как показано на схематической диаграмме символов Рис.3.2 ниже.

Это обеспечивает выбор различных соотношений витков между первичной и вторичной обмотками, что позволяет использовать разные входные напряжения и получить диапазон различных выходных напряжений.

При использовании обмотки с центральным отводом, например 9 В 0 В 9 В может быть обеспечено сбалансированное питание, дающее два равных напряжения (9 В) противоположной полярности, или одно питание 18 В.

Тороидальные силовые трансформаторы

Рис. 11.3.3 Тороидальный силовой трансформатор

Популярная конструкция силовых трансформаторов основана на тороидальном сердечнике, показанном на рис. 11.3.3, (Тороид — это просто сердечник в форме ореха). Такая конструкция обеспечивает отличную связь между первичной и вторичной обмотками, поскольку обе катушки намотаны друг на друга вокруг одного и того же сердечника, а не отдельных обмоток, используемых на сердечниках трансформатора E-I. Потери на вихревые токи в тороидальном сердечнике сохраняются на низком уровне за счет изготовления сердечника из спиральной полосы из стали с ориентированной зернистостью или литья сердечника из ферритового материала сердечника с высокой проницаемостью. Конструкция тороидального трансформатора, хотя, как правило, более дорогая, чем типы с многослойным стальным сердечником E-I-образной формы, тороидальный сердечник обеспечивает меньший и более легкий трансформатор, чем для данной номинальной мощности, вместе с более высоким КПД и меньшей утечкой магнитного поля вокруг трансформатора.

Изоляция.

Одним из преимуществ трансформаторов (кроме автотрансформаторов) является отсутствие электрического соединения между входной цепью, подключенной к первичной обмотке, и выходной цепью, соединенной с вторичной обмоткой; поэтому их можно использовать для гальванической развязки двух цепей.

Изолирующие трансформаторы

используются для повышения безопасности пользователей электрического оборудования, такого как наружные электроинструменты, а также для технических специалистов, обслуживающих оборудование, где возможно прикосновение к токоведущим проводам и компонентам, путем обеспечения входных и выходных клемм, которые электрически изолированы от главная цепь.

Большие разделительные трансформаторы обычно способны выдерживать выходную мощность около 250-500 ВА (вольт-амперы) без перегрузки. Их первичная обмотка подключена непосредственно к источнику питания, и для обеспечения выходного напряжения сети (или линии) их соотношение витков составляет 1: 1, как показано на рис. 11.3.4. Они также имеют заземленный металлический экран между первичной и вторичной обмотками для предотвращения прохождения переменного тока электростатическим (емкостным), а также индуктивной связи между двумя обмотками.

Рис. 11.3.4 Разделительный трансформатор сети.

Использование изолирующего трансформатора значительно снижает риск поражения электрическим током человека, одновременно касающегося токоведущего проводника и земли, поскольку вторичная цепь не имеет заземления и, следовательно, не имеет непрерывной цепи для протекания тока. Изолирующий трансформатор НЕ защищает от поражения электрическим током при прикосновении к фазе и нейтрали одновременно.

Изолирующие трансформаторы гораздо меньшего размера используются в оборудовании для передачи голоса и данных, таком как факсимильные аппараты и модемы, где их задача — безопасно изолировать оборудование, которое в условиях неисправности может допускать наличие высокого напряжения на их интерфейсе с телефонной системой общего пользования.Они также используются для согласования импеданса входов и выходов оборудования с сопротивлением телефонных линий.

Рис. 11.3.5 Принципиальная схема Автотрансформатора

.

Автотрансформаторы.

Это трансформатор особого типа, имеющий только одну обмотку. Он часто используется для преобразования между различными сетевыми (линейными) напряжениями, что позволяет использовать электрическое оборудование во всем мире. Одиночная непрерывная обмотка разделена на несколько «ответвлений», как показано на рис.11.3.5 для получения различных напряжений. Соответствующее количество витков обеспечивается между каждым ответвлением для создания необходимого напряжения на основе соотношения витков между полной обмоткой и ответвлением. Полезный метод расчета неизвестных напряжений на автотрансформаторе, если известно количество витков на различных ответвлениях, заключается в использовании метода вольт на виток, описанного на странице «Основные операции трансформатора». В отличие от обычного трансформатора с первичной и вторичной обмотками, автотрансформатор не обеспечивает развязки между входом и выходом.

Автотрансформаторы

также используются для обеспечения очень высоких напряжений, необходимых для таких приложений, как автомобильные системы зажигания и приводы электронно-лучевых трубок в ЭЛТ-телевизорах и мониторах.

Часть имени «Авто» в данном случае не означает «автоматический», но имеет значение «Один — действует самостоятельно», как в auto nomous.

Импульсные трансформаторы питания

Трансформаторы с многослойным сердечником в настоящее время менее распространены из-за использования импульсных источников питания (SMPS).Эти схемы работают на гораздо более высоких частотах, чем более старые источники питания 50-60 Гц. Помимо того, что они более эффективны, SMPS имеют то преимущество, что многие компоненты в цепи источника питания могут быть физически намного меньше и легче, включая трансформатор. В трансформаторах SMPS, работающих на частоте около 500 кГц, как в примере на рис. 11.3.6 в телевизионном приемнике, вместо ламинированных сердечников используется феррит, поскольку потери в феррите на высоких частотах намного меньше, чем в ламинированных сердечниках. Сигналы, обрабатываемые трансформаторами в SMPS, помимо высокой частоты, обычно имеют прямоугольную форму.Из-за этого они будут содержать много гармоник на еще более высоких частотах. Это создает проблему из-за «скин-эффекта»; высокочастотные токи, протекающие по проводам, имеют тенденцию течь только по внешней обшивке проводов, что усложняет обычные вычисления площади поперечного сечения проводов. Поскольку эффективная площадь поперечного сечения изменяется в зависимости от частоты, то и эффективная индуктивность обмотки изменяется. Кроме того, компоновка компонентов по отношению к трансформаторам SMPS требует тщательного проектирования, так как электромагнитные помехи на высоких частотах выше.

Рис. 11.3.6 Импульсный источник питания

Трансформатор.

Неисправности трансформатора

Трансформаторы обычно отличаются высокой надежностью; их очень высокий КПД означает, что в нормальных условиях небольшая мощность рассеивается в виде тепла (во многих компонентах это самый большой убийца!). Как и в случае с любым другим электронным устройством, именно те, которые работают с наибольшей мощностью, являются наименее надежными, поэтому силовые трансформаторы, особенно те, которые работают с высоким напряжением, более подвержены пробоям, чем трансформаторы других типов.

Перегрев, вызванный внутренней неисправностью или перегрузкой, может привести к опасным ситуациям, вплоть до полного «расплавления». По этой причине многие силовые трансформаторы могут быть оснащены плавкими предохранителями или автоматами защиты от перегрева. В маловероятном случае выхода этого устройства из строя первичная обмотка обычно оказывается разомкнутой. Часто бывает трудно или невозможно удалить и / или отремонтировать предохранитель, который находится глубоко внутри обмоток. Это также очень вероятно неразумно, поскольку трансформатор перегреется по одной из двух возможных причин:

• 1.Трансформатор был серьезно перегружен в течение длительного времени; в этом случае могло произойти внутреннее повреждение изоляции. Самый безопасный вариант — заменить трансформатор.
• 2. В трансформаторе произошло внутреннее короткое замыкание. Это означает, что нарушена изоляция между двумя витками обмотки. В результате получается обмотка с одним витком. Коэффициент трансформации сейчас огромен! Представьте трансформатор с 1000 витками на первичной обмотке и 100 витками на вторичной обмотке, имеющей короткое замыкание на вторичной обмотке.Передаточное число только что изменилось с 10: 1 до 1000: 1! В результате получается очень низкое вторичное напряжение, но очень большой ток. В этом случае опять же единственное решение — замена.

Единственная неисправность, с которой я лично столкнулся и регулярно встречался за 26 лет обслуживания электроники, — это пробой изоляции на трансформаторах очень высокого напряжения; тип, используемый для генерации нескольких тысяч вольт в телевизионных приемниках. Большинство из этих неисправностей произошло летом в субботу днем, причина? Люди, возвращающиеся из отпуска, часто делали это в субботу днем, а телевизор не использовался в течение недели или более.За это время влага проникла в обмотки трансформатора, и когда снова было приложено высокое напряжение, возникла дуга, и трансформатор сразу же замкнул виток.

При любой неисправности, в которой подозревается трансформатор (любого типа), вероятность того, что он является виновником, очень низка в списке вероятностей.

Объем рынка силовых трансформаторов

, анализ долей | Прогноз роста

ГЛАВА 1: ВВЕДЕНИЕ

1.1. Описание отчета

1.1.1.Основные преимущества для заинтересованных сторон

1.2.Основные сегменты рынка
1.3.Методология исследования

1.3.1.Первичное исследование
1.3.2.Вторичное исследование
1.3.3.Инструменты и модели аналитика

ГЛАВА 2: РЕЗЮМЕ

2.1.CXO Perspective

ГЛАВА 3: РЫНОЧНЫЙ ПЕЙЗАЖ

3.1. Определение и объем рынка
3.2. Основные выводы

3.2.1. Верхние инвестиционные карманы
3.2.2. Анализ пяти сил Портера

3.3.Market Dynamics

3.3.1. Водители

3.3.1.1. Увеличение спроса на электроэнергию во всем мире
3.3.1.2. Замена существующих сетей передачи
3.3.1.3. Расширение внедрения интеллектуальных сетей

3.3.2. Ограничение

3.3.2.1. Высокий стоимость установки, материально-технического обеспечения и вспомогательной инфраструктуры трансформатора

3.3.3. Возможности

3.3.3.1. Расширение использования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии

ГЛАВА 4: РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, РЕЙТИНГ

4.1.Обзор

4.1.1.Размер рынка и прогноз

4.2.Низкий (от 5 МВА до 100 МВА)

4.2.1.Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
4.2.2.Размер рынка и прогноз, по регионам

4.3. Средний (от 100 МВА до 500 МВА)

4.3.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
4.3.2. Размер рынка и прогноз, по регионам

4.4. Высокий (более 500 МВА)

4.4.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
4.4.2.Объем и прогноз рынка, по регионам

ГЛАВА 5: РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ПО РЕГИОНАМ

5.1. Обзор

5.1.1. Размер рынка и прогноз

5.2. Северная Америка

5.2.1. Основные тенденции рынка, рост факторы и возможности
5.2.2.Размер и прогноз рынка, по рейтингу
5.2.3.Анализ доли рынка, по странам
5.2.4.США

5.2.4.1.Размер и прогноз рынка по рейтингу

5.2.5.CANADA

5.2.5.1.Размер и прогноз рынка по рейтингу

5.2.6.МЕКСИКА

5.2.6.1.Размер и прогноз рынка по рейтингу

5.3.Европа

5.3.1.Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.3.2.Размер и прогноз рынка по рейтингу
5.3 .3.Анализ доли рынка, по странам
5.3.4.Россия

5.3.4.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.3.5.ГЕРМАНИЯ

5.3.5.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.3.6.ФРАНЦИЯ

5.3.6.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.3.7.UK

5.3.7.1.Размер рынка и прогноз, по рейтингу

5.3.8.ITALY

5.3.8.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.3.9.ОСТАТОЧНАЯ ЕВРОПА

5.3.9.1 .Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.4.Азиатско-Тихоокеанский регион

5.4.1.Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.4.2.Размер и прогноз рынка, по рейтингу
5.4.3.Анализ доли рынка по странам
5.4.4.КИТАЙ

5.4.4.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.4.5.INDIA

5.4.5.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.4.6.Япония

5.4.6.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.4.7.АВСТРАЛИЯ

5.4.7.1.Рынок размер и прогноз, по рейтингу

5.4.8.REST OF ASIA-PACIFIC

5.4.8.1.Размер рынка и прогноз, по рейтингу

5.5.LAMEA

5.5.1.Основные тенденции рынка, факторы роста и возможности
5.5.2. Объем и прогноз рынка, по рейтингу
5.5.3. Анализ доли рынка, по странам
5.5.4.БРАЗИЛИЯ

5.5.4.1.Размер рынка и прогноз, по рейтингу

5.5.5.ЮЖНАЯ АФРИКА

5.5.5.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.5.6.СРЕДНИЙ ВОСТОК

5.5.6.1 .Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.5.7.REST OF LAMEA

5.5.7.1.Размер рынка и прогноз, по рейтингу

ГЛАВА 6: КОНКУРЕНТНЫЙ ЛАНДШАФТ

6.1. ВВЕДЕНИЕ

6.1.1.МАРКЕТНЫЙ ИГРОК ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ, 2019

6.2. ВЫИГРЫШИ СТРАТЕГИИ
6.3. КАРТА ПРОДУКЦИИ ТОП-10 ИГРОКОВ
6.4. КОНКУРСНАЯ ТЕПЛОКАРТА
6.5. КЛЮЧЕВЫЕ РАЗРАБОТКИ

6.5.1. Слияния и поглощения

ГЛАВА 7: КОНКУРЕНТНЫЙ ЛАНДШАФТ

7.1. ВВЕДЕНИЕ

.1.

7.2. СТРАТЕГИИ ВЫИГРЫША ТОП-10
7.3. КАРТА ПРОДУКЦИИ ТОП-10 ИГРОКОВ
7.4. КОНКУРСНАЯ КАРТА
7.5. КЛЮЧЕВЫЕ РАЗВИТИЯ

7.5.1. Слияния и поглощения

ГЛАВА 8: ПРОФИЛИ КОМПАНИИ

:

.CG Power and Industrial Solutions Ltd.

8.1.1. Обзор компании
8.1.2. Обзор компании
8.1.3. Операционные бизнес-сегменты
8.1.4. Портфель продуктов
8.1.5. Эффективность бизнеса

8.2.Siemens AG

8.2.1. Обзор компании
8.2.2. Обзор компании
8.2.3. Операционные бизнес-сегменты
8.2.4. Портфель продуктов
8.2.5. Эффективность бизнеса

8.3.Schneider Electric SE

8.3.1. Обзор компании
8.3.2. Обзор компании
8.3.3. Операционные бизнес-сегменты
8.3.4. Портфель продукции
8.3.5. Производственные показатели

8.4.TBEA Co. Ltd.

8.4.1. Обзор компании
8.4.2. Обзор компании
8.4.3. Портфель продукции

8.5.EMCO Ltd.

8.5.1. Обзор компании
8.5.2. Обзор компании
8.5.3. Портфель продуктов
8.5.4. Эффективность бизнеса

8.6. Кирлоскар Электрик Ко. Лтд.

8.6. 1.Обзор компании
8.6.2.Обзор компании
8.6.3.Продукция

8.7.Toshiba Corporation

8.7.1. Обзор компании
8.7.2. Обзор компании
8.7.3. Операционные бизнес-сегменты
8.7.4. Портфель продуктов
8.7.5. Эффективность бизнеса

8.8.Hitachi Ltd.

8.8.1 Обзор компании
8.8.2 Обзор компании
8.8.3. Операционные бизнес-сегменты
8.8.4. Портфель продуктов
8.8.5. Эффективность бизнеса
8.8.6. Ключевые стратегические шаги и разработки

8.9.Bharat Heavy Electricals Ltd.

8.9.1.Обзор компании
8.9.2.Обзор компании
8.9.3.Операционные сегменты бизнеса
8.9.4.Продукция
8.9.5.Результаты бизнеса

8.10.General Electric Company

8.10.1.Обзор компании
8.10 .2. Обзор компании
8.10.3. Операционные бизнес-сегменты
8.10.4. Продуктовый портфель
8.10.5. Эффективность бизнеса

СПИСОК ТАБЛИЦ

ТАБЛИЦА 01. ГЛОБАЛЬНЫЙ РЫНОК ТРАНФОРМАТОРОВ ЭНЕРГЕТИКИ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 гг. (МЛРД $ )
ТАБЛИЦА 02. РЫНОК СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ НИЗКОГО (от 5 МВА до 100 МВА), ПО РЕГИОНАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 03.ТРАНСФОРМЕРМАРКЕТ МОЩНОСТИ ДЛЯ СРЕДНИХ (от 100 МВА до 500 МВА), ПО РЕГИОНАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛ. ГЛОБАЛЬНЫЙ РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ПО РЕГИОНАМ, 2019–2027 (МЛРД. ДОЛЛ. 2026 г. (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 08. США РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, 2019–2027 гг. (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 09.РЫНОК ЭЛЕКТРОТРАНФОРМАТОРОВ В КАНАДЕ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД. ДОЛЛ. МЛРД ДОЛЛ.)
ТАБЛИЦА 12. ЕВРОПЕЙСКИЙ РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, ПО СТРАНАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛ.)
ТАБЛИЦА 13. ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 15. ФРАНСОВЫЙ РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 гг. (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 16.РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ В Великобритании, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД. ДОЛЛ.)
ТАБЛИЦА 17. 2027 (МЛРД. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 19. АЗИАТСКО-ТИХООКЕАНСКИЙ РЫНОК ТРАНФОРМАТОРОВ ЭНЕРГЕТИКИ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛ. РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, 2019–2027 гг. (МЛРД ДОЛЛ.РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ ЯПОНИИ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД. ДОЛЛ. 2027 (МЛРД. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 26. РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ LAMEA, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛ. РЫНОК ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 29. ЮЖНОАФРИЧЕСКИЙ РЫНОК ТРАНФОРМАТОРОВ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 30.РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ БЛИЖНЕГО ВОСТОКА, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД. ДОЛЛ.)
ТАБЛИЦА 31. ОСТАВШИЕСЯ РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ LAMEA, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД. Долл. США)
ТАБЛИЦА 32. КЛЮЧЕВЫЕ СЛИЯНИЯ И ПРИОБРЕТЕНИЕ (2016-2019)
ТАБЛИЦА 33. ОСНОВНЫЕ СЛИЯНИЯ И ПРИОБРЕТЕНИЯ (2016-2019)
ТАБЛИЦА 34.CG: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 35.AECI: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 36.CG: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 37. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ 9000 МЛРД ДОЛЛ. 38.SIEMENS: ОБЗОР КОМПАНИИ
ТАБЛИЦА 39.SIEMENS: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 40.SIEMENS: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 41. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ (МЛРД ДОЛЛ.
ТАБЛИЦА 46.TBEA: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 47.TBEA: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 48.EMCO: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 49.EMCO: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 50. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ КОМПАНИИ (МЛРД. SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 52.КИРЛОСКАР: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 53. TOSHIBA: ОБЗОР КОМПАНИИ
ТАБЛИЦА 54. ТОШИБА: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 55. TOSHIBA: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 56. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ КОМПАНИИ
МЛРД. .HITACHI: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 59.HITACHI: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 60. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 61.HITACHI: ОСНОВНЫЕ СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ
ТАБЛИЦА 62. СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 64.BHEL: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 65. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 66.GE: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 67.GE: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 68.GE: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 69. ОБЩИЙ СТАЦИОНАРНЫЙ ФИНАНС

СПИСОК РИСУНКОВ

РИСУНОК 01. КЛЮЧЕВЫЕ СЕГМЕНТЫ РЫНКА
РИСУНОК 02. ИСПОЛНИТЕЛЬНАЯ РЕЗЮМЕ, ПО РЕЙТИНГУ
РИСУНОК 03. ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ РЕЗЮМЕ, ПО СТРАНЕ
РИСУНОК 04. ОСНОВНЫЕ ИНВЕСТИЦИОННЫЕ КАРМАНЫ
РИСУНОК 05.УГРОЗА НОВЫХ ПОКУПАТЕЛЕЙ
РИСУНОК 07. УГРОЗА ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ
РИСУНОК 08. НАПРЯЖЕННОСТЬ КОНКУРЕНЦИИ
РИСУНОК 09. ДИНАМИКА РЫНКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
РИСУНОК 11. МЛРД ДОЛЛ. )
РИСУНОК 14.СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДОЛИ РЫНКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ВЫСОКИХ СТРАН, 2019 и 2027 гг. (Млрд долл. США) ПОЛОЖЕНИЕ ИГРОКОВ НА РЫНКЕ, 2019 г.
РИСУНОК 19. КАРТА ПРОДУКЦИИ 10 ЛУЧШИХ ИГРОКОВ
РИСУНОК 20. КОНКУРСНАЯ КАРТА КЛЮЧЕВЫХ ИГРОКОВ
РИСУНОК 21.CG: ДОХОДЫ, 2016–2018 гг. , 2018 (%)
РИСУНОК 23.CG: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО РЕГИОНАМ, 2018 г. (%)
РИСУНОК 24. ДИАГРАММА: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ, 2017–2019 гг. (МЛРД ДОЛЛ. США)
РИСУНОК 25. РЕГИОН, 2019 (%)
РИСУНОК 27.SCHNEIDER: ЧИСТЫЕ ПРОДАЖИ, 2017–2019 (МЛРД ДОЛЛ. США)
%)
РИСУНОК 30.EMCO: ВЫРУЧКА, 2015–2017 гг. (МЛРД $)
РИСУНОК 31.EMCO: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО РЕГИОНАМ, 2017 г. (%)
РИСУНОК 32.TOSHIBA: ВЫРУЧКА, 2016–2018 ГОДЫ (МЛРД ДОЛЛ. СЕГМЕНТ, 2018 г. (%)
РИСУНОК 36.HITACHI: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО РЕГИОНАМ, 2018 г. (%)
РИСУНОК 37.BHEL: ВЫРУЧКА, 2016–2018 гг. (МЛРД $)
РИСУНОК 38.BHEL: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО СЕГМЕНТАМ, 2018 г. (%) )
РИСУНОК 39.BHEL: ДОЛЯ ДОХОДА ПО РЕГИОНАМ, 2018 (%)
РИСУНОК 40.GE: ДОХОДЫ, 2017–2019 гг. (МЛРД $)
РИСУНОК 41.В 2 \ раза R потерь в меди. Повышения находятся рядом с генерирующими станциями. Повышающие трансформаторы на электростанции — показаны три трансформатора и один запасной. Повышающий трансформатор в основании ветряной турбины. У каждой турбины своя. Изображение предоставлено: Патрик Финнеган — CC.

• Понижающее напряжение; следовательно, повышающий ток — позволяет распределять мощность между потребителями при безопасном значении напряжения. Понижения встречаются возле центров нагрузки и в подсистемах передачи.

Понижающие трансформаторы на распределительной станции

• На распределительных трансформаторах, если они есть, устройство РПН поддерживает постоянное вторичное напряжение при увеличении или уменьшении нагрузки.

• Трансформатор также разработан для специальных применений, таких как фазовращающий трансформатор
  • (увеличивает мощность в линии передачи за счет изменения угла поворота \ sin \ delta — подробнее)
  • Преобразователь HVDC трансформатор
  • Static Var Компенсаторный (SVC) трансформатор (ВАР, генерируемые емкостными и индуктивными элементами при среднем напряжении, вам все равно нужен трансформатор для повышения при подключении этих элементов к высоковольтной сети)
  • заземляющий зигзагообразный трансформатор (обеспечьте путь для нуля -последовательный ток в незаземленной системе)

Стоимость трансформатора

Стоимость силового трансформатора значительно варьируется в зависимости от номинала BIL, номинала МВА, конструкции сердечника, требований к гарантированным потерям, конструкции резервуара и т. д.Приведенные ниже цены относятся к трансформатору стандартной конструкции (т. Е. Стандартному звуковому трансформатору с сердечником).

• Трансформатор малой мощности с LTC — 10 МВА или ниже: ~ 600 000 долларов США
• Трансформатор средней мощности с LTC — от 10 МВА до 50 МВА: ~ 800 000 долларов США
• Трансформатор большой мощности с LTC — от 50 МВА до 100 МВА: ~ 1500 000 долларов США
• Трансформатор большой мощности — 100 МВА или больше: ~ 2 500 000 долларов США
• Фазовращающий трансформатор специального назначения — 100 МВА +: ~ 4 000 000 долларов США

Срок поставки трансформатора

~ 1 год, независимо от номинальной мощности МВА.

Информация о стоимости и времени выполнения заказа является приблизительной — обратитесь к поставщику и сообщите технические характеристики оборудования для получения фактических данных.

Узнайте подробности о другом основном оборудовании

ИЛИ

Пройдите тест

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Что такое номинальное напряжение силового трансформатора

Силовой трансформатор — это электрическое устройство, которое используется для повышения или понижения уровня напряжения источника питания.Повышение или понижение зависит от количества витков первичной и вторичной обмоток. Трансформаторы имеют две обмотки: первичная обмотка и вторичная обмотка. Первичная обмотка — это катушка, которая потребляет энергию от источника. Вторичная обмотка — это катушка, которая передает энергию преобразованного или измененного напряжения на нагрузку. Если количество витков на обеих обмотках одинаково, а потери трансформатора незначительны, можно сделать вывод, что напряжение на каждой из обмоток одинаково.В этом случае трансформатор просто используется для изоляции двух электрических цепей. Как правило, силовой трансформатор используется для повышения напряжения источника питания для уменьшения потерь при передаче, а затем для целей распределения в центрах нагрузки выполняется понижение. Силовые трансформаторы — это устройства большего размера, которые передают энергию в общественное электроснабжение или подстанцию.

Силовые трансформаторы используются в передающих сетях, поэтому они не подключаются напрямую к потребителям, что снижает колебания нагрузки.Они используются в передающих сетях с более высоким напряжением для повышающих и понижающих приложений (400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ) и обычно рассчитаны на мощность выше 200 МВА. Они используются для передачи при большой нагрузке, высоком напряжении более 33 кВ и 100% КПД. Также он имеет большие размеры по сравнению с распределительным трансформатором. Он используется на генерирующих станциях и передающих подстанциях с высокими уровнями изоляции. Средние нагрузки составляют около 75 процентов полной нагрузки, и они спроектированы таким образом, что максимальная эффективность достигается при 75 процентах полной нагрузки.Силовой трансформатор фактически является мостом между генератором энергии и первичной распределительной сетью. В зависимости от технических характеристик и номинальных значений силовой трансформатор можно разделить на три категории:

1) Трансформатор малой мощности

2) Трансформатор средней мощности

3) Трансформатор большой мощности

Основное применение этого устройства — преобразование малой мощности. напряжение высокого тока до высокого напряжения низкого тока.

В рейтингах напряжения силовых трансформаторов инженеры оценивают силовые трансформаторы в соответствии с максимальным выходным напряжением и током, которые они обеспечивают.Для данного устройства мы часто читаем или слышим о вольт-амперной (ВА) емкости, которая равна произведению номинального выходного напряжения и максимального поставляемого тока. Трансформатор с выходом 12 В, способный обеспечивать ток до 10 А, имеет мощность в ВА 12 В x 10 А, или 120 ВА. Характер фильтрации источника питания требует, чтобы номинальная мощность силового трансформатора в ВА значительно превышала фактическую мощность в ваттах, потребляемую нагрузкой.

Высококачественный прочный силовой трансформатор, способный обеспечивать необходимые токи и / или напряжения, является неотъемлемой и важной частью хорошо спроектированного источника питания.Трансформатор обычно является самым дорогим компонентом источника питания, который необходимо заменить в случае его перегрева, поэтому инженеры всегда выбирают подходящие номиналы трансформатора при проектировании и изготовлении источника питания.

Когда в цепи используется трансформатор, необходимо учитывать напряжение, ток и мощность первичной и вторичной обмоток. Когда указаны номинальные значения напряжения, тока и мощности, они представляют собой среднюю точку соответствующих максимальных и минимальных номинальных значений.Максимальное напряжение, которое можно безопасно приложить к любой обмотке, определяется типом и толщиной используемой изоляции. Когда между обмотками используется более качественная (и более толстая) изоляция, на обмотки может подаваться более высокое максимальное напряжение.

Трансформаторы, которые используются на электростанции для повышения генерируемого напряжения, обычно называют силовыми трансформаторами. Эти трансформаторы обычно рассчитаны на мощность выше 500 кВА и находятся между генератором и распределительными цепями.Эти трансформаторы также известны как повышающие трансформаторы. Их конструкция зависит от номинала и места установки. Для использования вне помещений они обычно погружаются в масло, тогда как силовые трансформаторы, предназначенные для использования внутри помещений, в основном являются сухими.

Киловольт-ампер кВА — это номинальное значение, обычно используемое для номинального значения трансформатора. Размер трансформатора определяется мощностью нагрузки в кВА. Во многих случаях мощность, необходимая для нагрузки, эквивалентна номинальной мощности трансформатора, выраженной в ВА или кВА.Например, для нагрузки 1 кВт (1000 Вт) потребуется трансформатор 1 кВА при единичном коэффициенте мощности. В зависимости от номинальной мощности кВА силовые трансформаторы подразделяются на:

• Трансформаторы малой мощности: от 500 до 7500 кВА
• Трансформаторы средней мощности: от 7500 кВА до 100 МВА
• Трансформаторы большой мощности: более 100 МВА

Силовые трансформаторы средней и большой мощности оснащены дополнительными устройствами для охлаждения, переключением ответвлений и реле Бухгольца для защиты от внутренних повреждений.Кроме того, в баке маслорасширителя представлены все силовые трансформаторы.

Силовой трансформатор в конце вторичной передачи, понижает уровень напряжения 132 кВ до 33 кВ или 11 кВ в соответствии с требованиями. С этого момента первичное распределение энергии начинает распределять мощность по разным распределительным станциям. В конце первичного распределения распределительные станции получают эту мощность и понижают этот уровень напряжения с 11 кВ или 33 кВ до 415 В (линейное напряжение).От этих распределительных станций до конечных потребителей сохраняется 415 В.

GZ Industrial Supplies предлагает лучшие марки силовых трансформаторов по лучшим ценам.

4 декабря 2020 Эрнест Орхуэбор

Рынок силовых трансформаторов: глобальный анализ продаж и возможности 2031

Обзор рынка силовых трансформаторов

Рынок силовых трансформаторов будет расти на уровне 4,6% CAGR с 2021 по 2031 год, при этом общая оценка ожидается на уровне 21 доллар США.9 миллиардов в 2021 году. Future Market Insights (FMI) прогнозирует, что общий объем продаж превысит 2000 единиц к концу 2031 года.

Некоторыми из ведущих игроков рынка являются ABB, General Electric, Siemens AG, Toshiba Corporation, и Schneider Electric. Среди этих компаний ABB занимает около 12% рынка, а General Electric составляет 8% от общей доли.

Объем продаж силовых трансформаторов в 2016-2020 гг. По сравнению с прогнозом спроса на 2021-2031 гг.

Силовые трансформаторы являются неотъемлемыми компонентами электрических сетей, поскольку они способствуют передаче электроэнергии между сетями без изменения частоты и с минимальными потерями.Увеличение инвестиций в расширение электросетевых сетей и каналов распределения для обеспечения доступа к электроэнергии в отдаленных районах будет способствовать росту спроса на силовые трансформаторы в ближайшие годы.

Благодаря этому рынок вырастет на 4,6% CAGR с 2021 по 2031 год, говорится в недавнем отчете FMI. Силовые трансформаторы повышают напряжение, чтобы уменьшить линейный ток, что приводит к эффективной передаче энергии.

Расширение исследований в области передающих сетей и быстрое использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для выработки электроэнергии в отдаленных районах будут стимулировать рынок силовых трансформаторов в период оценки.

Интеллектуальные сети обеспечивают удаленный доступ и мониторинг сети, а также мгновенно реагируют на колебания спроса на электроэнергию. Они также обеспечивают эффективное охлаждение и оптимальное энергоснабжение, что снижает выбросы углерода.

Строгие государственные постановления, направленные на сокращение выбросов парниковых газов, использование технологий передачи высокого напряжения и разработку экологически чистых трансформаторов, дополнят рост мирового рынка силовых трансформаторов в течение прогнозируемого периода.

Что движет спросом на силовой трансформатор с влажной изоляцией?

Растущее использование трансформаторов для бытового и коммерческого применения, а также их низкая стоимость подпитывают спрос на силовые трансформаторы с мокрой изоляцией.Инициативы в области исследований и разработок, предпринятые для включения силовых трансформаторов с мокрой изоляцией в интеллектуальные энергосистемы, и установка сетей возобновляемых источников энергии с экологически чистыми охлаждающими жидкостями, создадут прибыльные возможности для роста рынка.

Эти трансформаторы обладают высоким КПД и используются там, где высокое напряжение и минимальные потери являются критическими параметрами. По сравнению с сухими силовыми трансформаторами они также обеспечивают улучшенные изоляцию и охлаждение, что способствует росту рынка.

Потребление электроэнергии резко выросло за последние несколько лет из-за все большей оцифровки и роста населения. Ожидается, что рост среднего потребления электроэнергии будет способствовать устойчивому росту рынка силовых трансформаторов.

Строгая изоляция, вызванная пандемией COVID-19, привела к тому, что люди остались и работают дома, что привело к еще большему потреблению электроэнергии, что привело к увеличению продаж силовых трансформаторов в жилищном сегменте.

Какие факторы сдерживают рост рынка силовых трансформаторов?

Медь, алюминий и сталь — основные материалы, используемые при производстве силовых трансформаторов.Рост цен на это сырье приведет к увеличению общей стоимости силовых трансформаторов, что ограничит продажи в странах с низким и средним уровнем доходов.

Колебания в поставках сырья и нарушение каналов распределения и поставок из-за пандемии делают силовые трансформаторы более дорогими, чем обычные системы распределения электроэнергии.

Различия в ценах на сырье и высокие затраты на установку и обслуживание силовых трансформаторов по сравнению с существующими системами распределения электроэнергии будут еще больше препятствовать росту рынка.

Отсутствие высококачественной электротехнической стали, длительные сроки изготовления и монтажа силовых трансформаторов, а также огромные капитальные вложения, необходимые для строительства вспомогательной инфраструктуры для бесперебойной и стабильной работы трансформатора, негативно повлияют на рост рынка в течение прогнозируемого периода.

Ведущие игроки рынка работают над снижением себестоимости изготовления трансформаторов. Их основные стратегии развития включают снижение затрат за счет использования более совершенных методов наблюдения и альтернативных материалов.

Страновой анализ

Почему в США растет спрос на силовые трансформаторы?

Согласно прогнозам, в США появятся возможности для прибыльного роста рынка силовых трансформаторов из-за растущей озабоченности по поводу уровня выбросов парниковых газов и их опасности для окружающей среды. Рост инфраструктуры и строительства наряду с индустриализацией привел к увеличению спроса на силовые трансформаторы в стране.

Рост потребления электроэнергии и растущее внимание к производству электроэнергии из возобновляемых источников являются ключевыми факторами, способствующими росту рынка в стране.Кроме того, США остаются одним из крупнейших производителей электроэнергии в мире, что делает их прибыльным рынком для производителей силовых трансформаторов.

Кроме того, установка интеллектуальных сетей и трансформаторов, модификация существующих устаревших силовых трансформаторов и увеличение проектов по производству возобновляемой энергии будут стимулировать рост рынка в ближайшие годы.

National Grid начала строительство подстанции West Ashville в Нью-Йорке в 2019 году для решения проблем с низким напряжением в существующей сети электропередачи.Строительство новой подстанции в Городе Гармонии было одобрено National Grid для снижения нагрузки на существующую систему. Такие инвестиции в новые электросетевые проекты еще больше увеличат спрос на силовые трансформаторы в США.

Насколько велик рынок силовых трансформаторов в Германии?

Германия имеет 100% доступ к электроэнергии и в настоящее время работает над изменением и расширением существующей системы передачи и распределения. Ожидается, что в связи с ростом спроса на энергию и присутствием в стране ведущих производственных компаний спрос на силовые трансформаторы в Германии будет расти.

Страна делает упор на совместное использование генерируемой энергии с другими странами, чтобы помочь им заполнить пробелы в энергоснабжении и спросе. В связи с тем, что мир переключил внимание на возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии, ожидается, что в ближайшие годы спрос на силовые трансформаторы в Германии вырастет.

Правительство Германии поощряет использование электромобилей для сокращения выбросов парниковых газов. С ростом продаж электромобилей растет спрос на зарядную инфраструктуру, что способствует росту спроса на силовые трансформаторы в Германии.

В следующие три десятилетия Германия планирует вырабатывать около 90% всей электроэнергии из возобновляемых источников энергии. Это требует модернизации устаревших традиционных систем передачи, что, как ожидается, будет стимулировать рынок силовых трансформаторов в Германии.

На основании вышеуказанных факторов прогнозируется, что Германия станет самым быстрорастущим рынком силовых трансформаторов в Европе в течение периода оценки.

Что движет ростом рынка силовых трансформаторов в Китае?

Китай инвестирует в расширение существующей системы передачи и распределения электроэнергии, чтобы удовлетворить растущий спрос на электроэнергию из-за быстрой урбанизации и индустриализации в стране.Увеличение количества прокладок новых линий электропередачи и новых подстанций для сокращения спроса на энергию и дефицита предложения будет стимулировать рынок силовых трансформаторов в Китае.

Страна также уделяет особое внимание расширению своих мощностей по возобновляемым источникам энергии, чтобы ограничить выбросы парниковых газов и удовлетворить растущие потребности в энергии. Всплеск монтажных работ в секторе возобновляемых источников энергии приведет к увеличению спроса на силовые трансформаторы для передачи электроэнергии от места производства к потребителям.

Ведущие игроки рынка вкладывают средства в создание производственных мощностей в Китае из-за обилия сырья и рабочей силы.

Например, в апреле 2021 года Hitachi ABB Power Grids объявила о создании глобального центра проектирования и производства трансформаторов в Чунцине, Китай, с первоначальными инвестициями в 230 миллионов долларов США. Этап I проекта приведет к строительству самой современной производственной базы по производству трансформаторов, глобального центра проектирования трансформаторов и центра обработки изоляционных деталей в Чунцине.

Эти факторы, наряду с запретом на использование угольных электростанций и заменой их на возобновляемые источники энергии в Китае, будут способствовать дальнейшему росту рынка силовых трансформаторов в стране.

Как государственные инициативы увеличивают спрос на силовые трансформаторы в Индии?

Индия является третьим по величине производителем и потребителем электроэнергии в мире. Растущая индустриализация и правительственные инициативы по электрификации сельских районов страны будут стимулировать рост рынка в предстоящие годы. Министерство энергетики сообщило, что общая установленная мощность страны по состоянию на март 2021 года составляет 384,116 ГВт.

Высокий спрос на электроэнергию и ее энергетический сектор в Индии стимулирует государственные инвестиции в производство электроэнергии, убеждая потребителей сокращать потребление электроэнергии и экономить энергия.Эти инициативы, вероятно, будут стимулировать рынок силовых трансформаторов в Индии.

Реализация государственных программ, таких как «Дендаял Упадхьяя Грам Джоти Йоджана (DDUGJY)» для модернизации и улучшения инфраструктуры субпередач и распределения в сельских районах и «Комплексная схема развития энергетики (IPDS)» для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию в городских районах будет увеличить спрос на силовой трансформатор в стране.

Министерство новых и возобновляемых источников энергии (MNRE) запустило программу Pradhan Mantri Kisan Urja Suraksha evem Utthan Mahabhiyan (PM KUSUM) в 2019 году, чтобы побудить фермеров установить солнечные насосы и солнечные электростанции, подключенные к сети.Схема также направлена ​​на расширение доступа к электричеству в сельских районах и, как ожидается, расширит систему передачи, что будет стимулировать рынок силовых трансформаторов в стране.

Модернизация существующей электроэнергетической инфраструктуры с использованием интеллектуальной сети для сокращения выбросов углерода откроет новые возможности для роста рынка силовых трансформаторов в Индии в ближайшие годы.

Анализ категорий

Почему силовой трансформатор с сердечником пользуется большим спросом?

Низкие эксплуатационные расходы и простота обслуживания трансформаторов с сердечником сделали их довольно популярными в широком диапазоне низковольтных приложений.Несмотря на меньшую механическую прочность и меньшую выходную мощность, чем у силового трансформатора с оболочкой, в 2019 году 6 из 10 проданных трансформаторов были силовыми трансформаторами с сердечником.

Участники рынка сосредотачиваются на оцифровке силовых трансформаторов с сердечником и их внедрении в приложениях большой мощности с ограниченным диапазоном промышленного применения. Ожидается, что в течение прогнозируемого периода это откроет прибыльные возможности для продажи силовых трансформаторов с сердечником для промышленного применения.

Почему силовой трансформатор с сухой изоляцией приобретает все большую популярность?

Сухой трансформатор — это трансформатор с магнитным сердечником, в котором вместо влажного охлаждения используется естественное или принудительное воздушное охлаждение.В них используется экологически чистая высокотемпературная система изоляции, и для охлаждения не требуется масло или жидкость.

Поскольку они не содержат движущихся компонентов; они требуют минимального обслуживания и предлагают более высокую надежность и длительный цикл работы. Они находят свое применение в больницах, жилых и коммерческих помещениях, а также на промышленных предприятиях благодаря своей безвредной природе.

Однако ожидается, что к концу 2031 года продажи силовых трансформаторов мокрого типа превысят 19 миллиардов долларов США.Рост продаж можно объяснить более высокой эффективностью мокрого типа по сравнению с сухим и высокой прочностью.

Какая отрасль конечного использования демонстрирует высокий спрос на силовые трансформаторы?

Согласно прогнозам, на жилищный и коммерческий секторы по типу конечного использования будет приходиться более 38% общего дохода. Рост спроса в этих секторах можно объяснить быстрой индустриализацией в странах с формирующейся рыночной экономикой Южной Азии и Африки. Увеличение потребления электроэнергии и усиление интеграции широкополосных каналов распределения частот в жилых и коммерческих помещениях являются ключевыми драйверами роста в этом сегменте.

Растущие инвестиции правительства в программы электрификации, чтобы повысить их способность обслуживать городские и сельские электрические нагрузки. Растущая потребность в создании электрических сетей в сельских жилых и коммерческих помещениях будет стимулировать продажи силовых трансформаторов в будущем.

Почему однофазный силовой трансформатор обеспечивает более высокие продажи?

Резкий рост спроса на электроэнергию во всем мире и рост использования однофазных трансформаторов в распределении электроэнергии являются ключевыми факторами роста рынка силовых трансформаторов.Правительство, сосредоточившее внимание на расширении сети передачи электроэнергии и быстрой модернизации в сельской местности, будет способствовать росту рынка однофазных силовых трансформаторов.

Однофазные трансформаторы широко используются в приложениях с особыми требованиями к напряжению, таких как горнодобывающая, морская, нефтегазовая промышленность, из-за их преимуществ в безопасности по сравнению с трансформаторами, заполненными жидкостью. Ожидается, что это будет хорошим предзнаменованием для роста рынка силовых трансформаторов.

Будет ли сегмент 200–400 кВ продолжать доминировать на рынке силовых трансформаторов?

Процветание промышленных секторов увеличило спрос на электроэнергию, что привело к увеличению продаж силовых трансформаторов 200–400 кВ.Быстро развивающаяся отрасль недвижимости и растущий спрос на трансформаторы в обрабатывающей промышленности и развитии инфраструктуры будут поддерживать повышенный спрос.

Увеличение инвестиций в модернизацию традиционной сетевой инфраструктуры и внедрение интеллектуальных технологий передачи будет стимулировать рост рынка в этом сегменте.

Конкурентоспособность

Future Market Insights (FMI) утверждает, что ABB, General Electric, Siemens AG, Toshiba Corporation и Schneider Electric входят в пятерку крупнейших игроков рынка, работающих на рынке силовых трансформаторов.В совокупности на них будет приходиться более 35% доли мирового рынка в 2021 году.

Стремясь создать экологически чистую энергию и получить значительное конкурентное преимущество, участники рынка сосредотачиваются на проектировании и разработке экологически чистых трансформаторов. Например, в декабре 2020 года Efacec представила новую концепцию модульной системы для силового трансформатора с сердечником, которая приведет к повышению производительности, оптимизации и эффективности.

Ожидается, что эта новая концепция будет применена к трансформаторам от 10МВА до 170МВА и до 400кВ, а также включает новые функции, такие как механическая защита, шум, ультрафиолет и баллистика.

Аналогичным образом, в ноябре 2018 года компания ABB представила «ABB Ability ™ TXpert ™ Dry», первый в мире безмасляный цифровой трансформатор, способствующий цифровизации сетей и обеспечивающий повышенную безопасность, эффективность и надежность.

Основное различие между силовым трансформатором и распределительным трансформатором

Основное различие между силовым трансформатором и распределительным трансформатором

Вкратце, те трансформаторы, которые устанавливаются в конечной или приемной точке длинных и высоковольтных линий электропередачи, — это силовые трансформаторы (в основном повышающие).С другой стороны, распределительные трансформаторы (обычно устанавливаемые на столбах) — это трансформаторы, устанавливаемые рядом с терминалами нагрузки (в городе и деревнях) для обеспечения рабочего напряжения на терминалах потребителей (в основном понижающих).

Ниже приведены некоторые дополнительные различия между силовыми и распределительными трансформаторами.

• Силовые трансформаторы используются в сети передачи с более высоким напряжением для повышающих и понижающих приложений (400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ) и обычно рассчитаны на мощность выше 200 МВА .
Распределительные трансформаторы
• используются в распределительных сетях с более низким напряжением и как средство подключения конечных пользователей. (11 кВ, 6,6 кВ, 3,3 кВ, 440 В, 230 В) и обычно имеют рейтинг менее 200 МВА .
• Силовой трансформатор обычно имеет одну первичную и одну вторичную , а также одну настройку входа и выхода. Распределительный трансформатор может иметь одну первичную обмотку и одну разделенную вторичную обмотку или две или более вторичных обмоток.
• Силовые трансформаторы обычно работают почти с полной нагрузкой.Однако распределительный трансформатор большую часть дня работает при небольших нагрузках.
• Характеристики силовых трансформаторов обычно анализируются по коммерческому или максимальному КПД, поскольку они рассчитаны на максимальный КПД при полной нагрузке. Принимая во внимание, что производительность распределительного трансформатора оценивается по КПД трансформатора в течение всего дня, потому что они предназначены для работы с максимальной эффективностью при нагрузке 60-70%, поскольку они обычно не работают с полной нагрузкой весь день, так как есть пики. часов для загрузки за 24 часа, которые не всегда одинаковы.
• Рейтинг высокого трансформатора во много раз выше, чем у распределительного трансформатора.
• У силового трансформатора плотность потока выше, чем у распределительного трансформатора.
• Силовые трансформаторы, первичная обмотка всегда соединена звездой, а вторичная обмотка соединена треугольником, в то время как в распределительных трансформаторах первичная обмотка соединена треугольником, а вторичная обмотка — звездой. узнайте больше о сравнении соединений звезды и треугольника.
  
• На подстанции, в конце линии передачи, силовой трансформатор подключен по схеме звезда-треугольник (для понижения уровня напряжения)
• В начале линии передачи (H-T) силовой трансформатор подключается по схеме «треугольник — звезда» (для повышения уровня напряжения). Кроме того, не то же самое соединение, то есть соединение треугольником и звездой, также используется в трехфазном понижающем распределительном трансформаторе

Полезно знать : Эффективность в течение всего дня = (Производительность в кВтч) / (Потребляемая мощность в кВтч) за 24 часа.Эффективность в течение всего дня меньше, чем энергоэффективность.