Для чего необходим и как работает трансформатор постоянного тока. Силовые трансформаторы постоянного токаПринцип работы трансформатора постоянного тока и напряженияДля того чтобы увеличить или уменьшить постоянный потенциал применяют соответствующий трансформатор. Этот преобразователь имеет магнитопровод, который выполнен как магнитная система, а в его пазах находятся обмотки (первичная и вторичная) и их коммутаторы. Последние – это включенные управляемые полупроводниковые вентили. Для преобразования постоянного потенциала одной величины в другую применяют вращающееся магнитное поле, оно создается в обвивке (первичной).  Большой трансформатор постоянного тока Это производят переключением вентилей и подачей импульсов тока на электроды, которые передвинуты по отношению друг к другу на определенный угол (зависит от того сколько секций имеет трансформатор постоянного тока), а в результате уменьшаются потери, массогабаритные значения и увеличивается надежность и КПД. Где применяют такие приборыОни позволяют повысить тот потенциал, который вырабатывает источник переменного электричества, установленный на электростанции, и передают его на большое расстояние, при этом напряжение бывает высоким (от 110 до 1150 кВ). Этим уменьшают потерю энергии, и возможно применять провода меньшего сечения. Передаваемое напряжение от высоковольтной линии снижают, применив преобразователи до 600, 380, 220 и 127 В. На таких показателях работают бытовые приборы в жилых домах и промышленные — на производствах. Трансформаторы применяют и на подстанциях, здесь они необходимы для того чтобы уменьшить напряжение, которое подают к контактному двигателю или вспомогательной цепи. Такие аппараты бывают тяговыми, лабораторными и др., но все они считаются силовыми. Их применяют для подключения электроприборов, электросварки и др. Трансформаторы имеют одну- , три фазы, две- и множество обмоток. Как работает этот аппаратРассмотрим принцип работы трансформатора, который основан на таком явлении, как электромагнитная индукция. Самый простой аппарат имеет стальной магнитопровод и две обвивки, которые изолированы и не связаны друг с другом электрически. К первичной обвивке подают переменную эл.энергию, а к вторичной, через выпрямитель, подключают потребителей. Для работы тягового аппарата осуществляют связь управляющей размагничивающей обмотки с потенциалом генератора. Источником питания является вторичная обмотка распределяющего трансформатора, в цепь которого входят аппараты постоянного напряжения. Они и регулируют величину электричества в главной обмотке, которая зависима от потенциала тягового генератора. По принципу работы трансформатор постоянного потенциала это простой магнитный усилитель, который имеет две обвивки — рабочую и управляющую обмотки, причем последняя (управляющая) не имеет обратной связи.  Трехфазный понижающий трансформатор Этот аппарат состоит из двух сердечников, имеющих тороидальную форму. Их изготовляют из пермаллоя (сплав, имеющий ферромагнитные свойства), это лента имеет толщину 0,2 мм. На сердечниках имеется катушка с обмоткой (употребляют только медный провод с сечением 1мм). Все залито эпоксидной смолой или подобной смесью, которая не дает влаге попасть внутрь, и обеспечивает долгую и надежную эксплуатацию трансформатору. Если хотят установить преобразователь на тепловоз, то применяют для этого угольники и стягивают их шпильками. Обвивку управления аппарата стабильного потенциала включают на выходы генератора, пропуская его через резистор. Исходя из этого, сила тока преобразователя, всегда прямо пропорциональна ампиражу тягового агрегата. Поэтому электричество в рабочих обмотках всегда пропорционально не только напряжению генератора, но и току подмагничивания. Значит, при увеличении вольтажа генератора, на ту же величину растет ток, выходящий из преобразователя со стабильным напряжением. А так как в цепи автоматики используют слабое электричество, то максимальный трансформаторный ампираж на выходе не будет выше 3 А. Аппарат для стабильного электричества и трансформатор постоянного напряжения идентичны, только первый без управляющей обмотки. Для того чтобы его подмагнитить через дырочки сердечника проходит гибкий провод. По нему проводят ток от двух двигателей, при его росте, увеличивается подмагничивание и растет электричество обвивки на выходе. Отсюда, можно сделать вывод, что ток, образующийся в рабочей цепи преобразователя прямо пропорционален сумме этой же величины, но двух электрических двигателей (тяговых). В рабочей цепи преобразователя электричество может иметь максимальную величину, которая составит до 3 А. Вместо заключенияАппарат, работающий на стабильном токе, может преобразовывать ток большого значения в пропорциональную слабую величину, которую можно использовать для того чтобы автоматически регулировать напряжение генератора (тягового). Статья была полезной? Оцени и поделись ей в соц. сетях: Loading ... Советуем почитать по теме:expertelektrik.ru Большой силовой трансформатор высокого напряжения постоянного тока
Ключевой компонентТрансформаторы высокого напряжения постоянного тока являются ключевыми компонентами станций высокого напряжения постоянного тока.Станции высокого напряжения постоянного тока осуществляют прямое и обратное преобразование между переменным и постоянным током и представляют собой оконечными устройствами линий передачи постоянного тока на большие расстояния, или подводных кабелей постоянного тока. Трансформаторы данного типа осуществляют связь сетей электропередачи переменного тока, с мощными выпрямителями. Они используются для управления током нагрузки в линиях передачи постоянного тока. Эти устройства адаптируют напряжение линии переменного тока к уровню, подходящему для подачи в систему прямого и обратного преобразования постоянного тока. Варианты конструкцииКонцепции, лежащие в основе конструкции трансформаторов высокого напряжения постоянного тока, в основном, определяются требуемым напряжением, мощностью, требованиями к перевозке, такими, как размеры, вес и способ транспортировки. Большинство крупных станций преобразования высокого напряжения постоянного тока располагаются в сельских районах, не имеющих развитой инфраструктуры.Часто, для того, чтобы было возможно перевозить такие трансформаторы по железной дороге, необходимо обеспечить выполнение ограничений, связанных со специальными геометрическими профилями.
Рисунок 1. Преобразовательный трансформатор для двухполюсной системы передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения ± 800 кВ, 6 400 МВ, 2 071 км: одна фаза; Параметры трансформатора: переменный ток: 550 кВ, постоянный ток: 816 кВ мощность: 321 МВА; высокочастотная Y-образная система намотки
Обычно, трансформаторы высокого напряжения постоянного тока являются однофазными устройствами, содержащими две обмотки. Это могут быть или две параллельных вентильные обмотки (обе дельтаобразные, или обе Y-образные, как показано на рисунке 1), или две различных вентильные обмотки (одна дельтаобразная, и одна Y-образная, как показано на рисунке 2).Для снижения общего веса при транспортировке, в сборку магнитопровода часто включаются два обратных выхода.
Рисунок 2 Преобразовательный трансформатор для двухполюсной системы передачи постоянного тока высокого напряжения ± 500 кВ; 2,500 МВ одна фаза.Параметры трансформатора: переменный ток 420 кВ, постоянный ток 515 кВ, мощность 397 МВА, Y-образная система (слева на рисунке), и дельтаобразная система (справа на рисунке) Благодаря требованиям избыточности, на станциях постоянного тока высокого напряжения трехфазных устройства применяются довольно редко.Так как вентильные обмотки подвергаются диэлектрическим нагрузкам постоянного и переменного тока, то необходима специальная изоляционная сборка. Более того, для того, чтобы выдержать напряжения постоянного тока выпрямителя необходимо устанавливать специальную систему отведений, соединяющую турели с обмотками.Помимо этого, ток нагрузки имеет гармонические составляющие, обладающие значительной энергией, что приводит к повышенным потерям энергии и увеличении шума.Наконец, необходимы специальные проходные изоляторы со стороны вентилей, чтобы получить доступ извне к верхним и нижним выводам каждой обмотки. Поэтому, и для звездообразной (Y-образной) и для дельтаобразной системы используются два идентичных проходных изолятора.Для утверждения соответствующей конструкции и качества изготовления, должны быть выполнены специальные тесты с использованием постоянного тока прямой и обратной полярности. Тестовый отсек должен быть оборудован соответствующей аппаратурой испытания постоянного тока, и должен обеспечивать адекватную геометрию, чтобы выдержать тестовое напряжение постоянного тока. Технические элементыПри проектировании трансформаторов высокого напряжения постоянного тока, помимо стандартных параметров силовых трансформаторов, необходимо учитывать и требования к специальному функционированию.Такие параметры определяются совместно проектировщиками станций высокого напряжения постоянного тока, и разработчиками трансформатора, с тем, чтобы обеспечить эффективную с точки затрат конструкцию всего оборудования.К специальным параметрам относятся:– Требования к изоляционной сборке трансформатора определяются уровнями тестирования, применяемым постоянным током прямой и обратной полярности, продолжительные параметры переменного тока.– Гармонический спектр тока нагрузки и соотношения фаз порождают дополнительные потери, которые следует компенсировать схемами охлаждения.– На размеры обмоток, и на общую высоту трансформатора оказывает влияние импеданс напряжения.– Для устранения шума и потерь, связанных с нагрузкой, необходимо учитывать подмагничивание постоянным током в нагрузке, токе и нейтральной схеме трансформатора.– Производная тока нагрузки (di/dt) является ключевым параметром для работы переключателя выходных обмоток под нагрузкой.– Для определения параметра схемы охлаждения и мощности охладителей следует учитывать требования нагрузки.– Ключевым параметром конструкции трансформатора является регулировка величины и количества шагового влияния напряжения на виток обмотки.– Для расчета механической прочности турелей, выходов и проходных изоляторов, необходимо принимать во внимание сейсмические требования. Ещё по теме:silovoytransformator.ru Трансформатор постоянного тока.
В схеме амплистата подмагничивающим током служит ток выработанный главным генератором, то есть как бы управляющая обмотка последовательна с выходом ГГ. А рабочие обмотки питаются от распределительного трансформатора и через выпрямитель выходной ток идет на обмотку управления амплистата. Это позволяет на выходе ТПТ получить сигнал, пропорциональный току ГГ. При увеличении тока ГГ увеличивается подмагничивающий магнитный поток и по рабочим обмоткам протекает ток, который после выпрямления диодным мостом идет на Обмотку Управления амплистата. Индуктивный датчик. ИД поддерживает мощность главного генератора равной мощности дизеля. Якорь датчика подсоединен к поршню сервомотора. При увеличении нагрузки, поршень перемещается и вдвигает сердечник в катушку, увеличивается магнитная проницаемость, переменный магнитный поток наводит самоиндукцию, растет индуктивное сопротивление, ток через датчик уменьшается. И, наоборот, при уменьшении нагрузки. Обмотка датчика через выпрямитель соединена с Регулировочной Обмоткой амплистата. Амплистат. Амплистат предназначен для регулирования тока возбуждения тягового генератора в зависимости от тока нагрузки и напряжения тягового генератора, частоты его вращения и мощности дизель-генераторной установки. Он представляет собой магнитный усилитель с внутренней обратной связью. Он позволяет при помощи управляющих сигналов малой мощности изменять ток в цепи большой мощности.
Он состоит из двух сердечников магнитопровода, двух рабочих обмоток с переменным током: ОР1 и ОР2, и четырех обмоток управления с постоянным током (подмагничивания): задающую НЗ – КЗ, регулировочную HP – КР, управляющую НУ - СУ, стабилизирующую НС – КС. Они намотаны на оба сердечника. Выходом (нагрузкой) амплистата является обмотка возбуждения возбудителя. Рабочие обмотки: Каждая из обмоток намотана на свой сердечник и соединены они между собой последовательно встречно.Рабочие обмотки амплистата ОР1 и ОР2 включены последовательно с диодами так, что в каждой из них ток протекает только одну половину периода и только в одном направлении, за счет самоподмагничивания обеспечивается внутренняя обратная связь в амплистате. Обмотки управления: 1) Задающая обмотка (подмагничивающая) ОЗ, создает основной положительный магнитный поток. Питается через бесконтактный тахометрический блок БТ. Ее магнитный поток зависит от позиций контроллера, пропорционален частоте вращения вала дизель-генератора, благодаря чему осуществляется автоматическое управление генератором по частоте вращения. 2) Управляющая обмотка (размагничивающая) ОУ, создает встречный магнитный поток, так как намотана противоположно задающей. Управляющая обмотка получает питание через селективный узел от цепей рабочих обмоток трансформаторов ТПТ и ТПН, т. е. ток в ней зависит от тока и напряжения генератора. С помощью этой обмотки осуществляется автоматическое управление генератором по току нагрузки. 3) Регулировочная обмотка (подмагничивающая) ОР служит для дополнительного автоматического управления дизель-генератором по мощности. Ее магнитный поток направлен так же как и у задающей обмотки. В цепь регулировочной обмотки включен индуктивный датчик ИД объединенного регулятора. Если мощность дизеля превышает номинальную для данной позиции контроллера, то ток в регулировочной обмотке уменьшается пропорционально повышению мощности. 4) Стабилизирующая обмотка амплистата ОС (и подмагничивающая и размагничивающая) подключена к вторичной обмотке стабилизирующего трансформатора. Трансформатор работает только при резком изменении напряжения возбудителя (например, при изменении позиций контроллера), он уменьшает намагничивание амплистата при возрастании напряжения и увеличивает его при уменьшении напряжения возбудителя. Итоговый магнитный поток через амплистат: Ф=ФОЗ+ФОР-ФОУ±ФОС Трансформаторы. Это прибор, служащий для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. В зависимости от применения трансформаторы бывают: 1. Силовые. Применяются для питания электроустановок. На локомотивах: · Распределительные трансформаторы. Предназначены для преобразования и распределения переменного напряжения и питания различных цепей. · Стабилизирующий трансформатор. Работает только при резком росте, или снижении напряжения. Подает питание на стабилизирующую обмотку амплистата только при переходных процессах. Так, при быстром нарастании напряжения возбудителя, в амплистат подается отрицательный сигнал, вследствие чего скорость нарастания напряжения уменьшается. При резком снижении напряжения возбудителя в амплистат подается положительный сигнал, и скорость снижения напряжения уменьшается. 2. Измерительные. · Трансформаторы постоянного тока предназначены для измерения тока тяговых электродвигателей и подачи на управляющую обмотку амплистата сигнала, пропорционального току тягового генератора. · Трансформаторы постоянного напряжения служат для измерения напряжения тягового генератора. 3. Сварочные. Трансформаторы делятся на однофазные и трехфазные. По конструкции магнитопровода бывают: · · Броневые. Магнитопровод охватывает катушки, бронируя их, рис.б. · Тороидальные. Сердечник выполнен виде тороида (бублика), рис.в.
Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопровод делают шихтованным. Для лучшей магнитной связи обмотки располагают как можно ближе друг к другу.
Похожие статьи:poznayka.org Трансформатор постоянного тока
Использование: для преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня. Трансформатор содержит магнитопровод, выполненный в виде магнитной системы электромашинного типа, в пазах которого размещены первичная и вторичная силовые обмотки в виде секций и управляемые полупроводниковые коммутаторы первичной и вторичной обмоток, выполненные в виде прямо и обратно включенных управляемых полупроводниковых вентилей. Преобразование напряжения в трансформаторе происходит за счет вращающегося магнитного поля, создаваемого в первичной обмотке при подаче постоянного входного напряжения, путем переключения прямо и обратно включенных вентилей коммутаторов подачей токовых импульсов на управляемые электроды, сдвинутые относительно друг друга на угол, определяемый числом секций трансформатора. Технический результат заключается в уменьшении потерь, массогабаритных показателей, а также увеличении кпд и надежности. 1 ил. Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины. Такая задача решается путем достаточно сложного применения системы устройств, в которую входят: источник питания постоянного напряжения, автономный инвертор напряжения, силовой трансформатор, полупроводниковый выпрямитель, сглаживающий фильтр, стабилизатор напряжения, регулятор и система управления (см. Основы промышленной электроники под ред. проф. В.Г. Герасимова. M. 1978, стр. 178-212). Система преобразователей, реализующих изменение постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины, подробно приведена в работе И. М. Чиженко, В.С. Руденко, В.И. Сенько. Основы преобразовательной техники. М. 1974, стр. 221-223. Однако такое техническое решение имеет ряд существенных недостатков. Гармоники напряжений и токов, генерируемые системой преобразователей, загружают сеть, вызывают потери, снижающие кпд устройства. Помехи, вызываемые этими гармониками, оказывают вредное воздействие на окружающую электро- и радиоаппаратуру и установки различного назначения. Система преобразователя, состоящая из многих каскадов или блоков, потребляет из питающей энергетической сети большое количество реактивной мощности, негативно влияющей на основные технико-экономические показатели всего устройства в целом. Наличие большого количества элементов, входящих в блоки и каскады системы преобразователя, снижают обилую надежность последнего. Наконец, такая система преобразования постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня обладает большими массогабаритными показателями, требующими затрат полезной площади и ухудшающими его транспортировку, а также увеличивающими стоимость ремонтно-профилактических работ. Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение указанных недостатков, т.е. уменьшение потерь, массогабаритных показателей, а также увеличение кпд и надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что трансформатор постоянного тока содержит магнитопровод, выполненный в виде магнитной системы электромашинного типа, в пазах которого размещены первичная и вторичная силовые обмотки в виде секций, а переключающие элементы выполнены в виде коммутаторов первичной и вторичной обмоток, состоящих из управляемых полупроводниковых вентилей, размещенных между первичной обмоткой и токопроводящими шинами, выполненными кольцеобразными и подключенными к зажимам входного напряжения и, соответственно, между вторичной обмоткой и токопроводящими шинами, выполненными кольцеобразными и подключенными к зажимам выходного напряжения, при этом в коммутаторе первичной обмотки катоды прямо включенных и аноды обратно включенных вентилей соединены между собой и подключены к секциям первичной обмотки, а аноды прямо включенных и катоды обратно включенных вентилей соединены с токопроводящими шинами, подключенными соответственно к положительному и отрицательному зажимам входного напряжения, в коммутаторе вторичной обмотки аноды прямо включенных и катоды обратно включенных вентилей соединены между собой и подключены к секциям вторичной обмотки, а катоды прямо включенных и аноды обратно включенных вентилей соединены с токопроводящими шинами, подключенными соответственно к отрицательному и положительному зажимам выходного напряжения. Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена электрическая схема трансформатора постоянного тока, который состоит из первичной силовой обмотки 1, разделенной на N отдельных секций 2 (в данном случае N=6), размещенных в пазах магнитопровода, выполненного в виде магнитной системы электромашинного типа, и вторичной силовой обмотки 3, аналогично разделенной на N отдельных секций 4, также размещенных в пазах магнитопровода. Секции 2 первичной силовой обмотки и секции 4 вторичной силовой обмотки соединены в обеих силовых обмотках между собой последовательно. К секциям 2 присоединен управляемый полупроводниковый коммутатор УПК-I, состоящий из прямо включенных 5-10 и обратно включенных 11-16 полупроводниковых вентилей, в качестве которых используются GTO - запираемые тиристоры. Аналогично, к секциям 4 присоединен управляемый полупроводниковый коммутатор УПК-II, также состоящий из прямо включенных 17-22 и обратно включенных 23-28 полупроводниковых вентилей - GTO - запираемых тиристоров. Как первичная силовая обмотка 1, так и вторичная силовая обмотка 3 трансформатора выполнены замкнутыми. Аноды прямо включенных вентилей 5-10 УПК-I присоединены к кольцеобразной токопроводящей шине 29, соединенной с положительным зажимом постоянного входного напряжения U1. Катоды обратно включенных вентилей 11-16 присоединены к кольцеобразной токопроводящей шине 30, соединенной с отрицательным зажимом входного напряжения U1. Катоды прямо включенных вентилей 5-10 последовательно соединены с анодами обратно включенных вентилей 11-16 и подсоединены к точкам соединения секций 2 первичной обмотки 1 трансформатора (А, В, С, D и т.д.). Аналогичным образом устроена цепь вторичного управляемого коммутатора УПК-II. Здесь аноды прямо включенных вентилей 17-22 и катоды обратно включенных вентилей 23-28 последовательно соединены между собой и подсоединены к точкам соединения секций 4 вторичной обмотки 3 трансформатора. Катоды прямо включенных вентилей 17-22 присоединены к кольцеобразной токопроводящей шине 31, соединенной с отрицательным зажимом постоянного выходного напряжения U2. Аноды обратно включенных вентилей 23-28 присоединены к кольцеобразной токопроводящей шине 32, соединенной с положительным зажимом выходного напряжения U2. Работа трансформатора постоянного тока осуществляется с помощью вращающегося магнитного поля, создаваемого в первичной обмотке 1 трансформатора, путем последовательного переключения прямых 5-10 и обратных 11-16 управляемых вентилей коммутатора УПК-I, при поступлении токовых импульсов на управляемые электроды этих вентилей, подаваемых с системы управления. В первом интервале времени токовые импульсы подаются на диаметрально расположенные прямо включенный 5 и обратно включенный 14 вентили УПК-I первичной силовой обмотки 1 трансформатора и они открываются. Все остальные вентили первичной обмотки при этом закрыты. Первичный ток проходит от положительного зажима входного напряжения U1 через токопроводящую жилу 29, вентиль 5 и в точке А разветвляется на две параллельные ветви А и В, возвращаясь через вентиль 14 к отрицательному зажиму входного напряжения U1 через токопроводящую шину 30. Точки А и В определяют пространственное направление магнитного поля трансформатора. Это магнитное поле первичной обмотки 1 индуктирует в параллельных ветвях вторичной обмотки 3 трансформатора эдс. Синхронно с импульсами, поступающими на вентили 5 и 14, на прямо включенный вентиль 17 и обратно включенный вентиль 26 УПК-II вторичной обмотки 3 поступают аналогичные токовые импульсы системы управления и они открываются. Все остальные вентили вторичной обмотки 3 при этом также закрыты. Под действием индуктируемой во вторичной обмотке трансформатора эдс в ней протекает вторичный ток, создающий выходное напряжение U2. Цепь вторичного тока: вентиль 17, токопроводящая шина 31, отрицательный зажим выходного постоянного напряжения U2, положительный зажим выходного постоянного напряжения U2, токопроводящая шина 32, вентиль 26, вторичная обмотка 3 трансформатора. Через интервал времени t:  где  и - угловая частота импульса управления, на диаметрально расположенные соседние вентили 6 и 15 УПК-I первичной обмотки 1 и вентили 18 и 27 УПК-II вторичной обмотки 3 подаются токовые импульсы системы управления и они открываются. Вентили 5 и 14 УПК-I первичной обмотки 1 и вентили 17 и 26 УПК -II вторичной обмотки 3 при этом закрываются. Все остальные вентили УПК-I и УПК-II по прежнему закрыты. В этом интервале времени цепь первичного тока: положительный зажим входного напряжения U1, токопроводящая шина 29, точка С, две параллельные ветви С и D, точка D, вентиль 15, токопроводящая шина 30, отрицательный зажим входного напряжения U1. Цепь вторичного тока: вторичная обмотка 3, вентиль 18, токопроводящая шина 31, отрицательный зажим выходного напряжения U2, положительный зажим U2, токопроводящая шина 32, вентиль 27, вторичная обмотка 3 трансформатора. Пространственное направление магнитного поля определяется в этом случае точками С и D, которые смещены относительно точек А и В по окружности на угол  . На этот угол магнитное поле первичной обмотки 1 трансформатора повернуто в пространстве. В третьем интервале времени открываются вентили 7 и 16 УПК-I и вентили 19 и 28 УПК-II, а вентили 6 и 15 УПК-I и 18 и 27 УПК-II закрываются. Все остальные вентили, как и в предыдущих интервалах времени, закрыты. Магнитное поле первичной обмотки 1 трансформатора сдвигается в пространстве еще на угол  . Таким образом, через N интервалов времени магнитное поле сделает один оборот, равный  , в течение времени  где fи - частота подаваемых на управляющие электроды вентилей импульсов, формируемых системой управления. Угловая скорость вращения магнитного поля равна мп = и = 2 fи. Процентное колебание напряжения можно оценить выражением , при N=6 - U%=7,2 N=8 - U%=4 N=10 - U%=2,5 Предлагаемый трансформатор постоянного тока предназначен для использования в энергосистемах, энергетических сетях и линиях электропередач, кабелях постоянного тока с разным уровнем напряжения и позволит за счет уменьшения потерь, массогабаритных показателей, а также увеличения кпд и надежности этих систем и устройств существенно улучшить их технико-экономические показатели.Формула изобретения Трансформатор постоянного тока, содержащий первичную и вторичную силовые обмотки, переключающие элементы, подключенные к первичной и вторичной обмоткам, магнитопровод и токопроводящие шины, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен в виде магнитной системы электромашинного типа, в пазах которого размещены первичная и вторичная силовые обмотки в виде секций, при этом секции первичной обмотки, также как и секции вторичной обмотки соединены между собой последовательно, а переключающие элементы выполнены в виде коммутаторов первичной и вторичной силовых обмоток, состоящих из управляемых полупроводниковых вентилей, размещенных между первичной обмоткой и токопроводящими шинами, выполненными кольцеобразными и подключенными к зажимам входного напряжения и, соответственно, между вторичной обмоткой и токопроводящими шинами, выполненными кольцеобразными и подключенными к зажимам выходного напряжения, при этом в коммутаторе первичной обмотки катода прямо включенных и аноды обратно включенных управляемых полупроводниковых вентилей соединены между собой и подключены к секциям первичной обмотки, а аноды прямо включенных и катоды обратно включенных управляемых полупроводниковых вентилей соединены с токопроводящими шинами, подключенными соответственно к положительному и отрицательному зажимам входного напряжения, и последовательное переключение диаметрально расположенных прямо включенных и обратно включенных управляемых полупроводниковых вентилей коммутатора первичной обмотки ведет к созданию в ней вращающегося магнитного поля, а в коммутаторе вторичной обмотки аноды прямо включенных и катоды обратно включенных управляемых полупроводниковых вентилей соединены между собой и подключены к секциям вторичной обмотки, а катоды прямо включенных и аноды обратно включенных управляемых полупроводниковых вентилей соединены с токопроводящими шинами, подключенными, соответственно, к отрицательному и положительному зажимам выходного напряжения.РИСУНКИ Рисунок 1www.findpatent.ru Высоковольтные силовые трансформаторы, характеристики, конструкция, применение, как работает
Наиболее распространенным и востребованным электротехническим устройством сегодня является силовые высоковольтные трансформаторы, напряжения, номинальные мощности которых варьируются очень в широких пределах от нескольких десятков киловатт до сотен мегаватт при напряжении от 6кВ до 1150 — 1500кВ. Поскольку потери электроэнергии в электросетях пропорциональны квадрату тока, протекающего по воздушной линии, то для передачи электроэнергии выгодно использовать высокие напряжения и, соответственно, малые токи. Электроэнергия на электростанциях вырабатывается генераторными установками (турбо-, гидрогенераторами и пр.) на напряжении 16 — 24кВ, реже 35кВ. Поскольку этот уровень напряжения является довольно высоким для использования его в быту и на производстве, но и при этом является и недостаточно выгодным и обоснованным, для наиболее экономичной передачи электроэнергии на значительные расстояния. Поэтому и используют повышающие трансформаторы, служащие для преобразования электроэнергии до уровней 110, 150, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ, и понижающие трансформаторы, которые позволяют снизить напряжение до стандартных значений 10; 6; 3; 0,66; 0,38 и 0,22 кВ, предназначенных для использования в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Помимо этого, выпуск приемников электроэнергии (вращающихся машин, осветительных приборов и пр.) с высокими номинальными напряжениями обуславливает значительные конструктивные сложности, требующие усиленной изоляции и, следовательно, повышенных материальных затрат. В связи с этим высокое номинальное напряжение не может быть напрямую использовано, питание осуществляется через понижающие трансформаторы. Таким образом, электроэнергию, вырабатываемую электростанциями, на пути от генераторной установки до потребителей преобразуют по 3-4 раза. Понижающие трансформаторы используют с целью распределения электроэнергии между потребителями, а повышающие – для передачи электрической энергии на большие расстояния.
Многообразие применения высоковольтных трансформаторов обусловило весьма значительную номенклатуру этих устройств. В зависимости от напряжения, режима нейтрали и номинальной мощности, высоковольтные трансформаторы классифицируют на несколько, так называемых габаритов: — I — до 100 кВА и до 35кВ; — II — более 100 до 1000кВА и до 35кВ; — III — более 1000 до 6300кВА и до 35кВ; — IV – более 6300кВА и до 35кВ; — V — до 32000кВА и более 35 до 110кВ; — VI — более 32000 до 80000кВА и до 330кВ; — VII — более 80000 до 200000кВА и до 330кВ; — VIII – более 200000кВА и свыше 330кВ. В зависимости от типа охлажденияВ зависимости от типа охлаждения трансформаторы разделяют на: — масляные; — сухие; — трансформаторы, в качестве изоляции у которых выступает жидкий диэлектрик. Условно силовые трансформаторы обозначаются как определенными буквами (тип, количество фаз, число обмоток, способ охлаждения, вид переключения ответвлений), так и цифрами (мощность, напряжение). Буквенные обозначения (некоторые могут отсутствовать) строго в той последовательности, что приведена ниже, позволяют получить следующую информацию: 1.Назначение — автотрасформатор – А; — электропечной – Э; 2.Число фаз — однофазные – О; — трехфазные – Т; 3.Присутствие расщепленной обмотки НН – Р; 4.Способ охлаждения 4.1. У сухих трансформаторов: — естественное воздушное: в открытом исполнении – С, в закрытом –СЗ, в герметичном СГ; — принудительное воздушное – СД; 4.2.У масляных трансформаторов: — естественная циркуляция воздуха и масла – М; при наличии дополнительной защиты в виде азотной подушки без применения расширителя – МЗ; — принудительная циркуляция воздуха: с естественной масляной – Д, с принудительной масляной – ДЦ; — принудительная водомасляная циркуляция – Ц; 4.3. С применением в качестве охлаждающего теплоносителя негорючего жидкого диэлектрика: — естественное – Н; — с дутьем – НД: 5.Конструктивные особенности — литая изоляция — Л; — трехобмоточный – Т; — наличие РНТ – Н; — с выводами, расположенными во фланцах стенок корпуса: с азотной подушкой и без расширителя — З; с расширителем –Ф; — без расширителя в гофробаке – Г; — с симметрирующим устройством – У; — подвесное исполнение для размещения на опорах ВЛ– П; — энергосберегающий (с пониженными потерями в режиме х.х.) – э. 6.Область применения — обеспечение собственных потребностей электростанций – С; — ЛЭП постоянного тока – П; — металлургическая отрасль – М; — обеспечение электропитания: погружных насосов – ПН; экскаваторов – Э; — подогрев (при необходимости) грунта, бетона, а также использование в буровых установках – Б; — термическая обработка грунта и бетона, питание ручного электроинструмента различного назначения, а также обустройство временного освещения – ТО. Затем числовой дробью в числителе дается информация о номинальной мощности (кВ*А), а в знаменателе — класс напряжения обмотки (кВ). Использование силовых трансформаторов в зависимости от климатических условийИнформация о возможностях использования силовых трансформаторов в зависимости от климатических условий (в соответствие с ГОСТом 15150-69): — умеренный климат– У; — холодный – ХЛ; -тропический – Т; Кроме того, в зависимости от месторасположения, трансформаторы делят на следующие категории, допускающие их эксплуатацию: — на открытом воздухе – 1; — в помещениях с несущественными отличиями колебаний температуры и влажности относительно внешней среды – 2; — в закрытых помещениях, где, благодаря естественной вентиляции, перепады температуры и влажности существенно ниже, чем с внешней стороны – 3; — в закрытых помещениях со специально созданными и регулируемыми климатическими параметрами -4; — в помещениях с повышенной влажностью — 5. pue8.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Трансформатор на 800 000 вольт для сети передачи постоянного тока высокого напряжения. Основой системы передачи электроэнергии являются десять трансформаторов, рассчитанные на напряжение в 800 кВ. Каждый из них размером с дом, и весит 350 тонн. На фотографии показан первый готовый к отправке трансформатор на 800 кВ, проходящий электрические испытания на заводе Siemens в Нюрнберге (Германия).
Конструктивно выполняется как магнитный усилитель, только без своей обмотки управления. В качестве постоянной обмотки управления используется кабель, по которому проходит постоянный ток.
Стержневые. Обмотки охватывают стержни магнитопровода, рис.а.
Трансформатор – это электромагнитное статическое устройство с двумя (или более) обмотками, преобразующее электроэнергию напряжения переменного тока с одними характеристиками в электроэнергию с другими характеристиками (такими как напряжение, частота, форма напряжения, фазность). Преобразование электроэнергии в трансформаторах реализуется посредством переменного магнитного поля. 
