Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора близкой к номинальной мощности во вторичной: Режимы работы трансформатора | Дартекс

Режимы работы трансформатора | Дартекс

  • Дартекс
  • Cтатьи
  • Режимы работы трансформатора

30.11.2021


Трансформаторы за время эксплуатации работают в разных режимах. Но не все они одинаково сказываются на сроке службы электромагнитного оборудования. Режимы работы силового трансформатора зависят от его нагрузки, напряжения обмоток, температуры масла и обмоток, условий окружающей среды и других параметров.


Режимы работы трансформатора:

  • нормальный;

  • перегрузочный;

  • аварийный.

Нормальные режимы работы трансформатора


К ним относятся номинальный, оптимальный, режим холостого хода и режим параллельной работы.


Номинальный и оптимальный режим


Еще эти режимы трансформатора называют рабочими. Потому что при них напряжение и ток близки к номинальным (на которые рассчитано оборудование) условиям.


Номинальный режим – это когда ток и напряжение на первичной обмотке соответствуют номинальным показателям. Но на деле трансформатор редко работает в таких условиях. Потому что в сети происходят постоянные колебания нагрузки. При таком режиме трансформатор работает исправно. Но коэффициент полезного действия (КПД) оборудования не достигает максимума.


Оптимальный режим – это режим, при котором трансформатор имеет максимальный КПД. Как правило, максимальные КПД трансформатор показывает под нагрузкой 50-70% от номинальной. Современные силовые трансформаторы работают с КПД 90% и выше.


На деле большинство трансформаторов не работают в одном и том же режиме. Потому что нагрузка в сети непостоянная. 


Холостой режим трансформатора


При режиме холостого хода на первичную обмотку трансформатора поступает напряжение, а вторичная обмотка не подключена к сети потребителя электроэнергии. В таком режиме КПД равен 0.


На холостом ходу силового трансформатора определяют коэффициент трансформации, мощность потерь в металле и параметры намагничивающей ветви схемы замещения. Для таких измерений на первичную обмотку трансформатора пускают электрический ток номинального напряжения.


А для трансформатора напряжения режим холостого хода является рабочим.


Режим параллельной работы


Два трансформатора устанавливаются в сетях, питающих энергией потребителей первой и второй категории. Важно подключить трансформаторы так, чтобы ни один из них не испытывал перегрузки.


Для этого у трансформаторов:

  • должны быть одни и те же группы соединений обмоток;

  • коэффициенты трансформации не должны отличаться больше, чем на 0,5 %;

  • номинальные мощности должны соотноситься не более, чем один к трем;

  • напряжения короткого замыкания должны различаться не более, чем на 10 %;

  • должна выполняться фазировка трансформаторов.

Перегрузочный режим


Трансформатор испытывает перегрузки при воздействии нагрузок и температур выше допустимой нормы. Для каждой модели эти показатели свои. Производители силовых трансформаторов предусматривают возможность работы оборудования в условиях перегрузки. Но если устройство испытывает их продолжительное время или регулярно – это уменьшает срок службы оборудования. Допустимые перегрузки описаны в стандартах. Например, для масляных трансформаторов разработан ГОСТ 14209-97.   

Аварийный режим


Трансформатор находится в аварийном режиме, если на него воздействует электрический ток, который сильно превосходит номинальные величины. Дальше давать работать оборудованию нельзя. Как правило, в трансформаторах существуют автоматические выключатели. Они отключают питание оборудования.


Признаки аварийного режима:

  • громкий и неритмичный шум и треск в баке трансформатора;

  • повышение температуры рабочей части трансформатора;

  • утечка трансформаторного масла.


Часто аварийный режим возникает из-за короткого замыкания во вторичной обмотке. Исключение – трансформаторы тока и сварочные трансформаторы. Для них режим короткого замыкания является рабочим.


Напряжение во время короткого замыкания (КЗ) – это еще и важный показатель, который влияет на эксплуатацию трансформатора. Его измеряют в процентах. Для трансформаторов со средним показателем мощности напряжение КЗ составляет 5-7%, а для более мощных – 6-12 %.


Важно не допускать работы трансформатора в аварийном режиме вообще и ограничивать его перегрузки. В этом случае оборудование прослужит вам заявленный производителем срок.