Трансформаторы электрические силовые малой мощности это: сколько это и какие, технология проверки

Содержание

сколько это и какие, технология проверки

Трансформаторы, имеющие малую мощность – приспособления для преобразования напряжения. Одна входная и пара выходных обмоток закрепляются на магнитном сердечнике. Переменный ток проходит на первичную катушку, затем вырабатывается магнитное поле, подающее напряжение аналогичной частоты на следующие катушки. Коэффициент передачи определяется количеством витков в обмотках.

Они отличаются по форме металлического сердечника и количеству катушек. Производятся устройства стержневого и броневого типа.

Что представляет собой: схема изобретения

Первичная обмотка изготавливаются по такой схеме. Количество витков зависит от того, какие параметры необходимо получить на выходе.

Изделие работает с напряжением 110, 127 и 220 вольт. Расход меди повышается при изготовлении такой схемы, производство усложняется из-за использования проволоки разного диаметра.

Поэтому чаще применяется такая схема:

Особенности трансформаторов малой мощности

Маломощные трансформаторы в большинстве случаев изготавливаются однофазными. Конструкция основана на обмотке, установленной на прочном стержневом магнитопроводе в виде закрытой буквы П или О. Броневой магнитопровод изготавливается в виде буквы Ш. В таких изделиях обмотка размещается на центральном стержне.

Магнитопроводы создаются из Ш-образных стальных пластин. Последние несколько лет производители фиксируют обмотку на изделиях в форме буквы О. Для изготовления применяются тонкие ленты из холоднокатаной стали. Они разрезаются для скрепления с обмотками, потом соединяются. Место разреза затирается, чтобы зазор был меньше. Значение тока повышается при снижении номинальной мощности устройства. При сокращенном магнитном пути на магнитопроводе большое значение имеет действие воздушных зазоров и стыков. В маломощных устройствах ток доходит до 50—70%

/1иом.

Объем обмоток и дистанция между ними очень маленькая. Это способствует снижению магнитных потоков рассеяния.

Зачастую маломощные трансформаторы комплектуется двумя и более вторичными обмотками, работающими с разным напряжением. Схема замещения таких устройств сложнее.

По этой схеме можно понять, что напряжение на каждой вторичной обмотке определяется потоками остальных катушек.

Рабочая частота маломощных трансформаторов

Рабочая частота устройства рассчитана на 50 Гц. Используется питание от 127 до 220 В. Унифицированные изделия создаются на основе нормализованных магнитопроводов и производятся в массовом порядке. Для полупроводниковых потребителей изготавливаются изделия вида ТПП броневой конструкции.

Согласующие агрегаты используются в выходных каскадах УНЧ для нормализации сопротивления нагрузки и выходного каскада. Они используются при недостаточном выходном сопротивлении следующего по порядку каскада в системах, работающих по межкаскадному принципу, в зависимости от того, из скольких каскадов сделан трансформатор.

Сфера применения

Такие устройства часто устанавливаются на узлах радиоэлектронного оборудования и выполняют разные функции. За последние годы несколько новых предприятий освоили технологию их изготовления. Повысилась приспособляемость устройства к работе с разными потребителями, поскольку возникла возможность производства по заданным техническим требованиям заказчика. Ранее ничего подобного не происходило.

Проектировщики оборудования пользовались стандартными схемами и комплектующими из справочников. Выбор изделий был большой, но полный перечень потребностей не охватывал. Поэтому многие разработчики устанавливали агрегаты с избыточным запасом мощности. Сегодня многие предприятия производят комплектующие с характеристиками, подходящими заказчику.

Разновидности и технические характеристики

Изготавливаются силовые электрические приборы стержневого и броневого типа. Последняя самая доступная по цене и весит меньше. Большая часть трансформаторов изготавливается по такому принципу. Изделия стержневого типа с парной катушкой тоже часто используются. Они меньше нагреваются, при изготовлении экономится медь из-за укороченных витков. Плотность тока в таких обмотках значительно увеличивается. Стержневые приспособления с одной катушкой расходуют больше материалов, но изготавливаются значительно проще.

Технология проверки работы трансформаторов

Качество работы устройства проверяется с помощью мультиметра. Межвитковое замыкание – это распространенная неисправность. Нужно также следить за изменением внешних особенностей и запаха изделия. Изоляционным материалом на прогулке служит лаковое покрытие, после повреждения которого поднимается температура на проблемном участке из-за сохранения сопротивления. Исправные изделия не имеют почернений, потеков или вздутий.

Бумага не должна быть обугленная, запах гари отсутствует. Сопротивлению обмоток можно определить по справочнику, если тип устройства известен. Данные, полученные после замера с помощью мультиметра, сравниваются с информацией в справочнике. Катушки считаются неисправными, если отличие между показателями превышает 50%. Если неизвестно сопротивление обмоток, нужно при расчетах использовать количество витков, сечение и материал, из которого изготовлен провод.

Выбор электропечного трансформатора: параметры, советы, принцип

Кроме электропечей, в которых нагрев производится при помощи нагревателя или индуктора, есть плавильные печи, нагрев металла в которых производится при помощи электрической дуги. Это электродуговые печи.

В этих установках плавление металла осуществляется при помощи электрической дуги, возникающей между графитовыми электродами и содержимым печи. В отличие от плавилен других конструкций, графитовые электроды не меняют состав плавящегося металла. Выбор электропечного трансформатора зависит от мощности и производительности устройства.

В зависимости от мощности такие печи делятся на две группы:

  • Промышленные. Предназначены для плавки стали и чугуна.
  • Лабораторные. Эти устройства применяются в ювелирных мастерских для плавки драгметаллов, а также для изготовления литых деталей небольшого размера.

Устройство промышленных дуговых печей

Эти печи являются эффективной заменой доменных и мартеновских печей, а также печей для переплавки метала в литейном производстве. Емкость этих установок до 400 тонн при температуре до 3000°С.

В печах переменного тока плавление осуществляется электрической дугой, возникающей между тремя графитовыми электродами. Расплавленный металл собирается на поде печи и стекает по специальному желобу.

Питание электродов осуществляется при помощи понижающего трансформатора для электродуговой печи, подключенного к линии высокого напряжения. Электрическая схема подключения печного трансформатора позволяет менять напряжение на электродах:

  • в начале плавки оно выше, для обеспечения стабильной дуги при недостатке расплавленного металла;
  • в середине и конце процесса необходимое напряжение ниже, для предотвращения превышения величины тока.

Для большей стабильности и управляемости процессом плавки при выгорании графита и понижении уровня шихты электроды делаются подвижными, а их привод подключается к системам автоматики.

Информация! При помощи электродуговых печей в химической промышленности производится фосфора, карбид кальция и другая продукция.

Схема питания дуговой печи

Электродуговые печи – это мощные потребители электроэнергии. Для уменьшения потерь в кабелях трансформаторы и системы управления током располагаются рядом с печами. Участок от подстанции до электродов называется “короткая сеть”.

Чаще всего подключение дуговых сталеплавильных печей (ДСП) к линии высокого напряжения производится через свою высоковольтную подстанцию, на которой находятся масляные выключатели и разъединители. Напряжение питания составляет 6-110кВ. В больших цехах, где установлены несколько ДСП и другое оборудование, подстанция и система выключателей общая для всех выключателей.

Мощность

Мощность печных трансформаторов достигает 300МВА при выходном напряжении от 50В в печах небольшой мощности до 1200В в самых больших и производительных аппаратах. Выходное напряжение регулируется в процессе работы переключением выводов первичной обмотки.

Мощность плавки регулируется также перемещением электродов – при изменении длины дуги меняется ее сопротивление и ток. Эта регулировка осуществляется программно-адаптивным регулятором, подключенным к приводу графитовых стержней. Привод есть двух видов:

  • Электромеханический – перемещение производится электродвигателями. Малораспространен из-за задержки при запуске на время разгона электродвигателя и невозможности его мгновенной остановки и реверса.
  • Гидравлический – более современный и безинерционный. Движение стержней производится гидравлической системой, давление масла в которой поддерживается все время плавки.

Элементы

Электрическая схема электродуговой плавильни состоит из следующих элементов:

  • подходящие кабеля высокого напряжения;
  • понижающий трансформатор;
  • дроссель, уменьшающий ток короткого замыкания;
  • коммутационная аппаратура, управляющая напряжением и током плавки;
  • короткая сеть;
  • графитовые электроды с системой приводов;
  • измерительные и защитные устройства.

Во время работы для обеспечения стабильности процесса напряжение на электродах и ток необходимо регулировать. Это осуществляется двумя способами – изменением выходного напряжения трансформатора и механическим перемещением электродов и изменением длины дуги.

Особенности

Особенности устройства печных трансформаторов и схема управления должны обеспечивать нормальную работу в следующих ситуациях:

  • первоначальный поджиг дуги и начало плавки;
  • повторное зажигание дуги в течении 3 секунд при ее обрывах;
  • устранение короткого замыкания, возникающего при обвале шихты;
  • плавное изменение мощности в диапазоне 20-125% от номинальной.

Для уменьшения тока короткого замыкания и бросков мощности последовательно с электродами включается дроссель. Он устанавливается рядом с трансформатором печным понижающим с нужными техническими характеристиками и вместе с ним помещается в бак с маслом для лучшего охлаждения.

Дуговые печи постоянного тока

Плавильные установки переменного тока имеют ряд недостатков:

  • низкая производительность;
  • повышенный расход электродов и угар шихты;
  • большой, до 100 дБ, шум;
  • выбросы вредных газов.

От этих недостатков свободны установки постоянного тока. Дуговые печи постоянного тока (ДППТ) имеют один центральный графитный катод, установленный на своде, и несколько металлических анодов, установленных на поде. Для уменьшения угара аноды охлаждаются находящимися внутри них каналами с водой.

Важно! Соприкосновение воды с расплавленным металлом приводит к взрыву, поэтому состояние и внутренняя температура анодов контролируются датчиками.

Печные трансформаторы

Электроаппаратура печей рассчитывается на эксплуатацию в особых условиях. Для их питания устанавливаются печные трансформаторы, устройство и принцип работы которых отличается от обычных силовых трансформаторов.

Подвод электроэнергии

Электропечи – это потребители высокой мощности. В сталеплавильных цехах они соединены в системы из нескольких печных трансформаторов и высоковольтных подстанций. Печные трансформаторы предназначены для работы в условиях постоянных колебаний нагрузки и обладают низким коэффициентом мощности – cos φ. Для его повышения целесообразна установка компенсаторов реактивной энергии.

Важно! Отключение электроэнергии на срок более нескольких минут приводит к остыванию металла и аварийной остановке печи. Поэтому при проектировании необходимо предусмотреть резервный подвод к этим установкам высокого напряжения.

Особенности эксплуатации печного трансформатора

Конструкция печных трансформаторов и принцип работы должны учитывать особенности эксплуатации:

  • большой ток в обмотках низкого напряжения;
  • необходимость ограничивать ток короткого замыкания;
  • толчки и вибрация обмоток, возникающая при резких изменениях нагрузки;
  • необходимость осуществления регулировки выходного напряжения в широком диапазоне под нагрузкой.

Устройство печных трансформаторов

Эти аппараты аналогичны по конструкции и техническим характеристикам силовым установкам той же мощности с некоторыми особенностями:

  • Возможность регулировки выходного напряжения. Осуществляется переключением выводов первичной обмотки. Их количество может достигать 16 штук. В устройствах большой мощности переключатели находятся в самом трансформаторе и имеют дистанционный привод.
  • Работа в режиме короткого замыкания. Для уменьшения бросков тока устанавливается дроссель и (или) повышенное рассеивание магнитного потока.
  • Работа в условиях постоянных бросков тока приводит к повышенному износу обмоток и изоляторов. Поэтому они изготавливаются повышенной прочности.

Лабораторные электродуговые печи

В лабораториях и мастерских используются небольшие дуговые печи, с питанием от сварочного трансформатора. Эти установки есть фабричного производства и самодельные.

Собрать такую электродуговую печь емкостью в 5 -10 кг можно в глиняном горшке. Два электрода просовываются через отверстия в стенках. Снаружи горшок покрывается слоем теплоизоляции. Дуга зажигается при сведении и последующем разведении графитовых стержней. Оно осуществляется вручную или электроприводом.

Размеры печи, объем плавильной камеры и производительность печки определяются расстоянием между электродами, которое зависит от выбора напряжения выходного трансформатора:

  • 25-30В – 100мм;
  • 50-60В – 150мм.

Например, в плавильной камере размером 100*65*50мм при напряжении 30В можно расплавить 70-80 грамм металла. Для лабораторных условий это считается установкой средних размеров.

Трансформатор для лабораторной дуговой печи

Основные технические требования и принцип работы таких установок такие же, как и для промышленных ДСП. Этим условиям соответствуют сварочные трансформаторы. Допускается применение в качестве электропечных обычных аппаратов мощностью более 1кВА. При отсутствии таких устройств используются два трансформатора, включенные на параллельную работу.

Соединительные провода для уменьшения нагрева используются сечением 10мм² в надежной, можно двойной изоляции.

Совет! Можно взять два трансформатора мощностью 0,63кВА 380/12В и соединить первичные обмотки параллельно, а вторичные последовательно.

При необходимости расплавить небольшое количество металла плавка осуществляется в графитовом тигеле или в углублении, сделанном в графитовом порошке. Один из выходов сварочного трансформатора присоединяется к тигелю, а второй к электроду. В его качестве используются стержни от батареек или щетки от электродвигателей. Он зажимается в держатель для ручной электросварки и весь процесс проводится вручную при контроле через сварочный щиток.

Важно! Щетки используются только графитные с удаленными медными питателями. Медь в медно-графитовых щетках меняет состав плавящегося металла.

Особенности плавки в лабораторных печах

При плавке драгметаллов они помещаются в стеклянную колбу, предохраняющую расплав от выгорания. После остывания стекло покрывает металл легко удаляемой коркой.

При переплавке разнородных металлов первым плавится более тугоплавкий, а в расплав вводится легкоплавкие добавки. Например, при изготовлении бронзы первой плавится медь, а затем в расплав добавляется олово.

Одним из самых используемых типов электропечей в тяжелой промышленности являются печи сопротивления. Печные трансформаторы в их составе используют, когда нагреватели электропечи выполнены из материала, сопротивление которого имеет сильную зависимость от температуры. Также использование трансформатора дает возможность применять нагреватели большего сечения, что способствует увеличению их ресурса.

Выходное напряжение большинства трансформаторов, питающих электропечи сопротивления, регулируется ступенчато, без возбуждения, изменением числа витков первичной обмотки. Мощность печных трансформаторов в составе таких электропечей, как правило, находится в пределах от 10 до 250 кВА.

Электропечные трансформаторы для печей других типов

Кроме дуговых для плавки и нагрева металла используются используются индукционные печи и электрические установки с нагревателями из нихромовой проволоки диаметром до 20мм.

Принцип работы таких аппаратов исключает короткое замыкание и состоит из двух фаз:

  • Нагрев. Производится на максимальной мощности.
  • Выдержка и остывание. В этих режимах необходимо понижать мощность в индукционных печах или периодически отключать нагреватели.

Для обеспечения работы таких электропечей используются обычные силовые трансформаторы, мощность и напряжение которых определяется конкретными условиями и конструкцией установки.

ГОСТ 16110-82 Трансформаторы силовые. Термины и определения


ГОСТ 16110-82

Группа Е00

ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ

Термины и определения

Power transformers. Terms and definitions

МКС 01.040.29
29.180

Дата введения 1982-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Министерством электротехнической промышленности

РАЗРАБОТЧИКИ

Г.М.Уткин, П.М.Тихомиров

2. ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 04.03.82 N 940

4. ВЗАМЕН ГОСТ 16110-70

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ


Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области силовых трансформаторов. Стандарт распространяется на силовые трансформаторы — трехфазные и многофазные мощностью 6,3 кВ·А и более и однофазные мощностью 5 кВ·А и более.

Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов — синонимов стандартизованного термина запрещается.

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования. Установленные определения можно, при необходимости, изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

Термины, помеченные знаком «*», не распространяются на автотрансформаторы.

В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.

В стандарте имеется приложение, содержащее эскизы, поясняющие некоторые термины.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткая форма — светлым.

Термин

Определение

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Трансформатор

Статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока

1.2. Силовой трансформатор

Трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приема и использования электрической энергии.

Примечание. К силовым относятся трансформаторы трехфазные и многофазные мощностью 6,3 кВ·А и более, однофазные мощностью 5 кВ·А и более

1.3. Силовой трансформаторный агрегат

Устройство, в котором конструктивно объединены два или более силовых трансформаторов

1.4. Многофазная трансформаторная группа

Группа однофазных трансформаторов, обмотки которых соединены так, что в каждой из обмоток группы может быть создана система переменного тока с числом фаз, равным числу трансформаторов.

Примечание. Многофазная трансформаторная группа, имеющая три однофазных трансформатора, называется трехфазной трансформаторной группой

1.5. Магнитное поле трансформатора

Магнитное поле, созданное в трансформаторе совокупностью магнитодвижущих сил всех его обмоток и других частей, в которых протекает электрический ток.

Примечание. Для расчетов, определения параметров и проведения исследований магнитное поле трансформатора может быть условно разделено на взаимосвязанные части: основное поле, поле рассеяния обмоток, поле токов нулевой последовательности и т.д.

1.6. Магнитное поле рассеяния обмоток

Часть магнитного поля трансформатора, созданная той частью магнитодвижущих сил всех его основных обмоток, геометрическая сумма векторов которых в каждой фазе обмоток равна нулю.

Примечание. Предполагается наличие тока не менее чем в двух основных обмотках

1.7. Магнитное поле токов нулевой последовательности

Часть магнитного поля трансформатора, созданная геометрической суммой магнитодвижущих сил токов нулевой последовательности всех его основных обмоток

1.8. Основное магнитное поле

Часть магнитного поля трансформатора, созданная разностью суммы магнитодвижущих сил всех его обмоток и суммы магнитодвижущих сил обмоток, создающих поле рассеяния обмоток и поле токов нулевой последовательности обмоток трансформатора

1.9. Сторона высшего (среднего, низшего) напряжения трансформатора

Совокупность витков и других токопроводящих частей, присоединенных к зажимам трансформатора, между которыми действует его высшее (среднее или низшее) напряжение

1.10. Схема соединения трансформатора

Сочетание схем соединения обмоток высшего и низшего напряжений для двухобмоточного и высшего, среднего и низшего напряжений для трехобмоточного трансформатора.

Примечание. Схема соединения -обмоточного трансформатора включает -схем обмоток

2. ВИДЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

2.1. Трансформатор общего назначения

Силовой трансформатор, предназначенный для включения в сеть, не отличающуюся особыми условиями работы, или для непосредственного питания приемников электрической энергии, не отличающихся особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы

2.2. Специальный трансформатор

Что такое электроэнергия? Определение, единицы и типы

Определение: Скорость, с которой выполняется работа в электрической цепи, называется электрической мощностью. Другими словами, электрическая мощность определяется как скорость передачи энергии. Электроэнергия вырабатывается генератором, а также может поставляться электрическими батареями. Он дает низкоэнтропийную форму энергии, которая переносится на большие расстояния, а также преобразуется в различные другие формы энергии, такие как движение, тепловая энергия и т. Д.

Электроэнергия делится на два типа: мощность переменного тока и мощность постоянного тока. Классификация электрической мощности зависит от характера тока. Электроэнергия продается в джоулях, которые являются произведением мощности в киловаттах и ​​времени работы оборудования в часах. Полезность электроэнергии измеряется электросчетчиком, который регистрирует общую энергию, потребляемую устройствами с питанием. Электроэнергия определяется уравнением, показанным ниже.

Где В, — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, R — сопротивление, обеспечиваемое устройствами, находящимися под напряжением, T — время в секундах, а P — мощность, измеренная в Вт.

Единица электроэнергии

Единица измерения электрической мощности — Ватт.

Если, Таким образом, мощность, потребляемая в электрической цепи, считается равной одному ватту, если через цепь протекает ток в один ампер, когда к ней приложена разность потенциалов в 1 В. Большей единицей электрической мощности является киловатт (кВт), обычно используется в энергосистеме

Виды электроэнергии

Электроэнергия в основном подразделяется на два типа. Это мощность постоянного и переменного тока.

1. Питание постоянного тока

Мощность постоянного тока определяется как произведение напряжения и тока. Его производят топливный элемент, аккумулятор и генератор.

Где P — мощность в ваттах.
В — напряжение в вольтах.
I — ток в амперах.

2. Электропитание переменного тока

Электропитание переменного тока в основном делится на три типа. Это кажущаяся мощность, активная мощность и реальная мощность.

1. Полная мощность — Полная мощность — это бесполезная мощность или мощность холостого хода.Он представлен символом S, а их единица измерения в системе СИ — вольт-ампер.

Где S — полная мощность
В действующее значение — действующее значение напряжения = В пик √2 в вольтах.
I rms — RMS ток = I пик √2 в усилителе.

2. Активная мощность — Активная мощность (P) — это активная мощность, которая рассеивается в сопротивлении цепи.

Где, P — реальная мощность в ваттах.
V rms — RMS напряжение = V пиковое √2 в вольтах.
I rms — RMS ток = I пик √2 в усилителе.
Φ — фазовый угол импеданса между напряжением и током.

3. Реактивная мощность — Мощность, развиваемая в реактивном сопротивлении цепи, называется реактивной мощностью (Q). Он измеряется в реактивных вольт-амперах.

Где, Q — реактивная мощность в ваттах.
V rms — RMS напряжение = V пиковое √2 в вольтах.
I rms — RMS ток = I пик √2 в усилителе.
Φ — фазовый угол импеданса между напряжением и током.

Соотношение между полной, активной и реактивной мощностью показано ниже.

Отношение реальной мощности к полной называется коэффициентом мощности, и его значение находится в диапазоне от 0 до 1.

Силовые трансформаторы — Введение

Одно из основных требований систем распределения переменного тока — это возможность изменять величину напряжения.Более эффективно передавать мощность при высоком напряжении на большие расстояния, тогда как более безопасным и практичным является использование низкого напряжения для управления приборами и оборудованием. Для этого используются трансформаторы.

Общая теория

Трансформатор — это устройство, состоящее из двух (или более) обмоток, соединенных магнитным полем. Изменяющийся ток в одной обмотке (обычно называемой первичной) создает магнитное поле. Это магнитное поле соединяется со второй обмоткой (обычно называемой вторичной) и индуцирует ток в этой обмотке.


Принцип работы трансформатора

На рисунке показано, как напряжение V 1 , приложенное к первичной обмотке N 1 витков, создает ток I 1 , который вызывает генерацию магнитного потока в сердечнике. Поток в сердечнике генерирует напряжение V 2 во вторичной обмотке N 2 витков, давая ток I 2 в нагрузке.

Сердечник — для облегчения распределения магнитного поля сердечники трансформаторов обычно изготавливаются из стальных пластин.Ламинирование предпочтительнее массивного стального сердечника, так как оно снижает потери.

Соотношение между напряжением, количеством витков и током определяется по формуле:

и

Наконечник — КПД трансформатора высок, и, предполагая, что входная мощность равна выходной мощности, легко получить вышеуказанное соотношение напряжения и тока: входная мощность (в ВА) = В 1 x I 1 с равна выходной мощности = V 2 x I 2 , которые переставили, дают вышеизложенное.

Трансформаторы не идеальны и есть потери. Его можно разделить на два типа:

  1. I 2 R потери — в обмотках возникают из-за резистивных потерь как в первичной, так и во вторичной обмотках. Резистивные потери увеличиваются с увеличением нагрузки.
  2. Потери в сердечнике — возникают из-за потерь на вихревые токи и гистерезиса в сердечнике трансформатора. Потери в ядре довольно постоянны независимо от нагрузки.

Суммарные потери складываются из потерь в сердечнике P c и резистивных потерь из-за первичного тока I 1 , сопротивления первичной обмотки R 1 , вторичного тока I 2 и сопротивления вторичной обмотки R 2 :

КПД трансформатора можно выразить как:

Трехфазные трансформаторы


Принцип работы трансформатора Трехфазные трансформаторы могут быть изготовлены путем объединения однофазных трансформаторов.Одна из наиболее распространенных реализаций — создание ядра из трех конечностей, закрытых сверху и снизу. Каждый отдельный сердечник содержит первичную и вторичную обмотки одной фазы.

Обмотки могут быть подключены по схеме звезды или треугольника в зависимости от требований. На изображении показан один пуск и одна обмотка, соединенная треугольником.

Практические аспекты

Векторная группа

Трансформаторы могут быть намотаны в различных конфигурациях (треугольник-звезда, звезда-звезда и т. Д.).). В зависимости от конфигурации будет фазовый сдвиг между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Конфигурация трансформатора и фазовый сдвиг называется векторной группой.

Векторная группа представлена ​​заглавной буквой для первичной обмотки, строчной буквой для вторичной обмотки и цифрой (от 1 до 11). Буквой обозначено расположение обмоток — D = Дельта, Y = Звезда и Z = Зигзаг. Число представляет собой фазовый сдвиг, кратный 30 градусам.Например:

Dy11 — первичная обмотка, соединенная треугольником, вторичная звезда, сдвиг фазы 330 ° (-30 °)
Dd0 — первичная обмотка, соединенная треугольником, вторичная обмотка, без задержки фазы

Иногда добавляется третья буква, чтобы указать, что нейтраль отключена, например Dyn11 (трансформатор треугольник-звезда с выведенной вторичной нейтралью).

Отвод трансформатора


Трехфазный трансформатор (обмотка с сердечником) Номинальное напряжение трансформатора зависит от соотношения витков между первичной и вторичной обмотками.При использовании первичное напряжение может изменяться, а вторичный ток может меняться. Оба они повлияют на выходное напряжение трансформатора.

Для различных условий первичной и вторичной обмоток трансформаторы часто снабжены отводами на одной из обмоток; так что коэффициент поворотов можно немного отрегулировать. Часто их выражают в виде чисел.

Например, трансформатор низкого напряжения может иметь ответвления -5%, -2,5%, 0%, + 2,5% и + 5%. При отводе 0% трансформатор будет работать на расчетных оборотах.При + 2,5% вторичное напряжение трансформатора будет на 2,5% больше, чем было бы, если бы оно было установлено на 0% (для того же первичного напряжения и вторичного тока).

Примером использования может быть установка ответвления + 2,5% или + 5% на трансформаторе, который сильно нагружен, чтобы помочь компенсировать падение напряжения в кабелях.

Снижение номинальных значений температуры

Согласно нормам [1] [2] [3] трансформаторы рассчитаны на:

  • максимальная температура — 40 ° С
  • Среднее значение 30 ° C в самый жаркий месяц
  • 20 ° C в среднем за год
  • Минимальная температура трансформатора наружной установки -25 ° C
  • внутренний трансформатор минимальная температура -5 ° C

Если трансформатор предназначен для работы, при которой температура охлаждающего воздуха превышает максимально допустимую, пределы превышения температуры должны быть уменьшены на величину превышения.

В качестве альтернативы разницу температур можно учесть, регулируя мощность трансформатора:

Температура окружающей среды
(среднегодовая)
Вместимость

-20 ° С

124%

-10 ° С

118%

0 ° С

112%

+10 ° С

106%

+20 ° С

100%

+30 ° С

93%

Снижение номинальных характеристик по высоте

Трансформаторы рассчитаны на высоту 100 м над уровнем моря.Для других высот предел превышения средней температуры обмотки должен быть уменьшен на [2] [3] :

  • масляный, с воздушным естественным охлаждением — 1 K на каждые 400 м над расчетной высотой
  • с масляным принудительным охлаждением — 1 K на каждые 200 м над расчетной высотой
  • масляный погружной с водяным охлаждением — без поправки на высоту
  • сухое воздушное охлаждение с естественным охлаждением — 2,5% на каждые 500 м над проектной высотой
  • с воздушным охлаждением сухого типа — 5% на каждые 500 м над проектной высотой

Список литературы

  • [1] — IEC 60076-1: «Силовые трансформаторы — общие положения», 2000-2004 гг.
  • [2] — IEC 60076-2: «Силовые трансформаторы — Повышение температуры», 1997 г.
  • [3] — МЭК 60076-11; ‘Трансформаторы силовые. Трансформаторы сухие
  • [4] — Siemens: «Руководство по применению — Часть 2: Черновое планирование», 2007 г.

Электропередача — Энергетическое образование

Рисунок 1.Линии электропередачи высокого напряжения используются для передачи электроэнергии на большие расстояния. [1]

Передача электроэнергии — это процесс доставки выработанной электроэнергии — обычно на большие расстояния — в распределительную сеть, расположенную в населенных пунктах. [2] Важной частью этого процесса являются трансформаторы, которые используются для повышения уровней напряжения, чтобы сделать возможной передачу на большие расстояния. [2]

Система передачи электроэнергии, объединенная с электростанциями, системами распределения и подстанциями, образует так называемую электрическую сеть .Сеть удовлетворяет потребности общества в электроэнергии и является тем, что передает электроэнергию от ее генерации до конечного использования. Поскольку электростанции чаще всего располагаются за пределами густонаселенных районов, система передачи должна быть довольно большой.

Линии электропередач

Линии электропередач или линии передачи, такие как показанные на Рисунке 1, транспортируют электричество с места на место. Обычно это электричество переменного тока, поэтому повышающие трансформаторы могут повышать напряжение. Это повышенное напряжение обеспечивает эффективную передачу на 500 километров или меньше.Есть 3 типа линий: [3]

  • Воздушные линии имеют очень высокое напряжение, от 100 кВ до 800 кВ, и обеспечивают большую часть передачи на большие расстояния. Они должны быть высокого напряжения, чтобы минимизировать потери мощности на сопротивление.
  • Подземные линии используются для транспортировки электроэнергии через населенные пункты, под водой или почти везде, где нельзя использовать воздушные линии. Они менее распространены, чем воздушные линии из-за тепловых потерь и более высокой стоимости.2 \ times R [/ математика]

    где

    • [math] I [/ math] — ток в амперах
    • [math] R [/ math] — сопротивление в омах.

    Выше было упомянуто, что линии высокого напряжения уменьшают эту потерянную мощность. Этот факт можно объяснить, посмотрев на передаваемую мощность, [математика] P_ {транс} = 1 \ умножить на V [/ математика]. По мере увеличения напряжения ток должен пропорционально уменьшаться, поскольку мощность остается постоянной. Например, если напряжение увеличивается в 100 раз, ток должен уменьшиться в 100 раз, и результирующая потеря мощности будет уменьшена на 100 2 = 10000.Однако есть предел, заключающийся в том, что при чрезвычайно высоких напряжениях (2000 кВ) электричество начинает разряжаться, что приводит к большим потерям. [3] При передаче и распределении электроэнергии в Соединенных Штатах, по оценкам EIA, около 6% электроэнергии теряется. [5]

    Для дальнейшего чтения

    Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

    Список литературы

    1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: http: // commons.wikimedia.org/wiki/File:Ligne_haute-tension.jpg
    2. 2,0 2,1 Р. Пэйнтер и Б. Дж. Бойделл, «Передача и распределение энергии: обзор» в Введение в электричество , 1-е изд., Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011, глава 25, сек. .1, стр 1095-1097
    3. 3,0 3,1 3,2 Р. Пейнтер и Б. Дж. Бойделл, «Линии передачи и подстанции» в книге Введение в электричество , 1-е изд., Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011, гл.25, сек 3, с.1102-1104
    4. ↑ EIA, Canada Week: Интегрированная электрическая сеть повышает надежность для США, Канады [Online], Доступно: http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=8930
    5. ↑ EIA. (27 мая 2015 г.). Потери электроэнергии [Онлайн]. Доступно: http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=105&t=3

    Продажи силовых трансформаторов, Электрический трансформатор AAA Acme General, силовые трансформаторы, распределительный трансформатор

    .

    П Р О Д У К Т С
    О Ф Ф Е Р Е Д

    Мощность Цены на трансформаторы
    ср. предлагаем широкий ассортимент высококачественных продуктов Acme, Marcus, Sola и GE Power Трансформеры.

    Acme Трансформаторы
    We предлагаем широкий ассортимент высококачественной продукции Acme Power Трансформеры. Большинство моделей имеется в наличии.

    GE Электротрансформаторы
    We предлагаем широкий ассортимент высококачественной продукции GE Power Трансформеры.Большинство моделей имеется в наличии.

    Шаг Повышающие трансформаторы
    Предложение качественные трансформаторы Step Up в опт цены! Технические характеристики Детали.

    Шаг Трансформаторы с понижением частоты
    Предложение качественные понижающие трансформаторы в опт цены! Технические характеристики Детали.

    баксов Повышающие трансформаторы
    Предложение качественные трансформаторы Buck Boost на опт цены! Технические характеристики Детали.

    Современное состояние Продажи силовых трансформаторов
    Имея опыт работы в продукция для распределения электроэнергии с 1968 года, AAA Силовой трансформатор общего назначения Acme Распределение начиналась как семейная компания.Сегодня у нас стал национальным поставщиком качественного сингла и трехфазные силовые трансформаторы, включая Трансформеры Acme, Маркус Трансформеры, TEMCo Трансформеры, Хаммонд Трансформеры, Сола Трансформаторы и Трансформаторы GE. Мы уточняем и распространяем широкий разнообразие высококачественных электрических трансформаторов ежедневно от региональные склады по оптовым ценам.Модели включают шаг вверх, вниз, одно- и трехфазное, изоляция, понижающая повышающие, распределительные трансформаторы и другие. Наш опытный специалисты по силовым трансформаторам работают в тесном сотрудничестве с подрядчиками по электрике, электрики и производители, использующие трансформаторы, чтобы указать лучший силовой трансформатор, наилучшим образом отвечающий потребностям.

    Бренд высшего качества Силовые трансформаторы
    Независимо от мощности потребности трансформатора, мы можем помочь вам выбрать самый лучший бренд и модельные силовые трансформаторы.У нас есть полный спектр лучших электрических трансформаторы, изготовленные в соответствии с строжайшими стандартами UL, европейскими и канадскими электрические требования кодов. Наслаждайтесь безопасностью использования лучшие силовые трансформаторы от ведущих брендов, таких как TEMCo, Marcus, Hammond, GE и Acme.

    Знающий и Выбор дружественного силового трансформатора Помощь
    Мы построили наш бизнес и репутацию, помогая клиентам с дружественным и хорошо осведомленным электрическим трансформатором помощь в выборе.Положите наш многолетний опыт работы с различные электрические приложения, которые будут работать на вас. Дайте нам позвоните, чтобы помочь выбрать силовой трансформатор, соответствующий вашим специфические потребности приложения.

    Индивидуальные силовые трансформаторы, созданные специально для вас Спецификация
    Если вам нужен трансформатор, запасы любого производителя силовых трансформаторов, всего дайте нам знать — мы можем помочь. Мы можем помочь вам получить специальные силовые трансформаторы, созданные для удовлетворить ваши потребности в электричестве.Наши специалисты помогут вам определите вашу потребность и создайте ее. Мы даже можем сделать заказ трансформаторы, построенные с одним из самых быстрых сроков выполнения работ в трансформаторная промышленность. У наших производителей максимальная мощность Трансформаторы могут быть построены и готовы к отправке за 5 дней или меньше!

    Нужны силовые трансформаторы быстро? Мы предлагаем быстрое общенациональное и Международная доставка из регионов Склады
    Со складами снабжение разнообразными силовыми трансформаторами по всей страна, мы можем отправить вам ваш заказ как можно скорее.Мы понимаем эти быстрые и надежные блоки питания трансформатора могут помочь вам соблюдайте сроки строительства и замены. Позволять мы знаем, сколько вам нужно времени, и мы будем усердно работать, чтобы помочь вам встретиться с ними.

    Свяжитесь с нашими опытными специалисты по силовым трансформаторам at AAA Силовой трансформатор общего назначения Acme Распределение и наш партнер по сбыту Башня на 510-490-2187, чтобы получить расценки, разместить заказ и организовать для отправки.Наши специалисты-электрики всегда рядом и готовы помочь.



    Мы предлагаем широкий выбор высококачественного силового трансформатора Модели

    Силовой трансформатор

    Силовые трансформаторы подстанции

    Что такое электроэнергия (P)

    Электрическая мощность — это показатель потребления энергии в электрическом цепь.

    Электрическая мощность измеряется в ваттах.

    Определение электрической мощности

    Электрическая мощность P равна потребляемой энергии E, разделенной по времени расхода t:

    P — электрическая мощность в ваттах (Вт).

    E — потребление энергии в джоулях (Дж).

    t — время в секундах (с).

    Пример

    Найдите электрическую мощность электрической цепи, потребляющей 120 джоулей за 20 секунд.

    Решение:

    E = 120J

    т = 20 с

    P = E / t = 120J / 20s = 6W

    Расчет электроэнергии

    пол. = В I

    или

    P = I 2 R

    или

    P = V 2 / R

    P — электрическая мощность в ваттах (Вт).

    В — напряжение в вольтах (В).

    I — ток в амперах (А).

    R — сопротивление в Ом (Ом).

    Мощность цепей переменного тока

    Формулы для однофазного переменного тока.

    Для трехфазного переменного тока:

    Когда линейное напряжение (В L-L ) используется в формуле, умножьте однофазную мощность на квадрат корень из 3 (√3 = 1,73).

    При нулевом напряжении (В L-0 ) используется в формуле, умножьте однофазную мощность на 3.

    Реальная мощность

    Реальная или истинная мощность — это мощность, которая используется для работы на Загрузка.

    P = V rms I rms cos φ

    P — активная мощность в ваттах [Вт]

    В rms — среднеквадратичное напряжение = V пиковое / √2 в вольтах [В]

    I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое / √2 в амперах [A]

    φ — фазовый угол импеданса = разность фаз между напряжением и током.

    Реактивная мощность

    Реактивная мощность — это мощность, которая тратится впустую и не используется для работать под нагрузкой.

    Q = В СКЗ I СКЗ sin φ

    Q — реактивная мощность в вольт-ампер-реактивная [VAR]

    В rms — среднеквадратичное напряжение = V пиковое / √2 в вольтах [В]

    I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое / √2 в амперах [A]

    φ — фазовый угол импеданса = разность фаз между напряжением и током.

    Полная мощность

    Полная мощность — это мощность, подаваемая в цепь.

    S = В СКЗ I СКЗ

    S — полная мощность в Вольт-ампер [ВА]

    В rms — среднеквадратичное напряжение = V пиковое / √2 в вольтах [В]

    I rms — среднеквадратичное значение тока = I пиковое / √2 в амперах [A]

    Соотношение активной / реактивной / полной мощностей

    Активная мощность P и реактивная мощность Q вместе дают полную мощность S:

    P 2 + Q 2 = S 2

    P — активная мощность в ваттах [Вт]

    Q — реактивная мощность в вольт-ампер-реактивная [VAR]

    S — полная мощность в Вольт-ампер [ВА]

    Коэффициент мощности ►


    См. Также

    Все об энергоснабжении на корабле

    Схема распределения электроэнергии на судне в целом соответствует береговой практике.

    Это позволяет использовать обычное промышленное оборудование на борту судна после «маринования», где это необходимо, чтобы выдерживать суровые условия морской жизни (например, оно должно выдерживать вибрацию, влажность, высокую температуру / озон, морскую воду и т. Д. встречаются в разных частях корабля).

    Большинство судов имеют трехфазный d. c., 3-проводная, система с изолированной нейтралью 440 В.

    Это означает, что нейтраль генераторов, соединенных звездой, не заземлена на корпус судна.
    Для судов континентальной Европы обычно используется трехфазная система напряжением 380 В.

    Суда с очень большими электрическими нагрузками имеют генераторы, работающие на высоких напряжениях (ВН) 3,3 кВ, 6,6 кВ и 11 кВ.

    Такие высокие напряжения экономически необходимы в системах большой мощности для уменьшения силы тока и, следовательно, уменьшения размеров проводников и необходимого оборудования.

    Работа при таком высоком напряжении становится все более распространенной по мере увеличения размера и сложности корабля, например.грамм. для больших круизных лайнеров и больших кораблей.

    Морские платформы для добычи нефти и газа работают при напряжении до 13,8 кВ, где важна экономия веса оборудования.
    Распределительные системы с таким высоким напряжением обычно имеют свои нейтральные точки, заземленные через резистор или заземляющий трансформатор на корпус судна.

    Частота судовой электросети

    Частота a. c. система питания может быть 50 Гц или 60 Гц.
    В Европе и большинстве стран мира национальная частота составляет 50 Гц, но в Северной Америке и некоторых других странах она составляет 60 Гц.
    Наиболее распространенная частота сети, используемая на борту судов и морских платформ, составляет 60 Гц.
    Эта более высокая частота означает, что двигатели и генераторы работают на более высоких скоростях с последующим уменьшением размера для данной номинальной мощности.

    Однофазные источники освещения и малой мощности обычно работают при более низком напряжении 220 В a. c. хотя 110 В перем. c. также используется.

    Эти напряжения получены от понижающих трансформаторов, подключенных к системе 440 В.

    Электрораспределение на судне

    Распределительная система — это средство, с помощью которого электрическая энергия, вырабатываемая генераторами, передается на различные судовые двигатели, освещение, камбуз, средства навигации и т. Д., Которые составляют электрическую нагрузку судна.

    Электроэнергия направляется через главный распределительный щит , затем распределяется по кабелям к секциям и распределительным щитам, а затем, в конечном итоге, к конечным потребителям нагрузки.

    Автоматические выключатели и переключатели являются средством прерывания электрического тока, а предохранители и реле защищают распределительную систему от разрушительного воздействия больших токов короткого замыкания.

    Система называется радиальной или разветвленной. Эта система распределения имеет простую и логичную структуру.

    На каждый элемент нагрузки подается номинальное напряжение через кабель подходящего размера и он защищен устройством защиты с правильным номиналом.
    Основная электрическая нагрузка делится на основные и второстепенные службы.
    Основные услуги — это услуги, необходимые для безопасности персонала, а также для безопасного плавания и движения судна.Они включают в себя определенные принадлежности для средств навигации, связи, машинных помещений, постов управления и рулевого механизма.

    Основные услуги на судне

    Основные услуги могут предоставляться напрямую от главного распределительного щита или через секционные щиты или распределительные щиты.
    Аварийное снабжение необходимо для грузов, которые необходимы для работы в потенциально опасной ситуации.

    Защита судовых генераторов от перегрузки

    Для поддержания работы генератора при перегрузке используется предпочтительное устройство отключения нагрузки.Это достигается с помощью специального реле перегрузки, которое называется реле отключения по приоритету .
    Если возникает перегрузка генератора, реле аварийного отключения подает сигнал тревоги и отключает выбранные второстепенные нагрузки.

    Это снижает нагрузку на генератор, чтобы он мог продолжать питать важные цепи.

    Каждый генератор имеет собственное реле максимального тока для отключения собственного автоматического выключателя, который обычно устанавливается на 150% с задержкой 20 секунд.
    Кроме того, каждый генератор имеет собственное предпочтительное отключение при перегрузке, которое обычно устанавливается на низком уровне при токе 110%, мгновенный режим.
    Если возникает состояние перегрузки генератора, срабатывает его предпочтительное отключение по перегрузке, чтобы активировать реле времени.
    Затем реле времени отключает второстепенные услуги в определенном порядке через заданные интервалы времени, например

    1-я поездка — кондиционирование и вентиляция — 5 секунд
    2-я поездка — рефрижераторная грузовая установка — 10 секунд
    3-я поездка — палубное оборудование — 15 секунд

    Порядок отключения, очевидно, зависит от типа судна.

    При отключении достаточной второстепенной нагрузки аварийное отключение по перегрузке сбрасывается, и никакая дополнительная нагрузка не отключается.

    Система аварийного отключения генератора также может быть инициирована низкой частотой генератора или низкой скоростью первичного двигателя генератора.

    Во многих случаях приоритетная защита срабатывания встроена в комбинированное электронное реле , которое также контролирует перегрузку по току и обратную мощность генератора.

    Чтобы сохранить настройки срабатывания реле предпочтительного срабатывания в соответствии с первоначальной спецификацией, они должны периодически проверяться путем подачи откалиброванного тока.

    Предпочтительное отключение нагрузки, планирование работы генератора и распределение нагрузки обычно являются частью общей системы управления питанием (PMS) под управлением компьютера.

    .

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *