Статья Какие трансформаторы бывают?

Какие же трансформаторы бывают и в чем их отличие?!

Силовой трансформатор

Данный вид низкочастотных (50-60 Гц) трансформаторов служит в электрических сетях, а также в установках приема и преобразования электрической энергии. Почему называется силовой? Потому что именно этот тип трансформаторов применяется для подачи и приема электроэнергии на ЛЭП и с ЛЭП, где напряжение может достигать 1150 кВ.

В городских электросетях напряжение достигает 10 кВ. Посредством именно силовых низкочастотных трансформаторов напряжение также и понижается до 0,4 кВ, 380/220 вольт, необходимых потребителям.

Конструктивно типичный силовой трансформатор может содержать две, три или более обмоток, расположенных на броневом сердечнике из электротехнической стали, причем некоторые из обмоток низшего напряжения могут питаться параллельно (трансформатор с расщепленными обмотками).

Это удобно для повышения напряжения, получаемого одновременно с нескольких генераторов. Как правило, силовой трансформатор помещен в бак с трансформаторным маслом, а в случае особо мощных экземпляров добавляется система активного охлаждения.

Трансформаторы силовые трехфазные мощностью до 4000 кВА устанавливаются на подстанциях и электростанциях. Более распространены трехфазные, поскольку потери получаются до 15% меньше, чем с тремя однофазными.

Трансформатор сетевой

Сетевые трансформаторы еще в 80-е и 90-е годы можно было встретить практически в любом электроприборе. С помощью именно сетевого трансформатора (обычно однофазного) напряжение бытовой сети 220 вольт с частотой 50 Гц понижается до уровня, требуемого электроприбору, например 5, 12, 24 или 48 вольт.

Часто сетевые трансформаторы выполняются с несколькими вторичными обмотками, чтобы несколько источников напряжения можно было бы использовать для питания различных частей схемы. В частности, трансформаторы ТН (трансформатор накальный) всегда можно было (да и сейчас можно) встретить в схемах, где присутствовали радиолампы.

Современные сетевые трансформаторы конструктивно выполняются на Ш-образных, стержневых или тороидальных сердечниках из набора пластин электротехнической стали, на которые и навиваются обмотки. Тороидальная форма магнитопровода позволяет получить более компактный трансформатор.

Если сравнить трансформаторы равной габаритной мощности на тороидальном и на Ш-образном сердечниках, то тороидальный будет занимать меньше места, к тому же площадь поверхности тороидального магнитопровода полностью охватывается обмотками, нет пустого ярма, как в случае с броневым Ш-образным или стержневым сердечниками. К сетевым можно отнести в частности и сварочные трансформаторы мощностью до 6 кВт. Сетевые трансформаторы, конечно, относятся к низкочастотным трансформаторам.

Автотрансформатор

Одной из разновидностей низкочастотного трансформатора является автотрансформатор, у которого вторичная обмотка является частью первичной или первичная является частью вторичной.

То есть в автотрансформаторе обмотки связаны не только магнитно, но и электрически. Несколько выводов делаются от единственной обмотки, и позволяют всего с одной обмотки получить различное напряжение.

Главное преимущество автотрансформатора — меньшая стоимость, поскольку расходуется меньше провода для обмоток, меньше стали для сердечника, в итоге и вес получается меньше, чем у обычного трансформатора. Недостаток — отсутствие гальванической развязки обмоток.

Автотрансформаторы находят применение в устройствах автоматического управления, а также широко используются в высоковольтных электросетях. Трехфазные автотрансформаторы с соединением обмоток в треугольник либо в звезду в электрических сетях весьма востребованы сегодня.

Силовые автотрансформаторы выпускаются на мощности вплоть до сотен мегаватт. Применяют автотрансформаторы и для пуска мощных двигателей переменного тока. Автотрансформаторы особенно целесообразны при невысоких коэффициентах трансформации.

Лабораторный автотрансформатор

Частным случаем автотрансформатора является лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Он позволяет плавно регулировать напряжение, подаваемое к потребителю. Конструкция ЛАТРа представляет собой тороидальный трансформатор с единственной обмоткой, которая имеет неизолированную «дорожку» от витка к витку, то есть имеется возможность подключения к каждому из витков обмотки. Контакт с дорожкой обеспечивается скользящей угольной щеткой, которая управляется поворотной ручкой.

Так можно получить на нагрузке действующее напряжение различной величины. Типичные однофазные ЛАТРы позволяют получать напряжение от 0 до 250 вольт, а трехфазные — от 0 до 450 вольт. ЛАТРы мощностью от 0,5 до 10 кВт очень популярны в лабораториях для целей наладки электрооборудования.

Трансформатор тока

Трансформатором тока называется трансформатор, первичная обмотка которого подключается к источнику тока, а вторичная — к защитным или измерительным приборам, имеющим малые внутренние сопротивления. Наиболее распространенным типом трансформатора тока является измерительный трансформатор тока.

Первичная обмотка трансформатора тока (обычно — всего один виток, один провод) включается последовательно в цепь, в которой требуется измерить переменный ток. Получается в результате, что ток вторичной обмотки пропорционален току первичной, при этом вторичная обмотка обязательно должна быть нагружена, ибо иначе напряжение вторичной обмотки может получиться достаточно высоким, чтобы пробить изоляцию. Кроме того, если вторичную обмотку ТТ разомкнуть, то магнитопровод просто выгорит от наведенных некомпенсированных токов.

Конструкция трансформатора тока представляет собой сердечник из шихтованной кремнистой холоднокатаной электротехнической стали, на который намотана одна или несколько изолированных обмоток, являющихся вторичными. Первичная обмотка зачастую — просто шина, либо пропущенный через окно магнитопровода провод с измеряемым током (на этом принципе, кстати, работают токоизмерительные клещи).

Главная характеристика трансформатора тока — коэффициент трансформации, например 100/5 А.

Для измерения тока и в схемах релейной защиты трансформаторы тока применяются достаточно широко. Они безопасны, поскольку измеряемая и вторичная цепи гальванически изолированы друг от друга. Обычно промышленные трансформаторы тока выпускаются с двумя или более группами вторичных обмоток, одна из которых подключается к защитным устройствам, другая — к устройству измерения, например к счетчикам.

Импульсный трансформатор

Почти во всех современных сетевых блоках питания, в разнообразных инверторах, в сварочных аппаратах, и в прочих силовых и маломощных электрических преобразователях применяются импульсные трансформаторы. Сегодня импульсные схемы почти полностью вытеснили тяжелые низкочастотные трансформаторы с сердечниками из шихтованной стали.

Типичный импульсный трансформатор представляет собой трансформатор выполненный на ферритовом сердечнике. Форма сердечника (магнитопровода) может быть совершенно различной: кольцо, стержень, чашка, Ш-образный, П-образный. Преимущество ферритов перед трансформаторной сталью очевидно — трансформаторы на феррите могут работать на частотах до 500 и более кГц.

Поскольку импульсный трансформатор является высокочастотным трансформатором, то и габариты его с ростом частоты значительно снижаются. На обмотки требуется меньше провода, а для получения высокочастотного тока в первичной цепи достаточно полевого, IGBT или биполярного транзистора, иногда — нескольких, в зависимости от топологии импульсной схемы питания (прямоходовая — 1, двухтактная — 2, полумостовая — 2, мостовая — 4).

Справедливости ради отметим, что если применяется обратноходовая схема питания, то трансформатор по сути является сдвоенным дросселем, поскольку процессы накопления и отдачи электроэнергии во вторичную цепь разделены во времени, то есть они протекают не одновременно, поэтому при обратноходовой схеме управления это все же дроссель, а не трансформатор.

Импульсные схемы с трансформаторами и дросселями на феррите встречаются сегодня всюду, начиная от балластов энергосберегающих ламп и зарядных устройств различных гаджетов, заканчивая сварочными аппаратами и мощными инверторами.

Импульсный трансформатор тока

Для измерения величины и (или) направления тока в импульсных схемах часто применяют импульсные трансформаторы тока, представляющие собой ферритовый сердечник, зачастую — кольцевой (тороидальный), с единственной обмоткой. Через кольцо сердечника продевают провод, ток в котором нужно исследовать, а саму обмотку нагружают на резистор.

Например, кольцо содержит 1000 витков провода, тогда соотношение токов первичной (продетый провод) и вторичной обмотки будет 1000 к 1. Если обмотка кольца нагружена на резистор известного номинала, то измеренное напряжение на нем будет пропорционально току обмотки, а значит измеряемый ток в 1000 раз больше тока через этот резистор.

Промышленностью выпускаются импульсные трансформаторы тока с различными коэффициентами трансформации. Разработчику остается только подключить к такому трансформатору резистор и схему измерения. Если требуется узнать направление тока, а не его величину, то обмотка трансформатора тока нагружается просто двумя встречными стабилитронами.

Основная классификация трансформаторов:

• По назначению: измерительные трансформаторы тока, напряжения, защитные, лабораторные, промежуточные.
• По способу установки: наружные, внутренние, шинные, опорные, стационарные, переносные.
• По числу ступеней: одноступенчатные, многоступенчатые (каскадные).
• По номинальному напряжения: низковольтные, высоковольтные.
• По типу изоляции обмоток: c сухой изоляцией, компаундной, бумажно-маслянной.

Трансформаторы — Класс!ная физика

Трансформаторы

Подробности

Просмотров: 684

Трансформаторы — это просто!

«Физика — 11 класс»

Назначение трансформаторов

Трансформатором называется электротехнические устройства с помощью которого осуществляется преобразование переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности.

Впервые подобные устройства были использованы в 1878 г. русским ученым П.Н.Яблочковым для питания изобретенных им электрических свечей — нового в то время источника света.
Позднее эти устройства получили название трансфораторов.
Трансформатор Яблочкова состоял из двух цилиндрических катушек, надетых на стальной стержень, собранный из отдельных проволок.

Устройство трансформатора

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками.
Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной.
Условное обозначение трансформатора на электрических схемах

Трансформатор на холостом ходу

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции, открытым Майклом Фарадеем в 1831 году.
Явление электромагнитной индукции: при изменении тока в цепи первой катушки во второй катушке, расположенной рядом, возникает электрический ток.

При питании катушки от источника постоянного тока ток во второй катушке существует только в моменты изменения тока в первой катушке, а на практике — при замыкании и размыкании цепи первой катушки.
Для длительного существования тока необходио непрерывно изменять ток в первой катушке. А это возможно, если соединить ее с источником переменного напряжения. При синусоидальном характере тока в первой катушке ток во второй катушке будет также синусоидальным.

При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, которым возбуждается ЭДС индукции в витках каждой обмотки.
Сердечник из трансформаторной стали концентрирует магнитное поле так, что магнитный поток существует практически только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях.

Мгновенное значение ЭДС индукции е во всех витках первичной или вторичной обмотки одинаково.
Согласно закону Фарадея оно определяется формулой

е = -Ф’

где
Ф’ — производная потока магнитной индукции по времени.

В первичной обмотке, имеющей N₁ витков, полная ЭДС индукции

e₁ = N₁e

Во вторичной обмотке полная ЭДС индукции

e₂ = N₂e

где
N₂ — число витков этой обмотки.

Отсюда следует, что

Обычно активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь.
В этом случае модуль напряжения на зажимах первичной обмотки примерно равен модулю суммарной ЭДС индукции:

При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не идет, и имеет место соотношение

Мгновенные значения ЭДС e₁ и e₂ изменяются синфазно, т. е. одновременно достигают максимума и одновременно проходят через ноль.
Поэтому их отношение можно заменить отношением действующих значений ЭДС и напряжений

Отношение напряжений на обмотках при работе трансформатора на холостом ходу (без нагрузки) называется коэффициентом трансформации — К.
Трансформаторы используются как для повышения напряжения, так и для понижения, т.е. могут быть повышающими и понижающими.
Если К>1, то трансформатор является понижающим,
если К, то трансформатор — повышающий.

Работа нагруженного трансформатора

Если к концам вторичной обмотки присоединить цепь, потребляющую электроэнергию, т.е. нагрузить трансформатор, то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна нулю.
Появившийся ток создаст в сердечнике свой переменный магнитный поток, который будет уменьшать изменения магнитного потока в сердечнике.

Уменьшение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока не произойдет, так как

Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличится сила тока в первичной обмотке.
Его амплитуда возрастет таким образом, что восстановится прежнее значение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока.

Увеличение силы тока в цепи первичной обмотки происходит в соответствии с законом сохранения энергии: отдача электроэнергии в цепь, присоединенную к вторичной обмотке трансформатора, сопровождается потреблением от сети такой же энергии первичной обмоткой.

При подключении нагрузки ко вторичной цепи КПД трансформатора близок к 100%.
Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к номинальной, примерно равна мощности во вторичной цепи:

При повышении с помощью трансформатора напряжения в несколько раз, сила тока во столько же раз уменьшается (и наоборот).

Трансформатор преобразует переменный электрический ток таким образом, что произведение силы тока на напряжение примерно одинаково в первичной и вторичной обмотках

Чтобы уменььшить нагревание сердечника, его собирают из отдельных стальных пластин, которые изолируются друг от друга бумагой, лаком или окисью металла сердечника.
В трансформаторах малой мощности применяют круглые тороидальные сердечники из стальных колец или стальной ленты.
Для повышения КПД в трансформаторах обмотки высокого и низкого напряжения располагают на одних и тех же стержнях.
В радиотехнике обмотки часто наматываются на средний стерженьь.

При работе трансформатора обмотки нагреваются, для их охлаждения мощные трансформаторы помещают даже в баки с жидким маслом (масляные трансформаторы).

Трансформаторы широко используют в радиоаппаратуре, а также для передачи электроэнергии на большие расстояния в линиях электропередач, для этого строятся трансформаторные подстанции.

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Производство, передача и использование электрической энергии. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Генерирование электрической энергии — Трансформаторы — Производство, передача и использование электрической энергии

Статьи о трансформаторах |

Пропитка обмоток трансформаторов

Продолжение статьи «Электродинамическая стойкость трансформаторов и реакторов при коротких замыканиях». Вы узнаете о вреде или пользе пропитки трансформаторов, все тонкости читайте в этой статье.

Подробнее…

Электродинамическая стойкость трансформаторов и реакторов при коротких замыканиях

Лурье А.И., Панибратец А.Н., Зенова В.П., Левицкая Е.И

Рекомендации по конструктивному и технологическому обеспечению стойкости трансформаторного оборудования при коротких замыканиях.
Рекомендации по обеспечению стойкости при КЗ трансформаторов со слоевыми обмотками/

Подробнее…

Номенклатура сухих силовых трансформаторов

Сравнительно невысокая для сухих трансформаторов цена и экологичность моделей позволяет использовать трансформаторы в любой сфере промышленности….

Подробнее…

Три типа ремонта силовых трансформаторов.

 Ничто в этом мире не вечно, а особенно – техника. Все имеет свойство ломаться, и силовые трансформаторы тоже. При поломке нужна полная замена устройства, либо восстановление ресурса трансформатора с помощью устранения неисправностей…

Подробнее…

Какие работы включает в себя капитальный ремонт электродвигателей?

Номенклатура составляющих частей для электродвигателя довольно широка, и каждый из двигателей уникален по-своему. Вот почему ремонт электродвигателей не может быть рутинной, стандартной процедурой.

Подробнее…

Как работает трансформатор масляный тм?

Суть работы масляного трансформатора тм заключается в явлении электромагнитной индукции. На первичную обмотку подается напряжение от внешнего источника….

Подробнее…

Что у нас в каталоге?

Компания «Виток» поможет вам сориентироваться в выборе, предложив каталог силовых трансформаторов. Кстати, кроме продажи и монтажа трансформаторов, ООО «Виток» производит ремонт электродвигателей любого вида.  

Подробнее…

ООО Виток осуществляет продажу трансформаторов

Получить трансформатор по цене 50% от заводской цены, с гарантией, сервисным обслуживанием, с полной предпродажной подготовкой — это то что мы Вам предлагаем

далее о продаже трансформаторе …

  

Трехфазный трансформатор

ТСЗ — трансформатор трехфазный сухой защищенный в кожухе мощностью от 1 до 400 кВА Используется для понижения напряжения трехфазного переменного тока и преднозначин в качество безопасного источника питания ламп освещения, электроинструмента и других целей. Трансформатор представляет собой электрическую установку с естественным воздушным охлаждением в защищенном исполнении и состоит из магнитопровода, медных или алюминиевых обмоток (по заявке Заказчика) и кожуха.
Сухие трансформаторы ТСЗ, в защитном корпусе, напряжение до 660В, степень защиты IP 21. Обмотки пропитываются кремнийорганическим лаком, запекаются и покрываются влагостойкой эмалью.

далее о трехвазном трансформаторе …

Зачем нужен трансформатор 

Без трансформаторов не обойтись почти ни одной современной фирме, работающей с большим количеством электрооборудования.
Для примера рассмотрим трансформаторы ТОЛС-10. У этого трансформатора очень тщательно выполнен один из главных узлов — изоляция. Она обеспечивается благодаря вакуумной заливке эпоксидных смол, которые позволяют сделать уровень изоляции, соблюдающий современные ГОСТы.

далее о трансформаторах…

Комплектные трансформаторные подстанции

Подстанции трансформаторные комплектные тупиковые – КТП/Т, 2КТП/Т мощностью от 25 до 1000 кВА, напряжением ВН 6 или 10 кВ, напряжением НН

0,4 кВ, предназначены для приема, преобразования, распределения и учета электрической энергии трехфазного переменного тока, частотой 50 Гц в системах с глухозаземленной нейтралью трансформатора на стороне низшего напряжения.
КТП предназначены для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей, отдельных населенных пунктов и небольших промышленных объектов.

далее о трансформаторных подстанциях…

Трансформатор — определение

Трансформатор (от лат. transformo — преобразовывать) — статическое (не имеющее подвижных частей) электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции системы переменного тока одного напряжения в систему переменного тока другого напряжения при неизменной частоте и без существенных потерь мощности.

далее о трансформаторе …

История трансформатора 

Для создания трансформаторов необходимо было изучение свойст материалов: неметаллических, металлических и магнитных, создания их теории.

Первыми в этом направлении были работы профессора Московского Университета Александра Григорьевича Столетова: обнаружил петлю гистерезиса и доменную структуру ферромагнетика (80-е). Братья Гопкинсоны разработали теорию электромагнитных цепей.

далее об истории трансформатора…

Виды трансформаторов

• Трансформатор тока

• Трансформатор напряжения

• Импульсный трансформатор

• Разделительный трансформатор

• Пик-трансформатор

• Силовой трансформатор

• Автотрансформатор

далее о видах трансформаторов…

Применение трансформаторов

• В электросетях

• В источниках питания

• Разделительные трансформаторы

• Импульсные трансформаторы

• Измерительные трансформаторы

• Измерительно-силовые трансформаторы

• Согласующие трансформаторы

• Фазоинвертирующие трансформаторы

далее о применении трансформаторов. ..

Принцип действия и устройство трансформатора

Трансформатор – это электротехническое устройство, преобразователь электрической энергии одного напряжения в другое.

Принцип действия трансформатора

Принцип его действия основан на взаимной индукции. Обычно устройство состоит из магнитного сердечника и двух обмоток – первичной и вторичной. Первичная обмотка подключается к сети переменного тока, который, протекая по ней, создает в сердечника магнитный поток (обмотка закручивается вокруг сердечника, образуя витки). Магнитный поток, проходя через все витки, создает ЭДС, что приводит к уменьшению или повышению напряжения и преобразованию тока. После того, как к вторичной обмотке будет подключен приемник, то по ней начнет протекать электрический ток с выходным напряжением. Выходное напряжение всегда будет больше или меньше входного, а точная разница зависит от коэффициента трансформации.

Параллельно в первичной обмотке образуется нагрузочный ток, который суммируется с входным и формирует ток первичной обмотки. Важно, чтобы трансформатор передавал с первичной обмотки на вторичную ток, величина которого совпадает с требованиями приемного устройства.

Устройство трансформаторов

Магнитный сердечник используется для повышения магнитной связи между обмотками двух типов. Обмотки изолируют и друг от друга, и от сердечника. Обмотки бывают высшего и низшего напряжения, но какая будет какой зависит от типа трансформатора. В понижающих трансформаторах первичная обмотка имеет высшее напряжение, а в повышающих – низшее.

Разница между обмотками следующая:

• Первичная обмотка всегда подключается к источнику питания.
• Вторичная обмотка – к приемнику, потребляющему электроэнергию.

Трансформаторы ТМГ 12 и других типов могут использоваться и как понижающие, и как повышающие устройства. Понижающие трансформаторы необходимы для преобразования электрической энергии, поступающей с линий высоковольтных передач или с промышленной сети питания до приемлемых значений, требуемых при эксплуатации оборудования, а повышающие – для передачи электроэнергии на большие расстояния.

Также существуют трансформаторы с тремя обмотками. В таком случае к магнитопроводу крепятся все три обмотки, которые изолированы друг от друга. Одна обмотка подключается к источнику питания, а две другие используются для получения электрического тока разного напряжения, необходимого для питания разных приборов. Самым простым примером такой конструкции можно назвать зарядное устройство, работающее от автомобильного прикуривателя, с двумя портами. Один порт можно выдавать ток 2А, а другой – 5А.

Все про трехфазные трансформаторы: строение, виды, принцип работы

15.03.2019

Трехфазный трансформатор это специализированное устройство для изменения величины напряжения в сети трехфазного переменного тока. Главный принцип работы трансформатора основан на эффекте электродвижущей силы (ЭДС) и электромагнитной индукции, что позволяет исключить гальваническую связь между обмотками высокого и низкого напряжения.

Конструктивные особенности

Трехфазные трансформаторы состоят из следующих основных конструктивных частей:

• Магнитопровод. Обеспечивает место для фиксации обмоток и создает направление для магнитного потока.
• Обмотка высокого и низкого напряжения. Представляют собой изолированные друг от друга обмотки из меди или алюминия, которые предназначены для создания магнитного потока.
• Высоковольтные вводы. Обеспечивают безопасный ввод/вывод высокого напряжения на соответствующие обмотки.
• Низковольтные выводы. Обеспечивают безопасное подключение линий электропередач к обмоткам низкого напряжения.
• Трансформаторный бак. Является обязательным элементом масляных трансформаторов, который создает все условия для работы магнитопровода с обмотками в трансформаторном масле.
• Устройство переключения (РПН или ПБН). Специальные устройства для изменения параметров первичной обмотки с целью поддержания стабильной величины напряжения на вторичной обмотке.
• Приборы контроля и сигнализации. Они обеспечивают безопасный и стабильный режим работы основного электрооборудования, а также оповещение о наличии отклонений.

Схема трехфазного трансформатора подбирается с учетом рабочих параметров электрической сети, требований потребителей электроэнергии и бюджета затрат.

Разновидности

Все трехфазные трансформаторы классифицируют по многочисленным критериям:

1. Схема соединения обмоток: звезда, треугольник, зигзаг.
2. Группа соединения обмоток.
3. Тип подключения трехфазного трансформатора к нейтрали.
4. Основное назначение: понижающие, повышающие, измерительные, для защиты сети, промежуточные.
5. Тип изоляции обмоток: масляные, с сухой изоляцией,
6. Материал для обмоток: медь, алюминий.
7. Величина номинального напряжения: высоковольтные, низковольтные.
8. Конструкция магнитопровода: стержневой, броневой, бронестержневой.

Электротехническая компания «ЭЛЕКОМ» реализует широкую номенклатуру трехфазных трансформаторов от зарубежных и отечественных производителей. Мы предоставляем изделия, которые в полной степени соответствуют всем международным стандартам качества.

https://elekom.ru/catalog/silovye-transformatory

Вся правда об оптических трансформаторах: часть 2

Вопрос 1: Каков срок службы волоконно-оптического датчика тока? Подвержено ли оптическое волокно старению? Чувствительный волоконный элемент ТТЭО: неразмыкаемая петля / «Профотек»

Фундаментальных физических причин для старения волокна нет. Старение может наступить в результате технологических нарушений защиты волокна от воздействия внешней среды (в частности, при проникновении воды внутрь конструкции оптического кабеля) и нарушений условий эксплуатации (например, от недопустимых механических напряжений волокна). Индикатором старения можно считать ухудшение параметров волокна, например, увеличение потерь оптического излучения в волокне (помутнение). Для исключения влияния таких потерь на точность и стабильность измерений применяется описанный в предыдущей статье метод оптического интерферометра, обеспечивающий малую зависимость от величины оптического затухания в волокне.

Проблемы механического разрушения волокна устраняются с использованием уникальной технологии укладки волокна с «нулевым натяжением». Данная технология разработана «Профотеком» в процессе отработки конструкции оптических трансформаторов и является коммерческой тайной.

Вся правда об оптических трансформаторах: часть 1

Влияние влаги на оптические свойства волокна в настоящее время является давно решенной проблемой, поскольку использование современных видов полимерных покрытий (оболочек кабелей) и различных видов гидрофобных наполнителей элементов волоконно-оптических конструкций позволяет прокладывать оптические кабели даже по дну морей и океанов на больших глубинах — и срок службы при этом будет исчисляться десятками лет.

Кабели не содержат металлических или иных проводящих элементов и имеют повышенные диэлектрические характеристики.

Чувствительный волоконный элемент ТТЭО: размыкаемая (гибкая) петля / «Профотек»

Для долговременной работы оптических трансформаторов и контроля состояния волоконного датчика тока имеет большое значение встроенная в прибор система онлайн-диагностики. Диагностический контроль заключается в постоянном (в темпе процесса) измерении около 20 статусных параметров ТТЭО в режиме реального времени, сравнении полученных значений с предельно допустимыми и выводе данных о состоянии модулей прибора в метрики качества замера потока по МЭК 61850-9-2 и ежесекундно на дисплей электронно-оптического блока и на светодиодные индикаторы на панели прибора с возможностью передачи данных для наблюдения внешними системами диагностики. Онлайн-мониторинг работоспособности трансформатора обеспечивается наличием специального диагностического порта, который может работать в режиме удаленной диагностики, или путем формирования общего статуса работоспособности по стандарту МЭК 61850-8-1.

Вопрос 2: Существуют ли ограничения на расстояние между блоком электроники, устанавливаемым на общестанционном пункте управления (ОПУ), и чувствительным оптическим элементом, устанавливаемым на ОРУ?

Для оптоволоконного трансформатора тока существует определенное ограничение по данному расстоянию — его максимум равен 1 300 м.

Наличие ограничения объясняется особенностями работы волоконно-оптического модулятора, одного из основных элементов трансформатора тока. Модулятор работает по принципу запаздывающей фазовой модуляции фазового сдвига между рабочими световыми волнами оптического интерферометра. Практическая реализация данного принципа требует определенных соотношений между рабочей частотой и длиной соединительной линии.

Сам модулятор оптоволоконного трансформатора тока располагается в блоке электроники. Такое размещение элемента позволяет обеспечить практически идеальную электрическую изоляцию от высокого потенциала и выполнить одно из важных требований, предъявляемых к измерительным трансформаторам, — обеспечение максимальной безопасности обслуживающего персонала. Стальной сердечник и оплетка отсутствуют, а волоконный соединительный кабель является превосходным диэлектриком. Механическая прочность кабеля обеспечивается стеклопластиковыми прутками.

Для электронного трансформатора напряжения нет принципиальных ограничений на расстояние между блоком электроники и изоляционной колонной. Однако на практике чаще всего хватает тех же 1 300 м.

Вопрос 3: Включены ли датчики с цифровым интерфейсом, соответствующим стандарту МЭК 61850-9-2 LE, производства «Профотек» в Государственный реестр средств измерений? Какие классы точности они имеют?

Оптоволоконные трансформаторы тока с цифровым интерфейсом включены в Государственный реестр средств измерений как измерительные трансформаторы по ГОСТ МЭК 60044-8/7. Их регистрационные данные таковы:

• Свидетельство об утверждении типа средств измерений RU.C.34541.А № 62214.
• Срок действия свидетельства: до 12.05.2021.
• Официальное название согласно свидетельству: «Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО с цифровым выходом».
• Классы точности ТТЭО с цифровым выходом, внесенные в Госреестр:
  • по переменному току: 0,1; 0,2S; 0,5S; 1,0; 5P; 5TPE;
  • по постоянному току: ±0,1; ±0,2; ±0,5; ±1,0.

Вопрос 4: Каков межповерочный интервал для электронных трансформаторов тока и напряжения? Существует ли оборудование для поверки датчиков с интерфейсом, соответствующим стандарту МЭК 61850-9-2 LE?

Межповерочный интервал для оптоволоконных трансформаторов тока и напряжения составляет 8 лет. Поверка производится в соответствии с методикой МП 2203-0293-2015 «Трансформаторы тока электронные оптические ТТЭО с цифровым выходом. Методика поверки», утвержденной ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» в ноябре 2015 года. Аналогичный документ есть и для трансформаторов напряжения.

Все отгружаемые трансформаторы тока и трансформаторы напряжения поставляются с отметкой о первичной поверке.

(Продолжение следует.)

* * *

Если у вас есть вопросы об оптических трансформаторах, задавайте их в комментариях на сайте, в соцсетях или Телеграм-чате, обязательно отыщем ответ.

Встроенные трансформаторы в современных условиях — Энергетика и промышленность России — № 08 (124) апрель 2009 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 08 (124) апрель 2009 года

И если на класс напряжения 10 кВ стоимость трансформатора тока невелика и не является определяющей при проведении реконструкции, то с увеличением класса напряжения картина меняется. Связано это с тем, что с ростом класса напряжения растет сложность конструкции трансформатора тока, резко увеличивается расход электротехнической стали, меди и изоляционных материалов. Соответственно, резко возрастает и стоимость оборудования. Можно ли решить эту проблему? Безусловно, да – за счет применения встроенных трансформаторов тока (ТВ).

Как обновить подстанцию

Обновление оборудования подстанций касается не только трансформаторов тока. Зачастую оно включает в себя замену высоковольтных вводов выключателей и силовых трансформаторов, как наиболее важных и ответственных элементов подстанции. Следовательно, при этом возможна полная или частичная замена ТВ.

Новые высоковольтные вводы имеют диаметр значительно меньший, чем у их более старых аналогов. Это, в свою очередь, дает возможность уменьшить внутренний диаметр трансформатора тока и, следовательно, улучшить его метрологические характеристики. Кроме того, применение аморфных или нанокристаллических сплавов позволяет изготавливать ТВ высоких классов точности 0,2S и 0,5S начиная с первичных токов 100 – 300 А, в зависимости от размеров трансформатора. Меньшие размеры вводов позволяют также значительно сократить габариты ТВ, применяемых для релейной защиты.

Поскольку ТВ относятся к электрооборудованию класса напряжения 0,66 кВ, то в их стоимости отсутствуют затраты на высоковольтную изоляцию – она обеспечивается вводом. По этой же причине конструкция ТВ, относительно простая среди трансформаторов тока, не изменяется с ростом класса напряжения электрооборудования.
Основным фактором, влияющим на стоимость ТВ, являются затраты на магнитопровод. Для производства магнитопроводов используются два основных материала: электротехническая сталь – для защитных или комбинированных трансформаторов; аморфные или нанокристаллические сплавы – для измерительных. Стоимость остальных материалов на цене встроенных трансформаторов сказывается незначительно. Поэтому, как правило, затраты на приобретение ТВ получаются значительно ниже, чем стоимость отдельно стоящего трансформатора тока. Например, комплект из 6 трансформаторов тока –
2 штуки – ТВ-110‑I-1 – измерительные 0,2S и 0,5S,
4 штуки – ТВ-110‑IV – комбинированные 0,5-10Р –
выполняет те же самые функции, что и опорные трансформаторы типа ТФЗМ-110 или ТГФ-110, но при этом стоимость комплекта ТВ будет в полтора-два раза ниже.

Трансформаторы на все случаи

В ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» выпускается широкая номенклатура встроенных трансформаторов тока – 39 типов для различных нужд эксплуатации. В их число входят и измерительные трансформаторы высоких классов точности 0,2S и 0,5S – 14 типов. Помимо этого, завод изготавливает трансформаторы ТВ под заказ, с техническими характеристиками, необходимыми потребителю. Таким образом, ОАО «СЗТТ» обеспечивает практически любые потребности потребителя в части трансформаторов со стандартными и специальными характеристиками.

Однако в случае, когда нет необходимости замены высоковольтных вводов, широкому использованию ТВ высоких классов точности (0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5) препятствует ряд факторов:
• замена существующих ТВ на новые, более высоких классов точности, связана с трудоемкой и продолжительной (а значит, и капиталоемкой) работой по их переустановке – демонтаж ввода, установка трансформатора в бушинг, монтаж ввода;
• возможный срок выполнения этой работы ограничивается климатическими условиями нашей страны, то есть установка в зимний период затруднительна, а порой и невозможна;
• количество ТВ, устанавливаемых внутри выключателей, ограничено; встроенные трансформаторы тока высоких классов точности обладают низкими кривыми предельных кратностей, что связано с использованием при изготовлении магнитопроводов аморфных сплавов, это требует перенастройки релейной защиты, что нежелательно или технически невозможно;
• после работ по замене встроенных трансформаторов тока необходима регулировка выключателя.

Гибкие решения

Решением этих проблем является применение трансформаторов тока наружной установки с внутренним диаметром, достаточным для установки снаружи на ввод выключателя. Это позволяет проводить установку ТВ в любое время года. В этом случае решается и вопрос с релейной защитой, так как нет необходимости замены ранее установленных ТВ.

Первый в России встроенный трансформатор тока наружной установки с литой изоляцией был разработан, изготовлен и испытан в ОАО «СЗТТ» в 2006 году. В том же году трансформатор успешно прошел аттестацию в ОАО «ФСК ЕЭС». В настоящее время трансформаторы ТВ-110‑IX, предназначенные для установки на вводы 110 кВ, серийно выпускаются на токи от 100 до 1000 А и классами точности 0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5, 10Р.

Трансформатор ТВ-110‑IX представляет собой размещенный в литом корпусе, выполненном из компаунда, тороидальный магнитопровод, на который равномерно намотана вторичная обмотка, и экран, выполненный из электропроводящего материала. Экран служит для защиты вторичной обмотки трансформатора от высокого напряжения. Для получения различных коэффициентов трансформации вторичная обмотка имеет несколько ответвлений.

Первичной обмоткой трансформатора служит высоковольтный ввод выключателя или силового трансформатора. Высоковольтная изоляция при этом обеспечивается изоляцией ввода. Выводы вторичных обмоток закрываются защитной пломбируемой крышкой.

Простая замена снижает расходы

В настоящее время в ОАО «СЗТТ» налажен серийный выпуск ТВ наружной установки для вводов 35, 110 и 220 кВ, соответственно: ТВ-35‑IX, ТВ-110‑IX-3 и ТВ-220‑IX. Конструкция их аналогична ТВ-110‑IX. Кроме того, трансформатор ТВ-110‑IX-3 имеет три вторичные обмотки (измерительные и защитные), которые комплектуются в зависимости от заказа.

Важным условием для ТВ наружной установки является то, что верхняя часть трансформатора должна быть ниже последнего ребра высоковольтного ввода, чтобы не шунтировать его. Поэтому подставки трансформаторов сделаны сменными, чтобы можно было изменять их высоту в зависимости от заказа.

Таким образом, при замене высоковольтных вводов появляется возможность замены встроенных трансформаторов тока, что позволяет значительно снизить расходы при создании АИИСКУЭ и совершенствовании релейной защиты. Широкому применению встроенных трансформаторов тока (когда нет замены высоковольтных вводов) высоких классов точности (0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5) мешает ряд причин, связанных с конструктивной особенностью встроенных трансформаторов. Конструкция трансформаторов тока ТВ-110‑IX, ТВ-35‑IX, ТВ-110‑IX-3 и ТВ-220‑IX наружной установки позволяет обойти проблемы, препятствующие широкому распространению встроенных трансформатор тока.

Трансформаторы тока серии ТВ для наружной установки являются наиболее экономичным вариантом модернизации подстанций, где требуется внедрение АИИСКУЭ и совершенствование релейной защиты.

Основная теория и принципы трансформаторов, законы и формулы

Основные трансформаторы

Полная теория от electronics-tutorials.ws. Одна из основных причин, по которой мы используем переменные напряжения и токи переменного тока в наших домах и на рабочих местах, заключается в том, что источники переменного тока можно легко генерировать при подходящем напряжении, преобразовывать (отсюда и название трансформатор) в гораздо более высокие напряжения, а затем распространять по стране с помощью национальная сетка пилонов и кабелей на очень большие расстояния.

Причина преобразования напряжения на более высокий уровень заключается в том, что более высокие напряжения распределения подразумевают более низкие токи при той же мощности и, следовательно, более низкие потери I2 * R в сетевой кабельной сети.Эти более высокие напряжения и токи передачи переменного тока затем могут быть снижены до гораздо более низкого, безопасного и пригодного для использования уровня напряжения, где его можно использовать для питания электрического оборудования в наших домах и на рабочих местах, и все это возможно благодаря базовому трансформатору напряжения.

Трансформатор напряжения можно рассматривать как электрический компонент, а не как электронный компонент. Трансформатор в основном представляет собой очень простое статическое (или стационарное) электромагнитное пассивное электрическое устройство, которое работает по принципу закона индукции Фарадея, преобразуя электрическую энергию из одного значения в другое.

Трансформатор делает это путем соединения двух или более электрических цепей с помощью общей колеблющейся магнитной цепи, которая создается самим трансформатором. Трансформатор работает на принципах «электромагнитной индукции» в форме взаимной индукции.

Взаимная индукция — это процесс, при котором катушка с проволокой индуцирует напряжение в другой катушке, расположенной в непосредственной близости от нее. Тогда мы можем сказать, что трансформаторы работают в «магнитной области», а трансформаторы получили свое название от того факта, что они «преобразуют» один уровень напряжения или тока в другой.Трансформаторы способны либо увеличивать, либо уменьшать уровни напряжения и тока своего источника питания без изменения его частоты или количества электроэнергии, передаваемой от одной обмотки к другой через магнитную цепь.

Однофазный трансформатор напряжения в основном состоит из двух электрических катушек с проволокой, одна из которых называется «Первичная обмотка», а другая — «Вторичная обмотка». В этом руководстве мы определим «первичную» сторону трансформатора как сторону, которая обычно принимает питание, а «вторичную» как сторону, которая обычно подает питание.В однофазном трансформаторе напряжения первичной обмоткой обычно является сторона с более высоким напряжением.

Эти две катушки не находятся в электрическом контакте друг с другом, а вместо этого намотаны вместе вокруг общей замкнутой магнитной железной цепи, называемой «сердечником». Этот сердечник из мягкого железа не является твердым, а состоит из отдельных пластин, соединенных вместе, чтобы помочь снизить потери сердечника.

Две обмотки катушки электрически изолированы друг от друга, но магнитно связаны через общий сердечник, что позволяет передавать электрическую мощность от одной катушки к другой.Когда электрический ток проходит через первичную обмотку, создается магнитное поле, которое индуцирует напряжение во вторичной обмотке, как показано.

Однофазный трансформатор напряжения

Другими словами, для трансформатора нет прямого электрического соединения между двумя обмотками катушки, что дало ему также название изолирующий трансформатор. Обычно первичная обмотка трансформатора подключается к источнику входного напряжения и преобразует или преобразует электрическую энергию в магнитное поле.В то время как работа вторичной обмотки заключается в преобразовании этого переменного магнитного поля в электрическую энергию, производящую требуемое выходное напряжение, как показано.

Конструкция трансформатора (однофазный)

Где:
— VP — первичное напряжение
— VS — вторичное напряжение
— NP — количество первичных обмоток
— NS — количество вторичных обмоток
— Φ (phi) — поток Связь

Обратите внимание, что две обмотки катушки не связаны электрически, а связаны только магнитно.Однофазный трансформатор может увеличивать или уменьшать напряжение, подаваемое на первичную обмотку. Когда трансформатор используется для «увеличения» напряжения на его вторичной обмотке относительно первичной, это называется повышающим трансформатором. Когда он используется для «уменьшения» напряжения на вторичной обмотке относительно первичной, он называется понижающим трансформатором.

Однако существует третье условие, при котором трансформатор создает на своей вторичной обмотке такое же напряжение, какое прикладывается к его первичной обмотке.Другими словами, его выход идентичен по передаваемому напряжению, току и мощности. Этот тип трансформатора называется «трансформатором импеданса» и в основном используется для согласования импеданса или изоляции прилегающих электрических цепей.

Разница в напряжении между первичной и вторичной обмотками достигается за счет изменения количества витков катушки в первичной обмотке (NP) по сравнению с количеством витков катушки во вторичной обмотке (NS).

Поскольку трансформатор в основном является линейным устройством, теперь существует соотношение между количеством витков первичной катушки, деленным на количество витков вторичной катушки.Это соотношение, называемое коэффициентом трансформации, более широко известно как «коэффициент трансформации» трансформаторов (TR). Это значение коэффициента трансформации определяет работу трансформатора и соответствующее напряжение на вторичной обмотке.

Необходимо знать соотношение количества витков провода на первичной обмотке по сравнению с вторичной обмоткой. Передаточное число витков, которое не имеет единиц измерения, сравнивает две обмотки по порядку и записывается с двоеточием, например 3: 1 (3-к-1). В этом примере это означает, что если на первичной обмотке 3 вольта, то на вторичной обмотке будет 1 вольт, а на вторичной обмотке — 3 вольта на 1 вольт.Тогда мы можем видеть, что если соотношение между количеством витков изменяется, результирующие напряжения также должны изменяться в том же соотношении, и это правда.

Трансформаторы — это все «отношения». Соотношение первичной и вторичной обмоток, отношение входа к выходу и коэффициент трансформации любого данного трансформатора будет таким же, как и его коэффициент напряжения. Другими словами, для трансформатора: «коэффициент трансформации = коэффициент напряжения». Фактическое количество витков провода на любой обмотке обычно не имеет значения, просто соотношение витков, и это соотношение определяется как:

Коэффициент трансформации трансформаторов

Предполагая идеальный трансформатор и фазовые углы: ΦP ≡ ΦS Обратите внимание, что порядок чисел при выражении значения отношения витков трансформатора очень важен, так как соотношение витков 3: 1 выражает совершенно иное соотношение трансформатора и выходное напряжение, чем то, в котором соотношение витков задано как 1: 3.

Основы трансформатора Пример №1
Трансформатор напряжения имеет 1500 витков провода на первичной обмотке и 500 витков провода на вторичной обмотке. Каким будет коэффициент трансформации (TR) трансформатора.

Это соотношение 3: 1 (3 к 1) просто означает, что на каждую вторичную обмотку приходится три первичные обмотки. По мере того, как соотношение перемещается от большего числа слева к меньшему числу справа, значение первичного напряжения, следовательно, понижается, как показано.

Основы трансформатора Пример №2
Если к первичной обмотке того же трансформатора, описанному выше, приложено среднеквадратичное значение 240 вольт, каким будет результирующее вторичное напряжение холостого хода.

Еще раз подтверждаем, что трансформатор является «понижающим» трансформатором, поскольку первичное напряжение составляет 240 вольт, а соответствующее вторичное напряжение ниже на 80 вольт.

Тогда основная цель трансформатора — преобразовывать напряжения с заданными соотношениями, и мы видим, что первичная обмотка имеет заданное количество или количество обмоток (витков провода) на ней, чтобы соответствовать входному напряжению. Если вторичное выходное напряжение должно быть таким же, как входное напряжение на первичной обмотке, то на вторичный сердечник должно быть намотано такое же количество витков катушки, как и на первичном сердечнике, что дает равное соотношение витков 1: 1. (1 к 1). Другими словами, одна катушка включает вторичную обмотку, а другая — первичную.

Если выходное вторичное напряжение должно быть больше или выше входного напряжения (повышающий трансформатор), то на вторичной обмотке должно быть больше витков, обеспечивающих соотношение витков 1: N (1-к-N), где N представляет собой число передаточных чисел.Аналогичным образом, если требуется, чтобы вторичное напряжение было ниже или ниже первичного (понижающий трансформатор), то количество вторичных обмоток должно быть меньше, обеспечивая соотношение витков N: 1 (N-к-1). .

Трансформатор Действие

Мы видели, что количество витков на вторичной обмотке по сравнению с первичной обмоткой, соотношение витков, влияет на величину напряжения, доступного от вторичной обмотки. Но если две обмотки электрически изолированы друг от друга, как создается это вторичное напряжение? Ранее мы говорили, что трансформатор в основном состоит из двух катушек, намотанных на общий сердечник из мягкого железа.Когда к первичной катушке прикладывается переменное напряжение (VP), через катушку протекает ток, который, в свою очередь, создает вокруг себя магнитное поле, называемое взаимной индуктивностью, за счет этого потока тока в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея. Сила магнитного поля нарастает по мере увеличения тока от нуля до максимального значения, которое задается как dΦ / dt.

По мере того как магнитные силовые линии, устанавливаемые этим электромагнитом, расширяются наружу от катушки, сердечник из мягкого железа формирует путь и концентрирует магнитный поток.Этот магнитный поток связывает витки обеих обмоток, когда он увеличивается и уменьшается в противоположных направлениях под влиянием источника переменного тока.

Однако сила магнитного поля, индуцированного в сердечнике из мягкого железа, зависит от силы тока и количества витков в обмотке. Когда ток уменьшается, напряженность магнитного поля уменьшается.

Когда магнитные линии потока проходят вокруг сердечника, они проходят через витки вторичной обмотки, вызывая наведение напряжения во вторичной катушке.Величина индуцированного напряжения будет определяться: N * dΦ / dt (закон Фарадея), где N — количество витков катушки. Также это индуцированное напряжение имеет ту же частоту, что и напряжение первичной обмотки.

Тогда мы можем видеть, что одно и то же напряжение индуцируется в каждом витке катушки обеих обмоток, потому что один и тот же магнитный поток связывает витки обеих обмоток вместе. В результате общее индуцированное напряжение в каждой обмотке прямо пропорционально количеству витков в этой обмотке. Однако пиковая амплитуда выходного напряжения, доступного на вторичной обмотке, будет уменьшена, если магнитные потери сердечника велики.

Если мы хотим, чтобы первичная катушка создавала более сильное магнитное поле, чтобы преодолеть магнитные потери сердечника, мы можем либо послать больший ток через катушку, либо сохранить тот же ток, и вместо этого увеличить количество витков катушки (NP) обмотки. Произведение ампер на витки называется «ампер-витки», которое определяет силу намагничивания катушки.

Итак, предположим, что у нас есть трансформатор с одним витком в первичной обмотке и только с одним витком во вторичной.Если на один виток первичной обмотки подается один вольт, при условии отсутствия потерь, должно протекать достаточно тока и генерироваться достаточный магнитный поток, чтобы индуцировать один вольт в одном витке вторичной обмотки. То есть каждая обмотка поддерживает одинаковое количество вольт на виток.

Поскольку магнитный поток изменяется синусоидально, Φ = Φmax sinωt, то основное соотношение между наведенной ЭДС, (E) в обмотке катушки из N витков определяется выражением:

ЭДС = количество оборотов x скорость изменения

Где:
— ƒ — частота потока в герцах, = ω / 2π
— Ν — количество витков катушки.
— Φ — величина потока в сетках

Это известно как уравнение ЭДС трансформатора. Для ЭДС первичной обмотки N будет числом витков первичной обмотки (NP), а для ЭДС вторичной обмотки N будет числом витков вторичной обмотки (NS).

Также обратите внимание, что, поскольку трансформаторы требуют переменного магнитного потока для правильной работы, трансформаторы, следовательно, не могут использоваться для преобразования или подачи постоянного напряжения или тока, поскольку магнитное поле должно изменяться, чтобы индуцировать напряжение во вторичной обмотке.Другими словами, трансформаторы НЕ работают на установившемся постоянном напряжении, только на переменном или пульсирующем напряжении.

Если первичная обмотка трансформатора была подключена к источнику постоянного тока, индуктивное реактивное сопротивление обмотки было бы равно нулю, поскольку постоянный ток не имеет частоты, поэтому эффективное сопротивление обмотки будет очень низким и равным только сопротивлению меди. использовал. Таким образом, обмотка будет потреблять очень большой ток от источника постоянного тока, что приведет к ее перегреву и, в конечном итоге, сгоранию, потому что, как мы знаем, I = V / R.

Основы трансформатора Пример №3
Однофазный трансформатор имеет 480 витков на первичной обмотке и 90 витков на вторичной обмотке. Максимальное значение плотности магнитного потока составляет 1,1 Тл, когда на первичную обмотку трансформатора подается напряжение 2200 В, 50 Гц. Вычислить:

а). Максимальный поток в сердечнике.

б). Площадь поперечного сечения сердечника.
в). Вторичная наведенная ЭДС.

Помогите мне, поделившись этим постом

Types of Transformer — разные типы трансформаторов

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

Различные типы трансформаторов: повышающий и понижающий трансформатор, силовой трансформатор, распределительный трансформатор, измерительный трансформатор, содержащий трансформатор тока и напряжения, однофазный и трехфазный трансформатор, автотрансформатор и т. Д.

Состав:

Различные типы трансформатора

Различные типы трансформатора, показанные на рисунке выше, подробно объяснены ниже.

Повышающий и понижающий трансформатор

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

Повышающий трансформатор преобразует низковольтный сильноточный переменный ток в высоковольтную слаботочную систему переменного тока. В этом типе трансформатора количество витков во вторичной обмотке больше, чем количество витков в первичной обмотке.Если (V ₂ > V ₁ ) напряжение на выходе повышается и называется повышающим трансформатором

.

Понижающий трансформатор преобразует высокое первичное напряжение, связанное с низким током, в низкое напряжение с высоким током. В трансформаторе этого типа количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Если (V ₂ 1 ) уровень напряжения на выходе понижается и известен как понижающий трансформатор

.

Силовой трансформатор

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

При очень высоком напряжении мощность не может быть передана напрямую потребителю, поэтому мощность понижается до желаемого уровня с помощью понижающего силового трансформатора.Трансформатор загружен не полностью, поэтому потери в сердечнике происходят в течение всего дня, но потери в меди зависят от цикла нагрузки распределительной сети.

Если силовой трансформатор подключен к сети передачи, колебания нагрузки будут очень меньшими, поскольку они не подключены напрямую к стороне потребителя, но при подключении к распределительной сети будут колебания нагрузки.

Трансформатор нагружен на передающей станции в течение 24 часов, таким образом, потери в сердечнике и меди будут происходить в течение всего дня.Силовой трансформатор экономичен, когда мощность генерируется при низком уровне напряжения. Если уровень напряжения повышается, то ток силового трансформатора уменьшается, что приводит к потерям I ² R, а также увеличивается регулировка напряжения.

Распределительный трансформатор

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

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

Масло в трансформаторе используется для

• Охлаждение
• Изоляция обмоток
• Защита от влаги

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

• Место установки
• Тип изоляции
• Характер поставки

Распределительный трансформатор менее 33 кВ используется в промышленности, а 440, 220 В — в быту.Он меньше по размеру, прост в установке, имеет низкие магнитные потери и не всегда загружается полностью.

Так как он не работает при постоянной нагрузке в течение 24 часов, так как днем ​​его нагрузка находится на пике, а в ночное время он загружен очень слабо, поэтому эффективность зависит от цикла нагрузки и рассчитывается как эффективность на весь день. Распределительные трансформаторы рассчитаны на максимальный КПД от 60 до 70%

Использование распределительного трансформатора

• Применяется в насосных станциях с уровнем напряжения ниже 33 кВ
• Электроснабжение ВЛ железных дорог электрифицированных АС
• В городских районах многие дома питаются от однофазного распределительного трансформатора, а в сельской местности может быть возможно, что для одного дома потребуется один трансформатор в зависимости от нагрузки.
• Многоканальные распределительные трансформаторы используются в промышленных и коммерческих помещениях.
• Используется в ветряных электростанциях, где электроэнергия вырабатывается ветряными мельницами. Там он используется как коллектор для подключения подстанций, удаленных от ветроэнергетической системы.

Измерительный трансформатор

Трансформатор тока

• Трансформатор тока используется для измерения, а также для защиты. Когда ток в цепи является высоким для подачи непосредственно на измерительный прибор, трансформатор тока используется для преобразования большого тока в желаемое значение тока, необходимого в цепи.

Первичная обмотка трансформатора тока подключена последовательно к основному источнику питания и различным измерительным приборам, таким как амперметр, вольтметр, ваттметр или катушка защитного реле. У них есть точный коэффициент тока и фазовое соотношение, позволяющее измерить точность измерения на вторичной стороне. Термин «отношение» имеет большое значение в компьютерной томографии.

Например, если его соотношение составляет 2000: 5, это означает, что трансформатор тока имеет выходную мощность 5 ампер, когда входной ток составляет 2000 ампер на первичной стороне.Точность трансформатора тока зависит от многих факторов, таких как нагрузка, нагрузка, температура, изменение фазы, номинал, насыщение и т. Д.

В трансформаторе тока полный первичный ток представляет собой векторную сумму тока возбуждения и тока, равного изменение направления вторичного тока, умноженное на коэффициент трансформации.

Где,
I _p — первичный ток
I _с — вторичный или обратный ток
I ₀ — ток возбуждения
K _T — передаточное число

Трансформатор потенциала

Трансформатор напряжения также называют трансформатором напряжения.Первичная обмотка подключена к линии высокого напряжения, напряжение которой должно быть измерено, а все измерительные приборы и измерители подключены к вторичной обмотке трансформатора.

Основная функция трансформатора потенциала — понижать уровень напряжения до безопасного предела или значения. Первичная обмотка трансформатора напряжения заземлена в качестве точки безопасности.

Например, отношение напряжения первичной обмотки к вторичной задается как 500: 120, это означает, что выходное напряжение составляет 120 В, когда напряжение 500 В подается на первичную обмотку.Различные типы трансформаторов напряжения показаны ниже на рисунке

.

• Электромагнитный (трансформатор с проволочной обмоткой)
• Конденсатор (конденсаторный трансформатор напряжения CVT использует конденсаторный делитель напряжения)
• Оптический (работает над электрическими свойствами оптических материалов)

Погрешность напряжения в процентах определяется уравнением, приведенным ниже

Однофазный трансформатор

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

Трехфазный трансформатор

Если взять три однофазных трансформатора и соединить их вместе со всеми тремя первичными обмотками, соединенными друг с другом как одна, а все три вторичные обмотки связаны друг с другом, образуя одну вторичную обмотку, то говорят, что трансформатор ведет себя как трехфазный трансформатор, то есть группа из трех однофазных трансформаторов, соединенных вместе, которые действуют как трехфазный трансформатор.

Трехфазный источник питания в основном используется для производства, передачи и распределения электроэнергии в промышленных целях. Менее затратно собрать три однофазных трансформатора для образования трехфазного трансформатора, чем купить один одиночный трехфазный трансформатор. Подключение трехфазного трансформатора может быть выполнено по схеме звезда (звезда) и треугольник (сетка).

Соединение первичной и вторичной обмоток может быть выполнено различными комбинациями, показанными ниже

Первичная обмотка	Вторичная обмотка
Звездочка (звезда)	Звездочка
Дельта (сетка)	Дельта
Звезда	Дельта
Дельта	Звезда

Комбинация первичной обмотки и вторичной обмотки выполняется по схеме звезда-звезда, треугольник-треугольник, звезда-треугольник и треугольник.

Советы по выбору и покупке трансформаторов

• Что такое трансформатор и почему он используется?
• Как я могу выбрать лучший трансформатор для моего приложения?
• Определите номер модели трансформатора Marcus
• Когда вам нужен нестандартный трансформатор?

Что такое трансформатор и зачем он нужен?

Трансформатор — это статическое электрическое оборудование, которое передает мощность от одной системы напряжения к другой посредством электромагнитной индукции.На базовом уровне все трансформаторы состоят из металлической катушки, по которой проходит электрический ток, и сердечника из железа, который создает магнитное поле. Причина использования трансформатора состоит в том, чтобы согласовать напряжение нагрузки с линейным напряжением, подаваемым электросетью. Трансферомеры сухого типа с воздушным охлаждением не содержат летучих или легковоспламеняющихся материалов и зависят только от естественного потока воздуха над змеевиками и излучения тепла через кожух для охлаждения. Поэтому он может располагаться прямо у груза и не требует специального хранилища.

Как я могу выбрать лучший трансформатор для моего приложения? купить ксанакс онлайн Трансформаторы

доступны в широком диапазоне напряжений. Емкость (вольт-амперы) определяет, какую мощность может выдержать конкретное устройство до перегрузки.

Приложение играет ключевую роль в выборе правильного трансформатора. При выборе конкретного трансформатора необходимо учитывать случаи, когда типичная нагрузка может резко возрасти.

Определите номер модели трансформатора Marcus

Шаг 1: Определите кВА, амперы или мощность, необходимую для нагрузки.

Определите кВА, амперы или мощность, требуемые нагрузкой. Размер трансформатора определяется кВА нагрузки. Не забудьте добавить общее количество задействованного оборудования. Следующие формулы могут быть использованы для расчета кВА, (ВА) или требуемых ампер для одно- или трехфазных установок:

Однофазный	кВА	=	В x А
	(ВА)		1000
	AMPS	=	кВА (ВА) x 1000
			Вольт
Трехфазный	кВА	=	1.73 x вольт x ампер
	(ВА)		1000
	AMPS	=	кВА (ВА) x 1000
			1.73 x Вольт

КВА означает киловольт-ампер или тысячу вольт-ампер. Меньшие блоки 500 ВА = 0,5 кВА. Однофазный имеет две линии переменного тока. Трехфазный имеет три линии переменного тока, каждая из которых на 120 градусов не совпадает по фазе с двумя другими.

Важно: КВА трансформатора должна быть равна или больше, чем кВА нагрузки, чтобы удовлетворить текущие потребности и учесть будущее расширение.

Шаг 2: Узнайте напряжение питания

Узнайте, какое напряжение питания (или доступное напряжение) должно быть подключено к первичной обмотке трансформатора.Напряжение сети или первичное напряжение — это доступная мощность от вашей электросети или местного источника питания.

Шаг 3: Определите напряжение, необходимое для нагрузки

Определите напряжение, необходимое для нагрузки. Это вторичное напряжение или выходное напряжение трансформатора. Напряжение нагрузки или вторичное напряжение — это напряжение, необходимое для работы нагрузки (фонарей, двигателя и других устройств).

Шаг 4: Какая частота источника питания?

Какая частота источника питания и оборудования (обычно 60 или 50 Гц)? Частота источника питания и нагрузки должны быть одинаковыми.

Для выбора требуемого размера трансформатора можно использовать следующие таблицы.

Шаг 5: Определите номер модели трансформатора Marcus

Определите номер модели трансформатора Marcus. Для этого сначала необходимо учесть несколько факторов:

https://www.ambienpharmacy.org/

• Требуется ли для вашего оборудования гальваническая развязка от источника питания, или подойдет автомобильный трансформатор без изоляции?
• Для управляющих трансформаторов: если требуется предохранитель, необходима модель клеммной колодки.
• Если требуется экспортировать управляющий трансформатор, может потребоваться модель с защитой от прикосновения.
• Место, где будет установлен трансформатор, будет определять, нужен ли вам корпус (открытый тип), корпус с внутренней вентиляцией или различные типы корпусов, которые защищают обмотки от влаги, частиц, пыли или загрязнений.

http://www.cabreracoastalteam.com/anxiety/buy-xanax-no-prescription.php

Далее выберите нужный вам тип трансформатора.Его номинальная мощность в кВА, первичное напряжение, вторичное напряжение и суффикс из таблицы ниже.

ТИП	кВА РЕЙТИНГ	ПЕРВИЧНЫЙ НАПРЯЖЕНИЕ	ВТОРИЧНЫЙ НАПРЯЖЕНИЕ	СУФФИКС
MS-однофазный		А — 600	1 — 208/120	EUR — 50 Гц
MT — трехфазный		В — 480	2 — 120/240	S — Электр.Щит
MSWP — однофазный наружный блок		С — 416	3–240	F — 115˚ C Подъем
MTWP — трехфазный открытый		Д — 380	4–480/277	N — 130 ° C Подъем
Смола — однофазная эпоксидная смола		E — 347	5 — 600/347	B — подъем 80˚ C
RET — трехфазное эпоксидное покрытие		Ф — 277	6 — 380/220	P — Спринклерный щит
MK — рейтинг коэффициента К		г — 240	7 — 416/240	CC — Сердечник и катушка
MDI — Изоляция привода		H — 208	8–120	4 — К-фактор
MAT — автоматический трехфазный		I — 240/480	9–220	9 — К-фактор
MATS — Авто однофазный		Дж — 2400	10 — 220/127	13- К-фактор
МТЗ — Подметально-уборочная машина Harmonic		К — 4160	11–240/139	20 — К-фактор
MTD — Подметальная машина с двойной гармоникой		л — 120	12–230	SS — Корпус из нержавеющей стали
MHE — Высокоэффективный		М — 440	13 — 230/133	30 — Фазовый сдвиг 30 °
RET-MAT ​​- Epoxy Auto 3 фазы		Н — 460	14 — 120/208/240	0 — Фазовый сдвиг 0 °
		O — 575	15–440	LT — осветительный кран
		П — 230	16 — 440/254	EQ — Низкий уровень шума
		Q — 600/480	17–460	LI — Низкое сопротивление
		R — 2300	18 — 460/266	CE — Европейский стандарт
		S — 220	19–480
		т — 120/240	20 — 400/231
		У — 550	21–208
		В — 690	22–380
		Вт — 120/208/277	23–600
		Х — 400	24–110
		Z — 1000	25–347
		руб — 2200	26–575/332
		КК — 4800	27 — 240/480
			28 — 110/220
			29 — 115/230
			30–690
			31–690/399
			32–277

трамвайные магазины.com входит в группу опиодов и должен продаваться только по рецепту. Эффективность этого препарата заключается в облегчении боли, разрыва мышц и всего прочего при приеме под наблюдением врача.

Наконец, вы можете сформировать номер модели Marcus, следуя примеру ниже:

Нужна техническая помощь в выборе подходящей модели? Отправьте нам электронное письмо, позвоните или отправьте факс в любое время в рабочее время.

Когда вам нужен нестандартный трансформатор?

Если ваше приложение требует особого дизайна, которого нет на складе, мы будем рады точно и профессионально удовлетворить ваши требования.Маркус спроектирует, изготовит и доставит трансформатор на заказ в течение 7 дней с момента вашего запроса. По специальным заказам: мы производим сухие трансформаторы до 600 кВА включительно, автотрансформаторы до 1000 кВА и управляющие трансформаторы до 7500 ВА. Звоните со своими особыми требованиями.

https://brain-injury-resource.com/how-to-buy-kratom-safely.html

По специальному заказу: Мы производим сухие трансформаторы до 600 кВА включительно, автотрансформаторы до 1000 кВА и управляющие трансформаторы до 7500 ВА.Звоните со своими особыми требованиями.

Sosaley работает с клиентами и партнерами над созданием решений для различных вертикалей. Используя собственные базовые технологии, Sosaley.com предоставляет встроенное оборудование и программное обеспечение, решения для мобильности и программные приложения для улучшения корпоративных операций

Transformer — его работа, конструкция, типы и использование

Они являются неотъемлемой частью электрической системы, и их применение можно наблюдать практически во всех областях электротехники, от систем электроснабжения до обычных бытовых приборов.

С развитием источников питания переменного тока возникла потребность в трансформаторах. Раньше передача электроэнергии постоянного тока приводила к большим потерям и низкой эффективности.

Мы только что выпустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы поговорим о всевозможных различных исследованиях и комментариях по разработке энергетических систем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам, , и получите от этого пользу.

Однако, увеличив напряжение передачи с помощью трансформатора, эта проблема была решена. Увеличение напряжения сопровождается уменьшением тока, чтобы поддерживать постоянную мощность в трансформаторе.

А поскольку потери мощности прямо пропорциональны квадрату тока, это приводит к уменьшению тока в 10 раз, следовательно, к снижению потерь в 100 раз. Действительно, без трансформаторов мы не смогли бы использовать электрические власть в том виде, в котором мы ее используем сейчас.

Вот почему мы генерируем электроэнергию с напряжением от 11 до 25 кВ, а затем повышаем его до 132 220 или 500 кВ для передачи с минимальными потерями, а затем мы понижаем напряжение для безопасного использования в жилых и коммерческих помещениях.

Конструкция трансформатора

Трансформатор состоит в основном из сердечника, обмоток и бака, однако в некоторых трансформаторах также присутствуют проходные изоляторы, сапуны, радиаторы и расширители.

Сердечник: Сердечник трансформатора изготовлен из мягкого железа или кремнистой стали, что обеспечивает путь с низким сопротивлением (силовые линии магнитного поля могут легко проходить через них).

Сердечники трансформатора ламинированы для уменьшения потерь на вихревые токи, толщина пластин обычно составляет от 2,5 мм до 5 мм, и они изолированы друг от друга и обмоток покрытием из оксида, фосфата или лака. Ядро состоит из пластин различной формы, таких как E, L, I, C и U.

В трансформаторах оболочечного типа сердечник окружает или покрывает обмотки, как оболочка.

В трансформаторах с сердечником обмотки намотаны вокруг двух концов или прямоугольников сердечника.

Обмотки:

Однофазный двухобмоточный трансформатор обычно имеет 2 обмотки, первичная и вторичная обмотки, которые сделаны из высококачественной многожильной меди. Обмотки намотаны на сердечник и полностью не имеют электрического контакта друг с другом.

Их также можно назвать обмотками высокого и низкого напряжения соответственно, причем обмотка высокого напряжения имеет большую изоляцию, чем обмотка низкого напряжения.

Принцип работы:

Основной принцип работы трансформатора — это работа взаимной индукции между первичной и вторичной обмотками, которые связаны общим магнитным потоком через сердечник трансформатора.Сердечник обеспечивает путь для прохождения магнитного потока с низким сопротивлением.

Трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки, как описано выше. Обмотка, подключенная к источнику, может рассматриваться как первичная обмотка, а ток, который она проводит, может иметь собственное магнитное поле.

Это магнитное поле создается поперек сердечника и меняет направление из-за переменных токов, и теперь согласно закону электромагнитной индукции Фарадея:

Скорость изменения магнитной связи во времени прямо пропорциональна ЭДС, индуцированной в проводнике или катушке

Это изменение магнитного поля вызывает на вторичной обмотке напряжение, пропорциональное количеству витков на обмотках.Это можно понять с помощью следующего уравнения:

Коэффициент трансформации трансформатора:

Обе обмотки трансформатора, т.е. первичный и вторичный имеют определенное количество витков. Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки известно как отношение витков.

Где:

N _P = Количество витков первичной обмотки

N _S = витков вторичной обмотки

Идеальный трансформатор:

Идеальный трансформатор — это трансформатор, который дает выходную мощность, точно равную входной мощности.Это означает, что у него нет никаких потерь.

Идеальных трансформаторов не существует, и они используются только для упрощения расчетов трансформаторов. Их соотношение напряжений можно смоделировать с помощью этих простых уравнений:

Где:

В _P = Напряжение первичной стороны

В _S = Напряжение вторичной обмотки

А мощность определяется по формуле:

и

или

Где:

Другими словами, идеальный трансформатор будет иметь 100% КПД без потерь мощности.

Мы можем предположить, что идеальный трансформатор будет иметь нулевое сопротивление обмотки, отсутствие потока утечки и потерь в меди или сердечнике.

Схема эквивалента идеального трансформатора:

Эквивалентная схема идеального трансформатора не будет моделировать какое-либо сопротивление или какое-либо реактивное сопротивление, потому что все типы потерь считаются несуществующими. Итак, мы получаем очень упрощенную принципиальную схему.

Чем идеальный трансформатор отличается от настоящего трансформатора?

На самом деле у нас есть трансформаторы, которые состоят из некоторых потерь мощности; следовательно, выходная мощность никогда не равна входной мощности трансформатора.

Настоящие трансформаторы будут иметь некоторое значение сопротивления обмотки, будут иметь поток утечки, а также будут иметь потери в меди и сердечнике, которые мы обсудим ниже.

Ток намагничивания:

Это ток, необходимый для создания магнитного потока в сердечнике трансформатора (или его намагничивания).

Можно заметить, что когда на трансформатор подается переменный ток при размыкании цепи во вторичной обмотке, небольшой ток по-прежнему будет течь через первичную обмотку.

Этот ток состоит из тока намагничивания (i _m ) и тока потерь в сердечнике (i _{h + e} ).

Некоторые важные моменты относительно тока намагничивания:

1. Он не является чисто синусоидальным и будет иметь более высокочастотные компоненты, когда ядро ​​начнет насыщаться.
2. Когда сердечник достигает максимального магнитного потока, для небольшого увеличения притока потребуется очень высокий ток намагничивания.

Ток потерь в сердечнике компенсирует гистерезис и потери на вихревые токи в сердечнике.

Сумма тока намагничивания и тока потерь в сердечнике называется током возбуждения трансформатора.

Потери:

Трансформатор является статическим устройством и не имеет вращающейся части, поэтому у него нет вращательных потерь. Однако он имеет следующие электрические потери:

1. Потери в сердечнике или в железе
2. Потери меди

Потери в сердечнике:

Потери в сердечнике называются потерями в сердечнике, потому что они связаны или являются следствием стального сердечника трансформатора.

Их можно разбить на 2 части.

1. Гистерезис потери
2. Потери на вихревые токи

Гистерезис потери:

Можно считать, что любой ферромагнитный материал имеет множество небольших магнитных доменов (маленьких постоянных магнитов), которые указывают в случайных направлениях. Когда к железу прикладывают внешнее магнитное поле, эти домены выстраиваются в направлении поля.

Однако, когда переменный ток меняет свое направление, магнитное поле также меняет свое направление, и магнитные домены также должны менять свое направление в соответствии с магнитным полем.

Некоторые магнитные домены выровняются, но некоторым потребуется дополнительная энергия для их выравнивания. Эта энергия, необходимая для переориентации магнитных доменов во время каждого цикла переменного тока, известна как потеря гистерезиса.

Вихретоковые потери:

Переменный поток в сердечнике трансформатора соединяется со вторичными обмотками и наводит на них напряжение согласно закону Фарадея.

Также вероятно, что этот переменный поток будет связываться с другими проводящими частями трансформатора, такими как железный сердечник и железный кожух или корпус.

Этот переменный поток затем вызовет локализованные напряжения в этих частях, что приведет к возникновению вихрей тока, протекающих внутри них. Эти токи известны как вихревые токи.

Эти токи вызывают потери энергии из-за удельного сопротивления сердечника или проводящей части, на которой они возникают, следовательно, энергия рассеивается в виде тепла.

Гистерезисные потери и потери на вихревые токи приводят к нагреву сердечника трансформатора.

Потери меди:

Первичная и вторичная обмотки трансформатора всегда будут иметь некоторое собственное сопротивление, и прохождение тока через это сопротивление всегда будет приводить к потерям энергии.

Поскольку обмотки изготовлены из меди, потери энергии или тепла в них известны как потери в меди.

Потери меди можно определить по:

Итак, чем больше величина тока, тем больше будут потери в меди. Вот почему эти потери также известны как переменные потери, поскольку они зависят от нагрузки.

Реактивное сопротивление утечки:

Первичная и вторичная обмотки создают свой собственный поток, который связан друг с другом, это называется взаимным потоком.

Однако не весь магнитный поток между первичной и вторичной обмотками связан.

Некоторый поток, создаваемый первичной обмоткой, не связывается со вторичной обмоткой, в то время как некоторое количество потока, создаваемого вторичной обмоткой, не связывается с первичной обмоткой.

Этот поток, который соединяется только с одной из обмоток вместо соединения с обеими, известен как поток утечки.

Обмотки являются индуктивными по своей природе, этот поток рассеяния будет создавать в обмотках самореактивное сопротивление или импеданс, который известен как реактивное сопротивление рассеяния.

Это реактивное сопротивление утечки вызовет падение напряжения в первичной и вторичной обмотках.

Схема эквивалента трансформатора

:

Эквивалентная схема трансформатора — это упрощенное представление трансформатора, состоящего из сопротивлений и реактивных сопротивлений.

Эквивалентная схема помогает нам в выполнении расчетов трансформатора, поскольку теперь анализ базовой схемы может быть применен к трансформатору.

Резистор R

_P и резистор R _S :

Эти резисторы моделируют резистивные потери в меди в трансформаторе, и их легко представить.

X _M :

Как мы уже упоминали ранее, ток возбуждения или ток холостого хода равен сумме тока намагничивания и тока потерь в сердечнике.

Итак, ток намагничивания можно смоделировать реактивным сопротивлением X _M , подключенным к первичному источнику напряжения.

R _C :

Потери в сердечнике, состоящие из потерь на вихревые токи и гистерезисных потерь, можно смоделировать с помощью сопротивления R _C , подключенного к первичному источнику напряжения

Xm и Rc известны как ветви возбуждения.

X _P и X _S :

X _p — это реактивное сопротивление рассеяния на первичной обмотке, а X _S — реактивное сопротивление рассеяния на вторичной обмотке.

Для первичной и вторичной сторон:

Приведенная выше эквивалентная схема является точным представлением трансформатора. Однако для решения практических схем трансформатора необходимо преобразовать всю схему на один уровень напряжения.

Это делается путем привязки цепи к ее первичной или вторичной стороне.

На первичную сторону:

Чтобы отнести или преобразовать схему к первичной стороне, мы сначала находим значение константы «а».

Где a = N _p N _s

Теперь, когда мы нашли «a», мы можем преобразовать сопротивление вторичной стороны Rs и реактивное сопротивление Xs в первичную сторону, умножив их оба на ² .

R _S ^‘ = R _S x a ²

X _S ^‘ = X _S x a ²

Вторичное напряжение Vs умножается на «a», а вторичный ток Is делится на «a».

На вторичную сторону:

Учитывая значение константы «a», мы делим значения сопротивления первичной стороны и реактивного сопротивления на ² .

То же самое будет сделано для X _M и R _C .

R _P ^‘ = R _P a ²

X _P ^‘ = X _P a ²

R _C ^‘ = R _C a ²

X _M ^‘ = X _M a ²

Первичный ток умножается на «а», а первичное напряжение делится на «а».

После того, как мы отнесли наши значения к одной конкретной стороне, первичной или вторичной, мы можем переместить ветвь возбуждения на передний план и последовательно сложить сопротивления и реактивные сопротивления, как показано на принципиальных схемах.

Эффективность:

КПД трансформатора — это отношение выходной мощности трансформатора к входной мощности.

Выдается

η = P _ВЫХ P _ВЫХ + P _ПОТЕРЯ X 100%

Где:

Поскольку выходная мощность всегда будет меньше входной мощности, КПД трансформатора всегда будет находиться в пределах 0–100%, в то время как идеальный трансформатор будет иметь КПД 100%.

Чтобы рассчитать КПД трансформатора по эквивалентной схеме, мы просто добавляем потери в меди и потери в сердечнике к уравнению КПД, чтобы получить следующее уравнение:

η = P _ВЫХ P _ВЫХ + P _cu + P _{сердечник} X 100%

Регулировка напряжения:

Также важно знать, что, поскольку трансформатор имеет последовательные сопротивления внутри, на нем также будут падать напряжения.Это приведет к изменению выходного напряжения с изменяющейся нагрузкой, даже если входное напряжение остается постоянным.

Величина, которая сравнивает выходное напряжение без нагрузки с выходным напряжением при полной нагрузке, называется регулировкой напряжения.

Его можно рассчитать по следующей формуле:

VR = V _S.NL — V _S.FL V _S.FL X 100%

Где:

В _С.NL = Выходное напряжение без нагрузки

В _S.FL = Выходное напряжение при полной нагрузке

Следует отметить, что идеальный трансформатор будет иметь регулировку напряжения 0%.

Типы трансформаторов и их применение

Привет! По соответствующей теме мы ранее писали в блоге о типах трансформаторов . Если это вас заинтересует, ознакомьтесь с ним и дайте нам знать, что вы думаете

Повышающий трансформатор:

Эти трансформаторы увеличивают нижний уровень напряжения на первичной стороне до более высокого значения на вторичной стороне.В этом случае вторичная обмотка имеет большее количество витков, чем первичная.

Они в основном используются на генерирующих станциях, где генерируемое напряжение около 11 кВ повышается до 132 кВ или более для передачи.

Понижающий трансформатор:

Понижающие трансформаторы понижают высокое напряжение на первичной стороне до более низкого значения на вторичной стороне. В этом случае первичная обмотка имеет большее количество витков.

Понижающие трансформаторы

используются на сетевых станциях для снижения высокого напряжения передачи до подходящего более низкого значения для распределения и использования.Их также можно найти на наших зарядных устройствах для мобильных устройств.

Другие типы включают силовые трансформаторы, распределительные трансформаторы, трансформаторы с сердечником, одно- и трехфазные трансформаторы, внутренние и внешние трансформаторы. Вы можете проверить наш предыдущий блог, посвященный типам трансформаторов и их применению.

Ограничения трансформатора:

Здесь также важно отметить, что трансформатор будет работать только от переменного тока. Это связано с тем, что постоянный ток (DC) будет создавать постоянное магнитное поле вместо изменяющегося магнитного поля, и, следовательно, во вторичной обмотке не будет индуцироваться ЭДС.

На этом мы завершаем нашу тему о трансформаторах. Мы надеемся, что этот блог был полезен и дал вам ценную информацию по этой теме. Не стесняйтесь предлагать или задавать любые вопросы, которые могут у вас возникнуть, в разделе комментариев ниже. Спасибо.

Основные операции трансформатора

• Изучив этот раздел, вы сможете описать:
• • Принцип работы трансформатора.
• • Передаточное число.
• • Коэффициент мощности.
• • Коэффициент трансформации.
• • Потери в трансформаторе: медь, гистерезис и вихревые токи.
• • КПД трансформатора и ток холостого хода.

Трансформаторы.

Трансформатор использует принципы электромагнетизма для переключения одного уровня переменного напряжения на другой. Работа Фарадея в 19 веке показала, что изменяющийся ток в проводнике (например,грамм. первичная обмотка трансформатора) создает изменяющееся магнитное поле вокруг проводника. Если в это изменяющееся магнитное поле поместить другой проводник (вторичная обмотка), в этой обмотке будет индуцироваться напряжение.

Коэффициент оборотов.

Фарадей также рассчитал, что напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, будет иметь величину, которая зависит от ОТНОШЕНИЯ ОБОРОТОВ трансформатора. т.е. если вторичная обмотка имеет половину числа витков первичной обмотки, то вторичное напряжение будет вдвое меньше напряжения на первичной обмотке.Аналогичным образом, если вторичная обмотка имеет в два раза больше витков первичной обмотки, вторичное напряжение будет в два раза больше первичного напряжения.

Коэффициент мощности.

Поскольку трансформатор является пассивным компонентом (у него нет внешнего источника питания), он не может выдавать больше мощности из вторичной обмотки, чем подается на первичную обмотку. Следовательно, если вторичное напряжение больше первичного напряжения на определенную величину, вторичный ток будет меньше первичного тока на аналогичную величину, т.е.е. Если напряжение увеличится вдвое, ток уменьшится вдвое.

Рис. 11.1.1 Основные операции трансформатора.

Коэффициент трансформации.

Функционирование базового трансформатора

можно описать двумя формулами, связывающими коэффициент трансформации с числом витков обмоток трансформатора.

• В _P = первичное напряжение.
• I _P = первичный ток.
• В _S = вторичное напряжение.
• I _S = вторичный ток.
• N _P = количество витков первичной обмотки.
• N _S = количество витков вторичной обмотки.

Потери трансформатора.

Формулы на рис. 11.1.1 относятся к идеальному трансформатору, то есть трансформатору без потерь мощности, в котором первичный вольт-ампер = вторичный вольт-ампер.

Хотя практические трансформаторы могут быть чрезвычайно эффективными, некоторые потери будут происходить, потому что не весь магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой, будет связываться со вторичной обмоткой.Потери мощности, возникающие в трансформаторе, бывают трех типов;

1. Потери меди.

Эти потери также можно назвать потерями в обмотке или потерями I2R, поскольку они могут возникать в обмотках, сделанных не из меди, а из других металлов. Потери проявляются в виде тепла, выделяемого в обмотках (медных) проводов, поскольку они рассеивают мощность из-за сопротивления провода.

Потери мощности в обмотке трансформатора можно рассчитать, используя ток в обмотке и ее сопротивление в формуле для мощности P = I ² R.Эта формула является причиной того, что потери в меди иногда называют потерями I ² R. Чтобы свести к минимуму потери, сопротивление обмотки должно быть низким с использованием провода подходящей площади сечения и низкого удельного сопротивления.

2. Гистерезисные потери.

Каждый раз, когда переменный ток меняет направление на противоположное (один раз в каждом цикле), крошечные «магнитные домены» в материале сердечника меняются местами. Это физические изменения в основном материале, отнимающие некоторую энергию. Количество используемой энергии зависит от «сопротивления» материала сердечника; в больших сердечниках силовых трансформаторов, где потери на гистерезис могут быть проблемой, они в значительной степени решаются за счет использования специальной стали с низким сопротивлением «ориентированной зернистостью» в качестве материала сердечника.

3. Вихретоковые потери.

Поскольку железный или стальной сердечник является электрическим проводником, а также магнитной цепью, изменяющийся ток в первичной обмотке будет иметь тенденцию создавать ЭДС внутри сердечника, а также во вторичной обмотке. Токи, индуцируемые в сердечнике, будут противодействовать изменениям магнитного поля, происходящим в сердечнике. По этой причине эти вихревые токи должны быть как можно меньше. Это достигается разделением металлического сердечника на тонкие листы или «пластинки», каждый из которых изолирован друг от друга изолирующим слоем лака или оксида.Ламинированные сердечники значительно уменьшают образование вихревых токов, не влияя на магнитные свойства сердечника.

Ферритовые сердечники.

В высокочастотных трансформаторах потери на вихревые токи уменьшаются за счет использования сердечника из керамического материала, содержащего большую часть мельчайших металлических частиц, железной пыли или марганцево-цинка. Керамика изолирует металлические частицы друг от друга, давая аналогичный эффект ламинатам и лучше работая на высоких частотах.

Благодаря способам уменьшения потерь, описанным выше, практические трансформаторы по своим характеристикам почти полностью приближаются к идеальным.В мощных силовых трансформаторах может быть достигнут КПД около 98%. Поэтому для большинства практических расчетов можно предположить, что трансформатор является «идеальным», если не указаны его потери. Фактические вторичные напряжения в практическом трансформаторе будут лишь немного меньше, чем рассчитанные с использованием теоретического коэффициента трансформации.

Ток выключения.

Поскольку трансформатор работает почти идеально, мощность как в первичной, так и во вторичной обмотках одинакова, поэтому, когда на вторичную обмотку не подается нагрузка, вторичный ток не течет, а мощность во вторичной обмотке равна нулю (V x I = 0).Следовательно, хотя к первичной обмотке приложено напряжение, ток не будет течь, так как мощность в первичной обмотке также должна быть равна нулю. В практических трансформаторах «ток холостого хода» в первичной обмотке на самом деле очень низкий.

Вольт на оборот.

Трансформатор с первичной обмоткой на 1000 витков и вторичной обмоткой на 100 витков имеет соотношение витков 1000: 100 или 10: 1. Следовательно, 100 вольт, приложенное к первичной обмотке, создаст вторичное напряжение 10 вольт.

Другой способ измерения напряжения трансформатора — вольт / виток; если 100 В, приложенные к 1000 витков первичной обмотки, дают 100/1000 = 0.1 вольт на виток, тогда каждый отдельный виток 100-витковой вторичной обмотки будет производить 0,1 В, поэтому общее вторичное напряжение будет 100 × 0,1 В = 10 В.

Тот же метод можно использовать для определения значений напряжения, возникающего на отдельных ответвлениях автотрансформатора, если известно количество витков на ответвление.

Просто разделите общее напряжение всей обмотки на общее количество витков и умножьте этот результат на количество витков в конкретном ответвлении.

Transformers G1 Руководство коллекционера Wiki и фотоархив | Transformerland.com

Эквивалент в Японии: Начиная с G1 — Fight! Трансформеры супер роботов (1985)

Generation One, первоначально известная как «Трансформеры», является первой серией Трансформеров. В США линия игрушек работала с 1984 по 1990 год; в Европе с 1985 по 1993 год (за исключением Великобритании, где было выпущено ограниченное количество выпусков в 1984 году) и в Японии с 1985 по 1992 год (с множеством отличий от других регионов.)

Линия, безусловно, самая разнообразная по стилю и дизайну игрушек. В первые годы, 1984–1985 годы, основное внимание уделялось игрушкам, которые изначально производились разных цветов для других брендов, таких как Diaclone и Microchange от Takara, Macross от Bandai и Dorvack и Beetras от Takatoku. Эти игрушки имели разную этику дизайна, но большинство из них были преобразованы в узнаваемые реальные автомобили и имели ограниченную артикуляцию в режиме робота.

В это время на рынке присутствовало множество конкурирующих брендов роботов, изменяющих форму, поэтому Hasbro разработала «рубиновый знак» как знак подлинности.Эти черные и серебряные квадратные наклейки занимали видное место на игрушке и меняли цвет при нагревании, чтобы показать преданность персонажа.

В 1986 году успех компании Transformers оправдал вложения в новые уникальные конструкции. Многие из них пошли по стопам своих предшественников, включая использование некоторых ранее не выпускавшихся дизайнов, написанных для предыдущих линий. Основная тема переместилась на Трансформеры, которые могли объединяться в команды, чтобы образовывать более крупных роботов. Это не была новая концепция, но в том году на нее пришла почти половина релизов.

После анимационного фильма в 1986 году оригинальная сюжетная нить оборвалась и потеряла контроль над дизайном игрушек. В последующие годы появилось все больше и больше роботов с вымышленными или научно-фантастическими альтернативными режимами и игрушками, сосредоточенными в группах на определенных трюках. Во многих из этих уловок был задействован меньший «партнер», который мог стать головой, оружием или двигателем более крупной фигуры. Некоторые роботы могли быть замаскированы под монстров или людей, спрятавшись в полой «оболочке». Однако с каждым годом сборные представлены все больше.

По мере того, как в конце 80-х продажи в США начали снижаться, компания Transformers сократила штат, пытаясь предлагать игрушки по более низкой цене и извлечь выгоду из популярной концепции «микро» игрушек. Некоторые из этих небольших роботов, Micromasters, продавались группами по четыре или шесть простых крошечных фигурок. Большие игрушки просто содержали одну фигурку Micromaster и базу или игровой набор. Предыдущие подгруппы также увидели новые проекты, которые уменьшили и упростили их концепции.

Когда линия подошла к концу, последняя подгруппа бросила старую этику: Мастера Действий.Популярные персонажи из начала серии были визуализированы как не трансформирующиеся фигурки, в том числе оружие или транспортные средства, которые могли трансформироваться. В конце 1990 года сериал был отменен в Соединенных Штатах из-за резких продаж. Япония увидит новые конструкции еще в течение двух лет, а Европа — еще три.

Наследие

поколения 1 приведет Трансформеров к новому тысячелетию, установив вселенную, концепции и главных героев, которые до сих пор наиболее запоминаются.

Сколько энергии потребляет небольшой трансформатор при подключении к сети

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

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

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

Где эти небольшие нагрузки действительно сказываются, так это в удаленных местах, которые питаются от таких вещей, как солнечные батареи и ветряные генераторы.В этих системах вы платите от 10 до 20 долларов за ватт (если сложить стоимость солнечных элементов, аккумуляторов для хранения энергии, регуляторов мощности, инвертора и т. Д.). Пятьдесят ватт по цене 20 долларов за ватт означает, что вам придется потратить дополнительно 1000 долларов только на питание трансформаторов. В таких системах вы избегаете небольших нагрузок, отключая трансформаторы, когда они не используются, или убирая трансформатор и запитывая устройство прямо от аккумуляторной батареи для повышения эффективности.

Однако дополнительные расходы на электроэнергию компенсируются экономией на производственных затратах, которая, как мы надеемся, передается покупателю в виде более низкой отпускной цены продукта. Например, изготовление и хранение одного универсального принтера, работающего от 12 вольт постоянного тока, обходится производителю значительно дешевле. Затем производитель упаковывает принтер с настенным трансформатором напряжения переменного тока, зависящим от страны, в которой он продается.