Особенности и применение трансформаторов ОСМ. Трансформатор 44. Трансформаторы.4.1. Назначение, области применения и классификация трансформаторовТрансформатором называется электромагнитное устройство, служащее для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения без изменения частоты. Потребность трансформирования, т.е. повышения и понижения переменного напряжения вызвана необходимостью передачи электрической энергии на большие расстояния. Чем выше величина передаваемого напряжения, тем, при равной мощности генератора, меньше ток. Следовательно, для передачи энергии потребуются провода меньшего сечения, что приводит к экономии цветных металлов, к уменьшению веса и стоимости линий электропередач (ЛЭП). Кроме того, с уменьшением тока уменьшаются потери мощности в линиях передач ∆P=I2Rл. Схема передачи электроэнергии на большие расстояния приведена на рис. 4.1. Рис. 4.1. Схема передачи электроэнергии переменного тока По применению трансформаторы можно разделить на следующие типы: 1. Силовые трансформаторы, используемые в сетях передачи и распределения электроэнергии. 2. Автотрансформаторы, имеющие плавную регулировку выходного напряжения и используемые для его изменения (регулирования). 3. Измерительные трансформаторы, применяемые в качестве элементов измерительных устройств. 4. Трансформаторы специального назначения (печные, сварочные, пиковые, изолирующие и т.д.) Применяемые в настоящее время изоляционные материалы позволяют увеличить напряжения в ЛЭП до 1250кВ. 4.2. Устройство и принцип работы однофазного двухобмоточного трансформатора.Трансформатор состоит из ферромагнитного (стального) сердечника (ФМС) и двух обмоток: первичной с числом витков W1, к которой подводится напряжение источника U1, и вторичной – с числом витков W2,на зажимах которой возникает напряжение U2. Сердечник трансформатора собирается из отдельных листов электротехнической стали (толщиной 0,3-0,5 мм), изолированных друг от друга для уменьшения потерь на вихревые токи. Электрическая схема трансформатора представлена на рис. 4.2
Рис. 4.2. Электрическая схема трансформатора. В основу работы трансформатора положен принцип взаимоиндукции. При включении первичной обмотки W1 на переменное напряжение U1 в ней появится ток I0. Этот ток, протекая по виткам W1, вызовет появление магнитного потока первичной обмотки, который состоит из основного или, по-другому, рабочего потока Ф, замыкающегося по сердечнику и потока рассеяния Фδ1, замыкающегося по воздуху (рис. 4.3.). Электрическая энергия передается из первичной обмотки во вторичную с помощью рабочего потока.
Рис. 4.3. Электромагнитная схема трансформатора в режиме холостого хода. Переменный синусоидальный рабочий магнитный поток Ф на основании закона электромагнитной индукции наводит в первичной обмотке ЭДС самоиндукции E1, а во вторичной обмотке - ЭДС взаимоиндукции Е2, которая создает на зажимах вторичной обмотки напряжение U2.
Рис. 4.4. Электромагнитная схема нагруженного трансформатора Вторичный поток Ф2 по правилу Ленца всегда направлен навстречу потоку первичной обмотки и стремится его уменьшить. Уменьшение потока Ф повлечет за собой уменьшение ЭДС Е1. В результате увеличится разность между напряжением U1 и ЭДС Е1, что приведет увеличению тока пеовичной обмотки I0 до тока I1, что компенсирует поток Ф2 (рис.4.4). Таким образом, суммарный рабочий магнитный поток Ф1 - Ф2 останется неизменным и приблизительно равным первоначальному потоку Ф, сцепленному с обеими обмотками трансформатора. Переменные магнитные потоки рассеяния первичной и вторичной обмоток Фδ1 и Фδ2 сцеплены с одной из обмоток и наводят в них соответствующие ЭДС рассеяния Еδ1 и Еδ2.
4. ТрансформаторыТрансформатор – статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования напряжения в цепях переменного тока при неизменной частоте. По числу фаз трансформаторы подразделяются на однофазные и трехфазные. Однофазные трансформаторы предназначены в основном для бытовых нужд — трансформаторы радиотелеаппаратуры, бытовых машин и т.д. Трехфазные трансформаторы — это силовые трансформаторы, используемые в системах энергоснабжения. По числу обмоток трансформаторы делят на двухобмоточные и многообмоточные. Трансформаторы могут быть понижающими (напряжение вторичной обмотки ниже напряжения первичной, сетевой обмотки), повышающие (напряжение вторичной обмотки выше напряжения первичной) и разделительными (напряжение вторичной обмотки равно напряжению первичной обмотки). Последние применяются в радиотехнике для электрического разделения цепей. Трансформаторы специального назначения могут быть однофазными и трехфазными – электросварочные, автотрансформаторы, измерительные трансформаторы и т.д. 4.1. Устройство однофазного трансформатора и принцип его действияТрансформатор состоит из железного ферромагнитного сердечника (рис. 4.1) и обмоток из медного изолированного провода. Сердечник набирают из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака или окалины, это делается для уменьшения потерь на гистерезис и от вихревых токов. Первичная обмотка трансформатора имеет W1, витков и включается обычно в сеть. Вторичная обмотка с числом витков W2 подключается к нагрузке. При подаче напряжения U1, на первичную обмотку трансформатора, по ней протекает ток I1, который создает магнитный поток в сердечнике Ф = Фmsinωt.
Рис. 4.1. Схема однофазного трансформатора: 1 – сердечник; 2 – первичная обмотка; 3 – вторичная обмотка По закону электромагнитной индукции поток индуктирует в каждом витке, обмоток э.д.с. . Действующее значение э.д.с. в витке: , следовательно, э.д.с. первичной обмотки E1 = 4,44fW1Фm, а э.д.с. вторичной обмотки E2 = 4,44f W2Фm. Различают следующие режимы работы трансформатора:
4.2. Режим холостого ходаНа первичную обмотку трансформатора (см. рис. 4.2.) подается номинальное напряжение U1Н (согласно паспорту трансформатора), амперметр показывает ток холостого хода I10, который должен быть в пределах (2,5÷10)%I1Н. Ваттметр показывает мощность потерь в стали (в сердечнике трансформатора) ∆Рст, которые составляют (0,3÷1,4)% номинальной мощности трансформатора. Вольтметр во вторичной цепи показывает напряжение вторичной обмотки U20 (оно должно быть несколько выше U2Н).
Рис. 4.2. Схема испытания трансформатора в режиме холостого хода Из опыта холостого хода определяется коэффициент трансформации трансформатора . При холостом ходе, пренебрегая падением напряжения на первичной обмотке трансформатора, E1≈U1. Если Ul > U2, то трансформатор называют понижающим, если Ul < U2, то трансформатор называют повышающим, при Ul = U2 – разделительным. Векторная диаграмма холостого хода трансформатора (рис.4.3) строится следующим образом. Откладываем по горизонтальной оси вектор магнитного потока . Вектор тока холостого ходаопережает вектор на угол магнитных потерьδ, который составляет (2-3)°, для наглядности на векторной диаграмме угол δ изображен несколько большим. Вектор имеет две проекции: – активная составляющая и– реактивная составляющая тока холостого хода. Векторы иотстают от вектора магнитного потока на 90°. Направим векторв противоположную сторону – получим вектор .
Рис. 4.3. Векторная диаграмма холостого хода трансформатора К вектору пристроим вектор – вектор падения напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки трансформатора, который параллелен вектору . Под прямым углом к векторупристраиваем вектор – вектор падения напряжения на индуктивном сопротивлении первичной обмотки трансформатора. Результирующий вектор – вектор падения напряжения на первичной обмотке. Вектор приложенного напряжения . Последнее уравнение называется уравнением электрического равновесия первичной обмотки. studfiles.net
vprl.ru Трансформаторы силовые однофазные ОЛС на 2,5 и 4 кВАСкачать опросные листы на силовые трансформаторы Скачать каталог на трансформаторы (pdf; 32 Мб) Скачать каталог на трансформаторы ТВ (pdf; 3,5 Мб) Скачать каталог "Трансформаторы для железных дорог" (pdf; 4,8 Мб) Трансформаторы ОЛС мощностью от 2,5 до 4 кВА класса напряжения 6 и 10 кВ ТУ16 - 98 ОГГ.671.117.020 ТУ Сертификаты Руководства по эксплуатации Версия для печати (pdf) Требования к оформлению заказов трансформаторов предназначенных на экспорт
Назначение Трансформаторы предназначены для обеспечения питания цепей собственных нужд пунктов секционирования и автоматического включения резерва (АВР), а также других потребителей в электрических сетях 6-10 кВ частоты 50 или 60 Гц. Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении «УХЛ» или «Т» категории размещения 2 по ГОСТ 15150 и предназначены для эксплуатации в комплектных распределительных устройствах. Рабочее значение температуры воздуха при эксплуатации - от минус 60°С до плюс 50°С для исполнения «УХЛ2» и от минус 10°С до плюс 50°С для исполнения «Т2». Высота установки над уровнем моря - не более 1000м. Рабочее положения - любое Патентная защитаПатенты на изобретение №№ 2087967, 2087968, 2193252
Таблица 1. Технические данные
Версия для печати (pdf) www.cztt.ru 4. Преобразовательный трансформатор4.1. Номинальная и типовая мощностьНоминальной мощностью преобразовательного трансформатора называется потребляемая им кажущаяся мощность при номинальном выпрямленном токе: , (4.1) где m1 – число фаз сетевой обмотки. Расход активных материалов и размеры трансформатора определяются типовой мощностью SТ, равной полусумме расчётных мощностей сетевой и вентильной обмотки (2.2). При шестифазной схеме с уравнительным реактором (рис. 2.3е), часто используемой в выпрямительных агрегатах, номинальная мощность при отсутствии РПН (регулирование под нагрузкой) , (4.2) где U0хх – выпрямленное напряжение в режиме хх, - условная мощность на стороне постоянного тока выпрямителя. Мощность вентильных обмоток трансформатора . (4.3) Типовая мощность трансформатора без учёта уравнительного реактора и РПН . (4.4) При трёхфазной мостовой схеме выпрямления (рис. 2.3д) типовая мощность трансформатора . (4.5) С увеличением числа фаз выпрямления типовая мощность трансформатора обычно возрастает (формулы (4.4), (4.5)), а конструкция усложняется. Поэтому трансформаторы с числом фаз m2 вентильной обмотки более шести изготавливаются редко. Типовая мощность трансформаторов с РПН, задаваемая заводом изготовителем, значительно превышает значения, полученные из приведённых выражений, т.к. учитывает наличие переключающего устройства (и связанного с этим увеличения мощности сетевой обмотки), встроенных трансформаторов тока и других устройств, усложняющих конструкцию трансформатора. Типовая мощность трансформатора при трёхфазной нулевой схеме выпрямления (рис. 2.3г) и соединении сетевой и вентильной обмоток в звезду (4.6) Существенное возрастание мощности у трансформатора в трёхфазной нулевой схеме объясняется спецификой его работы в однотактных выпрямителях. 4.2. Особенности работы трансформаторов в выпрямительных агрегатахРабота трансформатора, питающего выпрямитель, отличается от работы силового трансформатора на токе промышленной частоты. Причина этого – несинусоидальная форма токов вентильных обмоток, а в определённых случаях - знакопостоянный характер этих токов. Так, в трёхфазном нулевом выпрямителе выходной ток i0 (рис. 2.7а) получается суммированием токов всех трёх вентилей iV1, iV2, iV3. Токи вентилей, в свою очередь, равны токам вентильных обмоток трансформатора: i2a=iV1, i2b=iV2, i2c=iV3 (4.7) и имеют две составляющие: постоянную и переменную. Постоянная составляющая тока вентильной обмотки равна среднему значению тока вентиля: Icp.V=I0/3, (4.8) где I0 – среднее значение выпрямленного тока, и не трансформируется в сетевую обмотку. Переменная составяющая тока вентильной обмотки i2пр=i2-I0/3. (4.9) Постоянная составляющая тока создаёт в стержнях магнитопровода поток Ф0 одного направления, значение которого равно 20…25 % основного магнитного потока ФВ трансформатора и который замыкается частично по сердечнику, частично по воздуху и стальной арматуре, окружающей сердечник (например, через стальной кожух масляного трансформатора). Наличие однонаправленного потока Ф0 вынужденного намагничивания приводит к росту тока холостого хода и насыщению магнитопровода трансформатора, значительному возрастанию потерь напряжений в обмотках, уменьшению выпрямленного напряжения и ухудшению внешней характеристики выпрямителя (2.42). Для устранения этих явлений приходится либо увеличивать сечение магнитопровода, а значит, и типовую мощность трансформатора, либо уменьшать амплитуду основного магнитного потока ФВ. Последнее означает (при заданной мощности трансформатора) рост размеров магнитной системы, приводящий к повышению не только массы стали, но и массы меди трансформатора, поскольку с повышением периметра сечения магнитопровода растёт и средняя длина витка у обмоток. Поток вынужденного подмагничивания может быть в принципе исключён введением в трансформатор дополнительных вентильных обмоток, соединённых в зигзаг. При такой схеме соединения (рис. 4.1а) ток вентиля обтекает одновременно две полуобмотки, расположенные на соседних стержнях, но только в разных направлениях. Благодаря этому полностью компенсируются магнитодвижущие силы сетевой и вентильной обмоток, и поток Ф0 вынужденного намагничивания не возникает. Однако коэффициент использования вентильных обмоток К2Т (2.4) при этом ухудшается. Последнее объясняется тем, что масса меди двух связанных между собой обмоток увеличивается вдвое, а результирующее напряжение u2a, u2b, u2с каждой фазы – только в раз (рис. 4.1б), т.к. оно определяется геометрической суммой напряжений полуобмоток, расположенных на разных стержнях и сдвинутых по фазе на 120 эл. градусов. Таким образом, фазное напряжениеU2зиг при соединении обмоток в зигзаг уменьшается в сравнении с аналогичным напряжением U2зв при соединении их в звезду: . (4.10) И чтобы получить то же значение выпрямленного напряжения, приходится увеличивать число витков вентильных полуобмоток на 13 %. В результате возрастает типовая мощность до значения 1,46Р0’. В трёхфазной мостовой схеме (рис. 2.3д) через каждую фазу на стороне выпрямителя протекает ток как катодной группы вентилей, так и анодной (рис. 2.7б). Таким образом, постоянная составляющая потока и ток подмагничивания отсутствуют. В шестифазной схеме с уравнительным реактором (рис. 2.3е) на каждом стержне намотаны две обмотки, по которым протекают токи в противоположных направлениях, что также предотвращает вынужденное подмагничивание.
studfiles.net
vprl.ru Трансформаторы ОСМ: особенности и расшифровкаТрансформатор ОСМ предназначен для работы в однофазной цепи переменного тока 50 Гц. Прибор обеспечивает электричеством требуемого значения системы местного освещения, выпрямители (двухполупериодной схемы), охранные коммуникации. Спросом пользуется трансформатор серии ОСМ1. Что собой представляют данные приборы, технические характеристики и особенности эксплуатации будут рассмотрены далее.
ОсобенностиПонижающие трансформаторы ОСМ имеют мощность 0,063-4 кВА. Напряжение первичного контура составляет 220-660 В. При этом вторичная обмотка выдает электрический ток с показателями 12-230 В. Описание работы, устройство и особенности эксплуатации указаны в соответствующих стандартах. Это трансформатор понижающий. КПД прибора зависит от номинальной мощности. Официальный справочник раскрывает информацию о представленном оборудовании. Чем выше мощность, тем меньше потерь электроэнергии определяется в трансформаторах. КПД может колебаться от 83 до 96,5%. Номинальная мощность влияет на габариты, стоимость трансформаторов, не зависимо от производителя оборудования.
Пользуются спросом в различных областях человеческой деятельности трансформатор ОСМ 0,063; 0,25; 0,4; 1,6; 2,5; 4 кВА. В зависимости от показателя мощности отличается способ установки. Любой производитель предполагает в трансформаторе от 0,063 до 1 кВА монтаж в вертикальном и горизонтальном положении. Если мощность превышает 1 кВА, установка возможна исключительно на горизонтальную поверхность. КонструкцияПонижающими трансформаторами различных производителей осуществляется работа при использовании определенной конструкции. Сердечник выполнен из специальной электротехнической стали. Магнитопривод отличается витой разрезной конфигурацией. Каркасная конструкция имеет катушки. Обмотка выполнена из медного провода и устойчивой к высоким температурам изоляцией.
Отделения активной части в собранном виде пропитывается специальным электроизоляционным лаком. Вещество не допускает попадание внутрь влаги, загрязнений. Оборудование одного вида, предназначенные для разных климатических зон, отличаются только защитным покрытием. Особенности создания подобного оборудования регулирует соответствующий ГОСТ. В нем четко прописаны условия эксплуатации трансформаторной техники. Их габариты и электрические характеристики полностью совпадают. Изоляционные колодки изготовлены из пластмассы. На них смонтированы клеммы выводов. Система охлаждения не использует масла. Оборудование отличается высокой пожароустойчивостью, надежностью. МаркировкаДля обозначения представленных установок применяется специальная система обозначений. Маркировка наносится на корпус агрегата в процессе производства. Информация, которую раскрывает обозначение, расшифровывается вот так.
Трансформатор ОСМ1-0,063-У3-220/5-24-110 / 12 ТУ, где:
Эта информация наносится на корпус и оставляется в доступном для обозрения месте после установки. Особенности эксплуатацииСогласно нормативам, трансформаторные приборы ОСМ допускается эксплуатировать только после должной установки и проверки. Оборудование предназначено для функционирования внутри закрытого помещения. Рядом не должно храниться взрывоопасных веществ, химически активных компонентов, способных негативно повлиять на элементы системы. Установка производится не выше 1 км над уровнем моря. Прибор эффективно работает при температуре от -45 до +40ºС. Прибор требует дополнительной защиты от перегрузок, попадания внутрь конструкции влаги, загрязнений. Требования техники безопасности обеспечиваются соответствующими системами, встроенными в агрегат. Обслуживающий персонал должен быть защищен от случайного прикосновения к трансформатору. Технический осмотр или ремонт производится в соответствии с установленным графиком. В этом случае агрегат работает стабильно, без перебоев. Интересное видео: Перемотка трансформатора ОСМ1-0,25Рассмотрев особенности трансформаторов ОСМ, можно правильно подобрать необходимое оборудование. protransformatory.ru | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Общий вид трансформатора (чертеж) 
