Эксплуатация силовых трансформаторов: Эксплуатация силовых трансформаторов напряжением 35-110 кВ

Содержание

Эксплуатация силовых трансформаторов. Общее/специальное назначение силовых трансформаторов


Силовые трансформаторы – это электротехнические устройства, которые преобразуют напряжение переменного тока с постоянной частотой 50 ГЦ.

Передающая электрическая цепь «электростанция – потребитель» состоит из нескольких трансформаторов. Трансформатор на выходе из электростанции повышает напряжение. Это нужно, чтобы передать электрическую энергию на большие расстояния. Чем выше напряжение в сети – тем меньше потери на пути к потребителю. Перед тем, как попасть к потребителю энергия снова попадает в трансформатор – понижающий. 

Назначение и виды силовых трансформаторов

Все трансформаторы так или иначе работают в составе электрической сети. Выделяют силовые трансформаторы общего назначения и специального.

Силовые трансформаторы общего назначения устанавливают в электрических сетях потребителей без специфических особенностей.

Параметры специальных силовых трансформаторов позволяют использовать их в особых условиях. Например, для электроснабжения промышленных печей, железнодорожных электровозов, в сетях шахт.

Масляные и сухие силовые трансформаторы

На технические характеристики силовых трансформаторов влияет способ охлаждения рабочей части трансформатора. Трансформаторы с масляным баком для охлаждения и изоляции активной части называют масляными.

Масляные трансформаторы применяются в сетях с напряжением более 6 000 Вольт. Мощности таких трансформаторов хватает для электроснабжения энергоемких производств в металлургии и химической промышленности.

Сухие трансформаторы охлаждаются воздухом. Воздух циркулирует естественным путем либо нагнетается. Естественного воздушного охлаждения хватает для защиты силовых трансформаторов мощностью до 2500 кВт от перегрева. Сухие трансформаторы используются в местах с повышенными требованиями к безопасности людей и машин. Устанавливается такое оборудования внутри помещений с влажностью не более 80 %. Например, на бумажном производстве, в машиностроении, для электроснабжения общественных зданий.

Условия эксплуатации силовых трансформаторов

Срок службы силового трансформатора напрямую зависит от условий эксплуатации. Силовые трансформаторы устанавливаются на высоте не более 1000 метров над уровнем моря.

Условия использования масляных трансформаторов

  • Если вы планируете устанавливать трансформатор в холодном климате – выбирайте трансформатор с маркировкой УХЛ.
  • Масляные трансформаторы не переносят ударов, тряски и вибрации.
  • Масляный трансформатор нельзя устанавливать во взрывоопасной среде.
  • Масляный трансформатор чувствителен к химическому воздействию.

 

Условия использования сухих трансформаторов

  • Сухой трансформатор устанавливается внутри помещения в умеренных климатических условиях. Амплитуда температур +40 – -40 ºC.
  • Влажность воздуха в окружающей среде не должна превышать 80 %.
  • Сухой трансформатор плохо переносит повышенное содержание пыли и химикатов в атмосфере.

 

Когда выбираете новый трансформатор, ориентируйтесь не только на показатели мощности.  Внимательно читайте руководство по эксплуатации выбранной модели трансформатора. Создайте оптимальные условия и качественно обслуживайте трансформатор – и он прослужит вам не одно десятилетие.

 

Инструкция по эксплуатации силовых трансформаторов | СРС

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1.1. Силовые трансформаторы, установленные в ТП и РП, предназначены для преобразования высшего напряжения в низшее напряжение и относятся к установкам высокого напряжения.
1.2. В зависимости от назначения они могут быть повышающими или понижающими. В распределительных сетях применяют трехфазные двухобмоточные понижающие трансформаторы, преобразующие напряжения 6кВ и 10 кВ в напряжение 0,4кВ и 0,23 кВ.
1.3. В зависимости от изолирующей и охлаждающей среды раз­личают масляные трансформаторы ТМи сухие ТС. В масляных трансформаторах основной изолирующей и охлаждающей средой является трансформаторное масло, в сухих - воздух или твердый диэлектрик.


1.4. Трансформаторы трехфазные в соответствии с ГОСТом выпускают следующих номинальных мощностей: 10,16,25,40,63,100,160, 250,630 кВА и т.д.
1.5. Трансформаторы напряжением до 35 кВ и мощностью до 100 кВА относят к
I габариту, от 160 до 630 кВА - ко II габариту.
1.6. Трансформаторы внутренней установки предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от + 40°С до - 45°С.

2. КОНСТРУКЦИЯ.

2.1. Силовой трансформатор состоит :
- из сердечника, собранного из листовой трансформаторной стали и двух намотанных на него трехфазных обмоток: обмотки на напряжение выше 1000В(первичной) присоединяемой параллельно шинам РП и ТП и обмотки на напряжение до 1000 В (вторичной), к которой под­ключают электроприемники;
- бака;
- крышки;
- маслорасширителя;
- переключателя в/в;
- арматуры, измерительных и защитных устройств.

2.2. Перед установкой силового трансформатора он должен быть испытан в/в лабораторией, а именно:
1.

Измерение коэффициента трансформации.
2. Испытание повышенным напряжением изоляции.
3. Испытание омического сопротивления обмоток трансформатора.
4. Проверка группы соединения обмоток.
5. Испытание трансформаторного масла.

2.3. Во всех трансформаторах предусматривается возможность изменения коэффициента трансформации в пределах ±5% напряжения, указанного в паспорте. Это необходимо для поддержания номинального напряжения на выводах низшей стороны трансформатора при колебаниях напряжения в в/в сети, от которой подводится питание к первичной его обмотке.
2.4.Обмотка высшего напряжения для этой цели имеет два ответвления: одно из них - отключающее некоторое количество витков, второе - добавляющее соответствующее количество витков.
2.5. Переключение с одной ступени на другую производится поворотом рукоятки переключателя, к контактным стержням которого присоединяют ответвления от обмотки. Рукоятка переключателя помещена на крышке трансформатора.
2.6. Переключать можно только после полного двустороннего отключения трансформатора от сети.

2.7. Для изменения изоляции обмоток, а также улучшения условий отвода тепла от обмоток и стали магнитопровода выемная часть силовых трансформаторов устанавливается в герметически закрывающемся стальном баке или кожухе доверху наполненном сухим, очищенным от механических примесей трансформаторным маслом.
2.8. В целях лучшей отдачи тепла окружающему воздуху в бак трансформатора для увеличения поверхности охлаждения вваривают изогнутые трубы, по которым циркулирует масло.
2.9. Кожух трансформатора должен быть постоянно заполнен трансформаторным маслом. Масло, как и всякое физическое тело, при нагревании расширяется. Поэтому трансформаторы, кроме самых малых (до 50 кВа) снабжают расширителями, т.е. дополнительными бачками, соединенными трубкой с баком трансформатора. Их устанав­ливают на крышке трансформатора.
2.10. Масло заливают в трансформатор до определенного уровня в расширителе. Для контроля уровня масла на торцевой стенке расширителя устанавливаются маслоуказатель, возле которого четко наносятся три контрольные черты, соответствующие значениям температуры масла -45, +15, +40 С или -35,+15,+35 С.

З. ВНЕШНИЙ ОСМОТР.

3.1. При внешнем осмотре силового трансформатора установленного и находящегося в работе, обращать внимание на:
3.1 1. Отсутствие течи масла из-под изоляторов, крышки трансформатора, расширителя, сливного крана.
3.1.2. Состояние проходных изоляторов(отсутствие трещин, сколов, перекрытий).
3.1.3. Состояние контактных соединений (отсутствие их нагревания, при нагревании появляется побеление шпилек, гаек).
3.1.4. Отсутствие пыли и грязи на трансформаторе, в особенности на в/в и н/в изоляторах.
3.1.5. Наличие масла в расширителе.
3.1.6. Отсутствие посторонних шумов.

4. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ.

4.1. Контроль за тепловым режимом трансформаторов сводится к периодическим измерениям температур верхних слоев масла в баке. Измерение проводится при помощи стеклянных термометров погруженных в специальные гильзы на крышках трансформаторов. Гильзы должны быть заполнены трансформаторным маслом.

4.2. Температура на термометре, установленном в кармане крышки трансформатора, не должна быть выше 950 С.
4.3. Наличие вытяжных устройств(жалюзийных решеток) в камере трансформатора. На жалюзийных решетках должна быть установлена сетка с ячейками не более 20х20 мм.

5. 3АМЕР НАГРУЗОК И НАПРЯЖЕНИЙ.

5.1. При замере нагрузок силовых трансформаторов определяются перекосы нагрузок по фазам и перегруз трансформатора выше номинального.
5.2. Перекосы и перегруз ведут к искажению фазных напряжений. Перекосы и перегрузы должны отсутствовать. О всех ненормальностях в работе силовых трансформаторов и замечаниях при осмотрах, дефектах необходимо сообщить мастеру обслуживаемого участка и записать в журнал дефектов.
5.3. Осмотры трансформаторов в РПи ТП без их отключения должны производиться не реже 1 раза в 6 месяцев.
В зависимости от местных условий и состояний трансформаторов указанные сроки могут быть изменены гл. инженером предприятия.

6. РАСКОНСЕРВАЦИЯ И КОНСЕРВАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ.

Расконсервация трансформаторов производится в следующем порядке:

- сухой чистой тряпкой начисто вытереть консервационную смазку, пыль, грязь со всех токоведущих шпилек, колпаков изоляторов и наружных поверхностей;
- снять временную резиновую шайбу из-под дыхательной пробки маслорасширителя;
- снять верхнюю оправу термометра и термометр, нижнюю оправу термометра залить маслом, установить затем наружную оправу термометра с термометром;
- тщательно вытереть чистой тряпкой, смоченной в бензине, фарфоровые изоляторы и заземляющий болт.

Консервация трансформатора производится в следующем порядке:

- смазать техническим вазелином токоведущие шпильки гайки, колпаки изоляторов и шайбы;
- смазать болты, шайбы и гайки всех креплений;
- смазать заземляющий болт и оправу термометра;
- смазать оси и отверстия роликов тележек;
- смазать заводской щиток.

7. ПОРЯДОК ХРАНЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ.

Трансформаторы не разрешается хранить на открытом воздухе, они должны находиться в закрытом помещении, либо под навесом, предохраняющим от атмосферных осадков, загрязнения, механических повреждений и прочих причин, могущих вызвать порчу трансформатора. В случае понижения уровня масла следует долить маслом трансформатор с пробивным напряжением не менее 30 кВ до уровня, соответствующего температуре окружающего воздуха.

Режимы работы трансформаторов | Эксплуатация силовых трансформаторов

Страница 2 из 9

Одной из главных задач эксплуатации трансформаторов является контроль режима их работы. Этот контроль осуществляется путем проверки нагрузки трансформатора, напряжения на обмотках, температуры масла и других параметров. На подстанциях с постоянным дежурством персонала контроль осуществляется с периодичностью 1... 2 часа с фиксированием параметров режима в суточной ведомости.

На подстанциях без постоянного дежурства персонала контроль режима трансформаторов осуществляется при каждом посещении подстанции оперативным персоналом, но не реже 1 раза в месяц.


Силовые трансформаторы могут работать в различных режимах, характеризуемых нагрузкой, напряжением, условиями окружающей среды и другими факторами.

Номинальным режимом трансформатора называется режим его работы при номинальном напряжении, номинальной нагрузке и температуре охлаждающей среды (воздуха) +20°С.

Из приведенного определения видно, что длительный номинальный режим является идеализированным (практически недостижимым) режимом. Однако считается, что в таком режиме трансформатор способен проработать установленный заводом-изготовителем срок службы.

Нормальным называется режим работы трансформатора, при котором его параметры отклоняются от номинальных в пределах, допустимых стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами.

При нагрузке, не превышающей номинальную, допускается продолжительная работа трансформатора при повышении напряжения на любом ответвлении любой обмотки на 10% сверх номинального напряжения данного ответвления. При этом напряжение на любой обмотке не должно быть выше наибольшего рабочего напряжения Uраб. max, определяемого надежностью работы изоляции и нормируемого ГОСТ 721-77 в следующих пределах от номинального напряжения электрической сети Uном:

Допускается режим параллельной работы трансформаторов при условии, что ни один из них не будет перегружен. Для этого должны выполняться следующие условия:
группы соединений обмоток трансформаторов должны быть одинаковыми;
соотношение мощностей трансформаторов не более 1:3;
отличие коэффициентов трансформации не более чем на 0,5%;
отличие напряжений короткого замыкания не более чем на 10%;
произведена фазировка трансформаторов.

При параллельной работе трансформаторов и переменном графике их суммарной нагрузки возможна оптимизация количества работающих трансформаторов в течение суток. Критерий оптимальности - минимум потерь активной мощности.

Потери активной мощности в одном трансформаторе при его нагрузке, равной S, составляют

где SH0M, ΔРх и ΔРк - паспортные данные трансформатора: номинальная мощность, потери холостого хода и потери короткого замыкания (нагрузочные потери).

Потери активной мощности в п параллельно работающих трансформаторах при их суммарной нагрузке, равной S, составляют

Из формул видно, что при увеличении (с 1 до п) количества трансформаторов, работающих на одну и ту же нагрузку S, потери холостого хода увеличиваются в п раз, а нагрузочные потери уменьшаются в п раз.

Построим зависимости потерь мощности АР от нагрузки S для одного (п=1) и двух (п=2) трансформаторов (рис. 1). Видно, что при нагрузке S= S12 потери мощности в одном и двух трансформаторах равны. При нагрузке S< S12 целесообразно оставить в работе один трансформатор, а при нагрузке S> S12 - два трансформатора.

Рис. 1. Зависимости потерь мощности в параллельно работающих трансформаторах от нагрузки

Величина граничной мощности S12 или в общем случае граничной мощности SП(п+1) может быть вычислена после приравнивания выражений для потерь мощности n и (n+1) трансформаторах:

Мощность S, выраженная из формулы, и будет граничной мощностью

При нагрузке S< S n (n+i) целесообразно оставить в работе п трансформаторов, а при нагрузке S> Sn(n+i)- (п+1) трансформаторов.

Режим регулирования напряжения.

Устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) должны работать, как правило, в автоматическом режиме. Допускается дистанционное переключение РПН с пульта управления. На трансформаторах с переключением без возбуждения (ПБВ) правильность выбора коэффициента трансформации должна проверяться два раза в год - перед зимним максимумом и летним минимумом нагрузки.

Аварийные режимы.

При отключении трансформатора защитой, не связанной с его внутренними повреждениями, например, максимальной токовой защитой, трансформатор может быть вновь включен в работу.

При отключении трансформатора защитами от внутренних повреждений (газовой, дифференциальной) этот трансформатор включается в работу только после осмотра, испытаний, анализа масла, анализа газа из газового реле и устранения выявленных дефектов.

При срабатывании газового реле на сигнал производится наружный осмотр трансформатора и отбор газа из газового реле для анализа. Если газ в реле негорючий, при наружном осмотре признаки повреждения не обнаружены, а отключение трансформатора вызывает недоотпуск электроэнергии, трансформатор может быть оставлен в работе до выяснения причин срабатывания газового реле на сигнал. После выяснения этих причин оценивается возможность дальнейшей нормальной эксплуатации трансформатора.

Аварийный вывод трансформатора из работы осуществляется:
при сильном и неравномерном шуме или потрескиваниях внутри бака трансформаторы;
ненормальном и постоянно возрастающем нагреве трансформатора при нагрузке, не превышающей номинальную, и нормальной работе устройств охлаждения;
выбросе масла из расширителя или разрыве диафрагмы выхлопной трубы;
течи масла или уменьшении уровня масла ниже уровня масломерного стекла в расширителе.

Установка и эксплуатация трансформаторов | Способы охлаждения трансформаторного оборудования

Силовой трансформатор - это электротехническое устройство, предназначенное для преобразования напряжения электроэнергии до параметров пригодных для поставки конечному потребителю. Различают повышающие и понижающие силовые трансформаторы. Понижение напряжения требуется при подаче тока от энергетических магистралей на низковольтные сети освещения, питания электрооборудования или на цепи управления.

Правила установки и подключения

Преобразователи напряжения мощностью до 2500 кВА поставляются от производителя в полностью собранном виде. Установка такого агрегата выполняется бригадой опытных работников под руководством компетентного прораба и мастера, специализирующихся в данной сфере. После подключения требуется организовать грамотную эксплуатацию силового трансформатора.

На этапе установке персонал специализированной бригады осматривает аппарат, чтобы выявить возможные повреждения. После внешнего осмотра специалисты проводят первичное тестирование. Производители подробно описывают порядок пуска оборудования, требуется точно соблюдать эти рекомендации.

Эксплуатация сухих и масляных трансформаторов

Преобразование напряжения сопровождается выделением тепловой энергии, поэтому основной задачей по обеспечению работоспособности агрегата, является отведение тепла. Различают «сухие» трансформаторы с воздушным охлаждением, и аппараты, в которых тепло отводится с помощью масляных радиаторов.

Трансформаторы с воздушным охлаждением делятся на закрытые, обозначаемые аббревиатурой ТСЗИ или ТСЗП, у которых есть защитный кожух, и встраиваемые агрегаты ТСУ, не имеющие внешнего корпуса. Аппараты первого типа чаще применяются в производственных целях и адаптированы для питания электроинструмента, встраиваемые трансформаторы рассчитаны на работу в управляющих цепях.

Преобразователи напряжения с жидкостным охлаждением имеют герметичную конструкцию, обозначаются как трансформаторы ТМГ. Упакованные в защитный кожух, аппараты данного типа могут устанавливаться как внутри помещения, так и на открытых площадках. Герметичные масляные трансформаторы комплектуются контрольно-измерительными приборами и автоматикой.

Главное требование безопасной эксплуатации данного оборудования – содержание аппаратов в чистоте. Трансформаторы сконструированы таким образом, что тепло отводится автоматически. Задача обслуживающего персонала сводится к обеспечению вентиляции, кроме этого требуется поддерживать влажность в пределах нормы. Также трансформатор начинает перегреваться при превышении предельно допустимой нагрузки, поэтому важно следить за этим параметром.

Если агрегат работает в штатном режиме, перегрев начинается только при загрязнении токопроводящих обмоток. Ввиду этого очень важно вовремя удалять любые загрязнения с обмоток «сухих» трансформаторов и своевременно заменять масло в аппаратах с жидкостным охлаждением.

По вопросам приобретения трансформаторов обращайтесь к нашим менеджерам по телефону, e-mail или при помощи онлайн-чата.

Одной из главных причин ухудшения характеристик масла является перегрев, поэтому на крышке трансформатора устанавливают термометр. Если температура рабочей среды приближается к критической отметке, включается принудительная вентиляция. Для оценки динамики состояния трансформатора параметры работы аппарата фиксируются в специальный журнал.

нюансы сборочных и монтажных мероприятий

  • Главная
  • /
  • Статьи
  • /
  • Инструкция по монтажу силовых масляных трансформаторов

В процессе монтажа силовых масляных трансформаторов сталкиваются с выполнением следующих типов работ:


  1. Транспортирование к месту монтажа.
  2. Сборка и установка.
  3. Заливка трансформаторного масла.
  4. Наладочные испытания и измерения.
  5. Пробное включение.

Каждый отдельно взятый вид работ выполняется со своими особенностями, которые зависят от мощности, конструкции и геометрических размеров трансформаторов.

Транспортировка к месту монтажа

Все производители силовых масляных трансформаторов, в зависимости от геометрических размеров и массы изделий, поставляют свою продукцию в нескольких вариантах:

  1. Трансформаторы, полностью готовые к установке.
  2. Частично разобранные изделия, у которых силовой бак герметизирован трансформаторным маслом.
  3. Частично разобранные изделия, у которых силовой бак герметизирован инертным газом.

Герметизация силового бака обеспечивает сохранение всех изоляционных качеств обмоток высокого и низкого напряжения, что освобождает от дополнительной ревизии активной части перед вводом в эксплуатацию. Для всех силовых трансформаторов, которые поставляются без масла или заполненные не до уровня, необходимо долить масло в кратчайшие сроки (не позднее трех месяцев со дня прибытия на место монтажа). В готовом к монтажу виде поставляют только небольшие по размерам трансформаторы малой мощности.

К месту монтажа трансформаторы перевозят одним из следующих способов:

  • в автомобильном прицепе;
  • автотрейлерами;
  • на железнодорожной платформе.

Все виды транспорта должны иметь ровную горизонтальную платформу с грузоподъемностью и размерами, которые допускают перевозку трансформаторов определенных типов с учетом нагрузок от наклона или ускорения. Коэффициент устойчивости крепления трансформатора должен составлять не менее 1,5. Скорость движения определяется видом используемого транспорта, состоянием покрытия автомобильных дорог, загруженности магистралей и др. В пределах открытого распределительного устройства перемещение трансформатора может выполняться на катках по специально подготовленному пути со скоростью не более 8 метров в минуту.

Сборка и установка силового трансформатора

Монтаж силовых трансформаторов осуществляют на заранее подготовленный фундамент с направляющими для катков. После окончания монтажных работ катки фиксируют на направляющих при помощи специальных упоров. Местом для монтажа больших крупногабаритных силовых трансформаторов в большинстве случаев служит открытое распределительное устройство (ОРУ), где выполняют предварительную подготовку местности с выполнением следующих работ:

  1. Точное определение места установки оборудования, путей и средств передвижения к месту монтажа.
  2. Обустройство фундамента с направляющими, на которые установят силовой трансформатор с катками.
  3. Обустройство площадки вблизи мест монтажа для размещения оборудования по регенерации и подогреву трансформаторного масла.
  4. Подготовка необходимого инструмента, приспособлений, подъемников и лестниц.
  5. Подключение к стационарной системе электроснабжения или дизельному генератору.

Непосредственно перед сборкой, все части трансформатора должны пройти тщательный контроль на отсутствие дефектов. Время для монтажа узлов, которые требуют разгерметизации, подбирают с учетом сухой и ясной погоды. Температура активной части электрооборудования должна находиться на уровне не ниже +100С. Если это требование не соблюдается, трансформатор подогревают. Срок нахождения трансформатора в разгерметизированном состоянии при относительной влажности 75% не должен превышать:

  • 12 часов для оборудования на номинальное напряжение до 35 кВ включительно;
  • 10 часов для оборудования на номинально напряжение 110 кВ и выше.

Отсчет времени ведут с момента слива масла или вскрытия заглушки, а окончанием принято считать вакууумирование перед заливкой или начало заливки масла.

Сборка трансформаторов традиционно начинается с установки радиаторов охлаждения, газового реле, расширительного бачка, реле уровня масла, термосифонного и воздухоочистительного фильтров. На финишном этапе сборки выполняют монтаж встроенных трансформаторов тока, вводов и приборов контроля.

Установку силовых масляных трансформаторов на катки или фундамент осуществляют с помощью кранов, лебедок, домкратов и других средств механизации грузоподъемных работ. По окончании монтажа оборудования на фундаменте или катках, выполняют подключение кабелей, шинных мостов, проводов и заземления. Все силовые трансформаторы должны иметь незначительный уклон величиной 1-1,5%, который обеспечит правильную работу газового реле.

Заливка трансформаторного масла

Заливку трансформаторного масла в силовой трансформатор осуществляют только после его проверки на соответствие требованиям ПУЭ. В процессе доливки или заливки трансформаторного масла, необходимо соблюдать целый ряд правил:

  1. Перед финишной сборкой трансформатора, который транспортировался без масла, необходимо все элементы его системы охлаждения и расширительный бак промыть горячим трансформаторным маслом.
  2. Доливку масла в оборудование производят через расширительный бачок.
  3. Скорость заливки или доливки масла в трансформатор не должна превышать трех тонн в час.
  4. Температура доливаемого масла и масла внутри трансформатора не должна отличаться на величину более 50С.
  5. Требуемый уровень масла в баке силового трансформатора определяют по контрольным меткам, которые наносят в зависимости от температуры окружающей среды.
  6. По окончании заливки трансформаторного масла открывают все имеющиеся воздухоспускные пробки.
  7. После двенадцати часов отстоя еще раз проверяют уровень масла, если он опустился ниже критического, производят доливку.
  8. После окончания отстоя и проверки герметичности всех соединений, производят отбор пробы масла для лабораторного анализа.

Испытания и измерения при наладке

Все работы по испытанию силового трансформатора должны проводиться квалифицированным персоналом электротехнической лаборатории с участием представителей от монтажников. В процессе испытаний проводят измерение и контроль следующих величин:

  • контроль переходного сопротивления обмоток ВН и НН;
  • определение параметров электрической изоляции, которые характеризуют её реальное состояние;
  • проверка изоляции повышенным напряжением;
  • определение потерь в режиме холостого хода;
  • определение группы соединения обмоток;
  • проверка функционирования устройства ПБВ и РПН;
  • определение коэффициента трансформации на всех ступенях ПБВ и РПН;
  • контроль состояния силикагеля и работы системы принудительного охлаждения;
  • испытание радиаторов и баков гидравлическим давлением.

По окончании испытаний выдается технический отчет, который содержит протоколы испытаний и заключение о соответствии смонтированного оборудования требованиям ПУЭ, МЭК и других нормативных документов.

Пробное включение

Пробное включение силового трансформатора после монтажа допускается не ранее, чем через 12 часов после последней доливки масла. При этом перед включением следует проверить соответствие параметров газовой защиты и максимальной токовой защиты (МТЗ) принятым параметрам. Пробное включение на номинальное напряжение выполняют толчком на срок не менее тридцати минут. При наличии неравномерного сильного гудения, быстро растущей температуры нагрева масла, потрескиваний, выбросов масла из расширителя, сильной течи на фланцевых соединениях, разрыва диафрагмы выхлопной трубы и других отклонениях от нормальной работы, трансформатор незамедлительно отключают. При нормальной работе в течение более 30 минут дополнительно проводят от трех до пяти включений для проверки отстройки защит от бросков тока намагничивания. В случае удовлетворительных результатов в процессе комплексных испытаний оборудования в течение 72 часов, трансформатор ставят под нагрузку и передают в эксплуатацию.

Вернуться назад

Быстрицким Г. Ф. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов: Учеб. пособие для вузов: Учеб. пособие для сред. проф.

образования /Г.Ф.Быстрицкий, Б.И.Кудрин. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 176 с. :: Библиотека технической литературы

Изложены требования, определяющие выбор числа и мощности трансформаторов главной понижающей и цеховых подстанций; рассмотрены конструктивные схемы трансформаторов и назначение их основных элементов, а также характеристики трансформаторного масла, способы его очистки и сушки. Представлены режимы работы трансформаторов и условия их включения после монтажа и ремонта.
Для студентов электроэнергетических специальностей вузов и средних профессиональных учебных заведений. Может быть полезно работникам, занимающимся эксплуатацией электрооборудования.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие. 3
Введение. 5
Глава 1. СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ИХ ВЫБОР .10
1.1. Общие требования и условия работы.10
1.2. Выбор силовых трансформаторов.14
1.3. Трансформаторы главных понижающих подстанций 20
1. 4. Цеховые подстанции систем электроснабжения.33
1.5. Преобразовательные подстанции..41
Глава 2. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ И НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСФОРМАТОРА 44
2.1. Основные элементы трансформатора.44
2.2. Трехобмоточные трансформаторы 49
2.3. Системы охлаждения силовых трансформаторов 53
2.4. Регулирование напряжения трансформаторов .62
2.5. Группы соединений обмоток трансформатора .64
2.6. Параллельная работа трансформаторов.69
2.7. Экономический режим работы трансформаторов ..72
2.8. Сухие трансформаторы и трансформаторы с негорючим жидким наполнителем 74
2.9. Совтоловые трансформаторы и их утилизация .78
2.10. Трансформаторы малой мощности 80
Глава 3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА 84
3.1. Характеристики и показатели трансформаторного масла.84
3.2. Очистка и сушка трансформаторного масла..91
3.3. Метод глубокой сушки трансформаторного масла.98
3.4. Заливка трансформаторов маслом.101
Глава 4. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА..103
4.1. Общие сведения о старении изоляции103
4.2. Тепловая диаграмма трансформатора..107
4.3. Нагрев трансформаторов при неравномерном графике нагрузки 11О
4.4. Нагрузочная способность трансформатора..113
4.5. Выбор мощности силовых трансформаторов
для дуговых сталеплавильных печей 117
4.6. Контроль состояния трансформатора..121
Глава 5. ВКЛЮЧЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПОСЛЕ МОНТАЖА И РЕМОНТА 126
5.1. Общие сведения126
5.2. Методы контроля влажности изоляции трансформатора 127
5.3. Условия включения трансформаторов в эксплуатацию без сушки.133
5.4. Контрольный прогрев и контрольная подсушка трансформаторов в масле..138
5.5. Сушка трансформаторов.142
5.6. Включение сухих и совтоловых трансформаторов на напряжение до 15,75 кВ .146
5.7. Техническая документация и включение трансформаторов. 149
Приложения. Основные данные трансформаторов ..151
Список литературы..171

 ПРЕДИСЛОВИЕ
Силовые трансформаторы являются основными элементами систем электроснабжения и используются во всех отраслях экономики, включая промышленность, жилищно-коммунальное и сельское хозяйство, отдельные учреждения, организации, фирмы. Надежность электроснабжения различных потребителей и экономичность работы электрооборудования во многом определяются правильным выбором вида и мощности трансформаторов.
В учебном пособии рассмотрены общие условия, влияющие на выбор числа и мощности трансформаторов, а также необходимые согласования и технические решения, которые должны учитываться при построении схемы электроснабжения. Так как трансформаторы являются системообразующими элементами и по своим техническим и конструктивным параметрам не подлежат частой замене, т.е. аварийный выход трансформатора из строя ставит под угрозу нормальное функционирование объекта, существует необходимость некоторой интуитивной (техноценоло-гической) оценки принимаемого решения по выбору конкретного трансформатора.
В учебном пособии представлены материалы, позволяющие выбрать трансформаторы для установки на главных понижающих подстанциях (ГПП) предприятия и цеховых трансформаторных подстанциях (ТП), приведены схемы, основные конструктивные решения и характеристики различных видов трансформаторов, а также характеристики и показатели трансформаторного масла, методы его очистки и сушки. Изложен современный подход к утилизации со-втола, учитывающий сложность этой проблемы. Рассмотрены номинальный, перегрузочный и аварийный режимы работы трансформатора. Даны примеры выбора трансформаторов для специфических условий эксплуатации.
В приложениях содержатся основные данные трансформаторов на различные напряжения, позволяющие осуществить правильный их выбор для различных схем электроснабжения при курсовом и дипломном проектировании.
Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» и студентов учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по группам специальностей «Энергетика», «Электротехника» и специальности «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий».
Предисловие, гл. 2, 3, 5 и приложения написаны проф. Г.Ф.Быстрицким; введение, гл. 1, 4 — проф. Б. И. Кудриным.

...

Осмотр силовых трансформаторов, ЭлектроКомплект

Осмотры трансформаторов являются средством визуального контроля их состояния при эксплуатации. Осмотры проводятся без отключения трансформаторов со следующей периодичностью:

  • главных понижающих трансформаторов подстанций с постоянным дежурством персонала — 1 раз в сутки
  • остальных трансформаторов электроустановок с постоянным и без постоянного дежурства персонала — не реже 1 раза в месяц

Внеочередные осмотры трансформаторов производятся:

  • после неблагоприятных климатических воздействий
  • после срабатывания газовой защиты на сигнал
  • после отключения трансформатора газовой или дифференциальной защитой

При осмотрах трансформаторов проверяются:

  • показания всех измерительных приборов (термометров, термосигнализаторов, мановакуумметров и других)
  • состояние внешней изоляции трансформатора (отсутствие трещин и сколов фарфора, степень загрязнения поверхности)
  • состояние ошиновки, кабельных вводов и доступных для наблюдения контактных соединений
  • состояние фланцевых соединений маслопроводов и отсутствие течи масла
  • наличие и уровень масла в расширителе и маслонаполненных вводах
  • состояние контура заземления
  • состояние маслоприемных устройств (гравийной засыпки)
  • при закрытой установке трансформаторов проверяется состояние помещения, исправность вентиляции, наличие средств

Одним из показателей состояния трансформатора служит характер издаваемого им гула (прослушивание ведется при отключенных вентиляторах). Не должно быть потрескиваний и щелчков, связанных с разрядами в баке трансформатора.

Повреждаемость трансформаторов

Вид оборудования Напряжение Повреждаемость на 100 единиц.
кВ 1987 г. 1992 г. 1995 г.
Трансформаторы мощностью 10-80 МВА 110-150 1.27 0.88 0.77
220 3.90 1.74 1.08
Трансформаторы мощностью более 80 МВА 110-150 5.50 4. 15 3.11
220 2.66 2.63 2.47
400-500 2.53 4.31 7.8
750 2.28 3.46
Шунтирующие реакторы 500 3.86 5.39
750 2.13 6.47

Осмотр масляных трансформаторов

Визуальный осмотр внешнего вида трансформатора может дать важную информацию о его состоянии.
Перечень элементов осмотра приведен ниже:

  • Датчики температуры подсоединенного к сети трансформатора
  • Расширительный бак
  • Воздухоочистительный фильтр трансформатора
  • Утечки трансформаторного масла
  • Устройство сброса давления
  • Масляные насосы
  • Вентиляторы и радиаторы
  • Реле Бухгольца
  • Реле отказа диафрагмы

назад

Что такое силовой трансформатор и как он работает?

В некоторых из наших предыдущих статей мы обсуждали основы трансформатора и его различных типов. Одним из важных и часто используемых трансформаторов является силовой трансформатор . Он очень широко используется для повышения и понижения напряжения на электростанции и распределительной станции (или подстанции) соответственно.

Например, рассмотрим блок-схему, показанную выше.Здесь силовой трансформатор используется два раза при подаче электроэнергии потребителю, находящемуся далеко от электростанции.

  • Первый раз на электростанции для повышения напряжения, генерируемого ветрогенератором.
  • Второй - на распределительной станции (или подстанции) для понижения напряжения, получаемого в конце линии передачи.

Потери мощности в линиях передачи

Есть много причин для использования силового трансформатора в электроэнергетических системах.Но одна из наиболее важных и простых причин использования силового трансформатора - это снижение потерь мощности при передаче электроэнергии.

Теперь посмотрим, как значительно уменьшаются потери мощности за счет использования силового трансформатора:

Во-первых, уравнение потерь мощности P = I * I * R.

Здесь I = ток через проводник и R = сопротивление проводника.

Итак, потеря мощности прямо пропорциональна квадрату тока, протекающего по проводнику или линии передачи.Так уменьшите величину тока, проходящего через проводник, и уменьшите потери мощности.

Как мы воспользуемся этой теорией, объясняется ниже:

  • Допустим, начальное напряжение = 100 В, потребляемая нагрузка = 5 А, а выдаваемая мощность = 500 Вт. Линии передачи здесь должны проводить ток величиной 5А от источника к нагрузке. Но если мы увеличим напряжение на начальном этапе до 1000 В, то линии передачи должны будут передавать только 0,5 А, чтобы обеспечить ту же мощность в 500 Вт.
  • Итак, мы повысим напряжение в начале линии передачи с помощью силового трансформатора и воспользуемся другим силовым трансформатором для понижения напряжения в конце линии передачи.
  • При такой настройке величина тока, протекающего по линии передачи более 100 км, значительно снижается, тем самым уменьшая потери мощности во время передачи.

Разница между силовым трансформатором и распределительным трансформатором
  • Силовой трансформатор обычно работает при полной нагрузке, поскольку он рассчитан на высокий КПД при 100% нагрузке. С другой стороны, распределительный трансформатор имеет высокий КПД, когда нагрузка составляет от 50% до 70%.Таким образом, распределительные трансформаторы не подходят для непрерывной работы при 100% нагрузке.
  • Поскольку силовой трансформатор приводит к высоким напряжениям при повышении и понижении, обмотки имеют высокую изоляцию по сравнению с распределительными трансформаторами и измерительными трансформаторами.
  • Поскольку в них используется изоляция высокого уровня, они очень громоздкие по размеру и очень тяжелые.
  • Поскольку силовые трансформаторы обычно не подключаются к домам напрямую, они испытывают меньшие колебания нагрузки, в то время как распределительные трансформаторы испытывают большие колебания нагрузки.
  • Они полностью загружены в течение 24 часов в сутки, поэтому потери меди и железа происходят в течение дня и остаются практически неизменными все время.
  • Плотность магнитного потока в силовом трансформаторе выше, чем в распределительном трансформаторе.

Принцип работы силового трансформатора

Силовой трансформатор работает по принципу «закона электромагнитной индукции Фарадея». Это основной закон электромагнетизма, который объясняет принцип работы индукторов, двигателей, генераторов и электрических трансформаторов.

Закон гласит: « Когда замкнутый или закороченный проводник приближается к изменяющемуся магнитному полю, в этом замкнутом контуре генерируется ток» .

Чтобы лучше разобраться в законе, остановимся на нем подробнее. Сначала рассмотрим сценарий ниже.

Рассмотрим постоянный магнит и проводник , которые сначала подводятся друг к другу.

  • Затем провод закорачивают на обоих концах с помощью провода, как показано на рисунке.
  • В этом случае в проводнике или петле не будет протекания тока, потому что магнитное поле, пересекающее петлю, является стационарным, и, как указано в законе, только изменяющееся или изменяющееся магнитное поле может вызвать ток в петле.
  • Значит, в первом случае стационарного магнитного поля поток в проводящей петле будет нулевым.

Теперь представьте, что если магнит движется вперед и назад, как маятник , то магнитное поле, пересекающее петлю, продолжает меняться.Поскольку в этом случае присутствует переменное магнитное поле, будут действовать законы Фарадея, и, таким образом, мы сможем увидеть протекание тока в проводящей петле.

Как вы можете видеть на рисунке, после того, как магнит движется вперед и назад, мы видим ток «I», текущий через проводник и замкнутый контур.

Теперь давайте удалим постоянную батарею , чтобы заменить ее другими источниками переменного магнитного поля, как показано ниже.

  • Теперь источник переменного напряжения и проводник используются для создания переменного магнитного поля.
  • После того, как петля проводника приблизилась к диапазону магнитного поля, мы можем увидеть ЭДС, генерируемую поперек проводника. Из-за этой наведенной ЭДС у нас будет протекание тока «I».
  • Величина наведенного напряжения пропорциональна напряженности поля, испытываемой вторым контуром, поэтому чем выше напряженность магнитного поля, тем выше ток в замкнутом контуре.

Хотя для понимания закона Фарадея можно использовать единый проводник.Но для лучшей практической работы предпочтительнее использовать катушку с обеих сторон.

Здесь переменный ток протекает через первичную катушку 1, который создает переменное магнитное поле вокруг проводящих катушек. И когда катушка 2 входит в зону действия магнитного поля, создаваемого катушкой 1, на катушке 2 создается напряжение ЭДС из-за закона электромагнитной индукции Фарадея. И из-за этого напряжения в катушке 2 через вторичную замкнутую цепь протекает ток «I».

Теперь вы должны помнить, что обе катушки подвешены в воздухе, поэтому проводящей средой, используемой магнитным полем, является воздух. И воздух имеет более высокое сопротивление по сравнению с металлами в случае проводимости магнитного поля, поэтому, если мы используем металлический или ферритовый сердечник в качестве среды для электромагнитного поля, мы можем более тщательно испытать электромагнитную индукцию.

Итак, давайте теперь заменим воздушную среду железной для дальнейшего понимания.

Как показано на рисунке, мы можем использовать железный или ферритовый сердечник , чтобы уменьшить потери магнитного потока при передаче энергии от одной катушки к другой.За это время магнитный поток, просачивающийся в атмосферу, будет значительно меньше, чем время, в течение которого мы использовали воздушную среду, поскольку сердечник является очень хорошим проводником магнитного поля.

Как только поле создается катушкой 1, оно протекает через железный сердечник, достигая катушки 2, и в соответствии с законом Фарадея катушка 2 генерирует ЭДС, которая будет считываться гальванометром, подключенным к катушке 2.

Теперь, если вы внимательно понаблюдаете, вы обнаружите, что эта установка похожа на однофазный трансформатор.И да, каждый присутствующий сегодня трансформатор работает по тому же принципу.

Теперь рассмотрим упрощенную конструкцию трехфазного трансформатора .

Трехфазный трансформатор

  • Каркас трансформатора спроектирован из ламинированных металлических листов, которые используются для переноса магнитного потока. На схеме видно, что скелет окрашен в серый цвет. Каркас имеет три колонны, на которые намотаны обмотки трех фаз.
  • Обмотка более низкого напряжения наматывается первой и наматывается ближе к сердечнику, а обмотка более высокого напряжения наматывается поверх обмотки более низкого напряжения. Помните, что обе обмотки разделены изоляционным слоем.
  • Здесь каждый столбец представляет одну фазу, поэтому для трех столбцов у нас трехфазная обмотка.
  • Вся эта конструкция, состоящая из каркаса и обмотки, погружена в герметичный резервуар, наполненный индустриальным маслом для лучшей теплопроводности и изоляции.
  • После намотки концевые выводы всех шести катушек были выведены из герметичного резервуара через высоковольтный изолятор.
  • Клеммы закреплены на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы избежать скачков искры.

Характеристики силового трансформатора

Номинальная мощность

3 МВА до 200 МВА

Первичное напряжение обычно

11, 22, 33, 66, 90, 132, 220 кВ

Вторичное напряжение обычно

3. 3, 6,6, 11, 33, 66, 132 кВ или согласно спецификации

Фазы

Одно- или трехфазные трансформаторы

Номинальная частота

50 или 60 Гц

Нарезание резьбы

Устройства РПН

Повышение температуры

60 / 65C или индивидуальная спецификация

Тип охлаждения

ONAN (масляное естественное воздушное естественное) или другие типы охлаждения, такие как KNAN (макс. 33 кВ) по запросу

Радиаторы

Панели радиатора охлаждения на баке

Векторные группы

Dyn11 или любая другая векторная группа согласно IEC 60076

Регулировка напряжения

Через устройство РПН (с реле АРН в стандартной комплектации)

Терминалы ВН и НН

Тип коробки с воздушным кабелем (33 кВ макс. ) Или открытые вводы

Установки

Внутри или снаружи

Уровень шума

Согласно ENATS 35 или NEMA TR1

Приложения передачи энергии
  • Силовой трансформатор в основном используется в производстве электроэнергии и на распределительных станциях.
  • Он также используется в изолирующих трансформаторах, заземляющих трансформаторах, шестипульсных и двенадцати импульсных выпрямительных трансформаторах, трансформаторах солнечных фотоэлектрических ферм, трансформаторах ветряных электростанций и пускателя автотрансформатора Korndörfer.
  • Применяется для снижения потерь мощности при передаче электроэнергии.
  • Используется для повышения и понижения высокого напряжения.
  • Это предпочтительный вариант при использовании на больших расстояниях.
  • И предпочтительнее в случаях, когда нагрузка работает на полную мощность круглосуточно.
Принцип работы, конструкция и типы силового трансформатора

Трансформатор - обычное слово для инженеров-электриков и студентов инженерных специальностей. В этом посте я расскажу о , что такое трансформатор , принцип его работы, конструкция трансформатора , типы трансформатора и испытание трансформатора . Я собираюсь разместить серию статей о трансформере с видео. Итак, начнем.

Что такое силовой трансформатор?

Одним предложением мы можем сказать, что трансформатор - это статическая часть электрического оборудования, которая может преобразовывать электрическую мощность переменного тока из одной цепи в другую путем повышения или понижения основного напряжения с той же частотой.Это одно из наиболее распространенных электрических устройств, размер которых отличается от того, который мы используем в повседневной жизни с утра до ночи.

Принцип работы силового трансформатора:

Трансформатор имеет две или более отдельных обмоток катушки, размещенных на общем магнитном сердечнике. Но первичная обмотка катушки отвечает за подачу переменного тока (AC) с подаваемой частотой и создает магнитный поток той же частоты в магнитопроводе.

Затем магнитная связь с обмоткой вторичной катушки также изменяется с той же частотой, что приводит к индуцированному e.м.ф той же частоты на вторичную обмотку катушки. Но направление наведенной ЭДС во вторичной обмотке катушки противодействует причинам создания переменного потока обмоткой первичной катушки.

Связанные: что такое трансформаторное масло и типы трансформаторного масла

Строительство силового трансформатора:

У трансформатора есть несколько применений. Таким образом, конструкция, типы и аксессуары трансформатора зависят от его размера, применения и расположения.Теперь есть некоторые комплектующие и аксессуары трансформатора ,

.
  1. Бак стальной (корпус)
  2. Ядро
  3. Обмотка катушки
  4. Консерватор
  5. Сапун
  6. Термометр
  7. Вентиляционная труба или сброс давления
  8. Клапаны
  9. Реле Бухгольца
  10. Переключатель РПН

Силовые трансформаторы различных типов:

Силовой трансформатор бывает нескольких типов, например, двухобмоточный трансформатор, трехобмоточный трансформатор и автотрансформатор. Помимо автотрансформатора и силового трансформатора, есть еще много достоинств специального трансформатора. Он включает в себя следующие

  1. Трансформатор обмотки
  2. Трансформатор печи
  3. Выпрямительный трансформатор
  4. Регулирующий трансформатор
  5. Трансформатор шахтный
  6. Трансформатор тока и напряжения
  7. Трансформатор тяговый
  8. Высоковольтный испытательный трансформатор
  9. Трансформатор высокочастотный
  10. Трансформатор для проверки короткого замыкания
  11. Коммуникационный трансформатор
  12. Управляющий и бытовой трансформатор

Связано: Устранение неисправностей силового трансформатора

Испытания силового трансформатора:

Существует два типа испытаний трансформаторов,

  1. Проверка обрыва цепи
  2. Тест на короткое замыкание

Теперь, если вы найдете этот пост полезным, поделитесь с друзьями и расскажите им кое-что о силовом трансформаторе. Если вы хотите получать ежедневные обновления, добавьте наш сайт в закладки или подпишитесь на рассылку новостей. Спасибо!

Принцип работы трансформатора

, конструкция, типы, применение

Большинство электронных схем, используемых на Circuitstoday.com, имеют различные применения трансформатора. Поэтому важно знать принцип работы, конструкцию и типы трансформаторов, используемых в различных аналоговых схемах.

Что такое трансформатор?

Трансформатор можно определить как статическое устройство, которое помогает в преобразовании электроэнергии в одной цепи в электроэнергию той же частоты в другой цепи.Напряжение в цепи можно повышать или понижать, но с пропорциональным увеличением или уменьшением номинального тока. В этой статье мы узнаем об основах и принципах работы Transformer

.

Трансформатор - принцип работы

Основным принципом работы трансформатора является взаимная индуктивность двух цепей, связанных общим магнитным потоком. Базовый трансформатор состоит из двух катушек, которые электрически разделены и индуктивны, но связаны магнитным полем через индуктивный путь.Принцип работы трансформатора можно понять из рисунка ниже.

Трансформатор рабочий

Как показано выше, электрический трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки. Пластины сердцевины соединены в виде полос, между полосами вы можете видеть, что есть узкие зазоры прямо через поперечное сечение сердцевины. Эти смещенные суставы называются «черепичными». Обе катушки имеют высокую взаимную индуктивность. Взаимная электродвижущая сила индуцируется в трансформаторе из-за переменного потока, который создается в многослойном сердечнике из-за катушки, которая подключена к источнику переменного напряжения.Большая часть переменного потока, создаваемого этой катушкой, связана с другой катушкой и, таким образом, создает взаимно индуцированную электродвижущую силу. Произведенная таким образом электродвижущая сила может быть объяснена с помощью законов электромагнитной индукции Фарадея как

e = M * dI / dt

Если цепь второй катушки замкнута, в ней протекает ток и, таким образом, электрическая энергия передается магнитным путем от первой катушки ко второй.

Подача переменного тока подается на первую катушку, поэтому ее можно назвать первичной обмоткой.Энергия отбирается из второй катушки и, таким образом, может называться вторичной обмоткой.

Вкратце, трансформатор выполняет следующие операции:

  1. Передача электроэнергии из одной цепи в другую.
  2. Передача электроэнергии без изменения частоты.
  3. Передача с принципом электромагнитной индукции.
  4. Две электрические цепи связаны взаимной индукцией.

Строительство трансформатора

Для простой конструкции трансформатора вам понадобятся две катушки с взаимной индуктивностью и многослойный стальной сердечник.Две катушки изолированы друг от друга и от стального сердечника. Устройству также потребуется подходящий контейнер для собранного сердечника и обмоток, среда, с помощью которой можно изолировать сердечник и его обмотки из контейнера.

Чтобы изолировать и вывести выводы обмотки из резервуара, необходимо использовать подходящие вводы, изготовленные из фарфора или конденсаторного типа.

Во всех трансформаторах, которые используются в коммерческих целях, сердечник сделан из листовой стали трансформатора, собранной для обеспечения непрерывного магнитного пути с минимальным воздушным зазором.Сталь должна иметь высокую проницаемость и низкие потери на гистерезис. Для этого сталь должна быть изготовлена ​​с высоким содержанием кремния и подвергаться термообработке. Эффективное ламинирование сердечника позволяет уменьшить вихретоковые потери. Ламинирование может быть выполнено с помощью тонкого слоя лака для стержневых плит или наложения на поверхность оксидного слоя. Для частоты 50 Гц толщина ламинации варьируется от 0,35 мм до 0,5 мм для частоты 25 Гц.

Типы трансформаторов
Типы по дизайну

Типы трансформаторов различаются по способу размещения первичной и вторичной обмоток вокруг многослойного стального сердечника.По конструкции трансформаторы можно разделить на два:

1. Трансформатор с сердечником

В трансформаторе с сердечником обмотки подводятся к значительной части сердечника. Катушки, используемые в этом трансформаторе, имеют цилиндрическую намотку и намотку. Такой тип трансформатора может применяться как для малых, так и для больших трансформаторов. В типе небольшого размера сердечник будет прямоугольной формы, а используемые катушки - цилиндрическими.На рисунке ниже показан шрифт большого размера. Вы можете видеть, что круглые или цилиндрические катушки намотаны таким образом, чтобы соответствовать крестообразной части сердечника. В случае круглых цилиндрических катушек они имеют значительное преимущество в виде хорошей механической прочности. Цилиндрические змеевики будут иметь разные слои, и каждый слой будет изолирован от другого с помощью таких материалов, как бумага, ткань, микарта-картон и так далее. Общее расположение трансформатора с сердечником относительно сердечника показано ниже.Показаны обмотки как низкого (LV), так и высокого (HV) напряжения.

Трансформатор с сердечником Крестообразное сечение Трансформаторы с сердечником

Обмотки низкого напряжения располагаются ближе к сердечнику, поскольку их легче всего изолировать. Эффективная площадь сердечника трансформатора может быть уменьшена за счет использования пластин и изоляции.

2. Трансформатор корпусного типа

В трансформаторах кожухового типа сердечник окружает значительную часть обмоток. Сравнение показано на рисунке ниже.

Обмотка трансформатора с сердечником и оболочкой

Катушки имеют формную намотку, но представляют собой многослойные диски, обычно намотанные в виде блинов. Бумага используется для изоляции различных слоев многослойных дисков. Вся обмотка состоит из дисков, уложенных друг на друга с изоляционными промежутками между катушками. Эти изоляционные пространства образуют горизонтальные охлаждающие и изолирующие каналы. Такой трансформатор может иметь форму простого прямоугольника или также может иметь распределенную форму. Обе конструкции показаны на рисунке ниже:

Трансформаторы корпусного типа прямоугольной формы Трансформаторы корпусного типа распределенного типа

Сердечники и катушки трансформаторов должны быть усилены жесткими механическими связями. Это поможет свести к минимуму перемещение устройства, а также предотвратит повреждение изоляции устройства. Трансформатор с хорошей фиксацией не будет издавать гудящего шума во время работы, а также снизит вибрацию.

Для трансформаторов должна быть предусмотрена специальная платформа. Обычно устройство помещается в плотно пригнанные емкости из листового металла, заполненные специальным изоляционным маслом. Это масло необходимо для циркуляции через устройство и охлаждения змеевиков. Он также обеспечивает дополнительную изоляцию устройства, когда оно находится в воздухе.

Возможны случаи, когда гладкая поверхность резервуара не сможет обеспечить необходимую площадь охлаждения. В таких случаях борта бака гофрированы или собраны с радиаторами по бокам устройства. Масло, используемое для охлаждения, должно быть абсолютно свободным от щелочей, серы и, самое главное, влаги. Даже небольшое количество влаги в масле приведет к значительному изменению изоляционных свойств устройства, поскольку это в значительной степени снижает диэлектрическую прочность масла.

С математической точки зрения, присутствие примерно 8 частей воды на 1 миллион снижает изоляционные качества масла до значения, которое не считается стандартным для использования. Таким образом, резервуары защищены герметичным уплотнением в меньших единицах. При использовании больших трансформаторов герметичный метод реализовать практически невозможно. В таких случаях предусмотрены камеры для расширения и сжатия масла при повышении и понижении его температуры.

Эти сапуны образуют барьер и препятствуют контакту атмосферной влаги с маслом.Также необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы не кататься на санках. Сливание происходит, когда масло разлагается из-за чрезмерного воздействия кислорода во время нагрева. Это приводит к образованию больших отложений темного и тяжелого вещества, которые забивают охлаждающие каналы в трансформаторе.

Качество, долговечность и обращение с этими изоляционными материалами определяют срок службы трансформатора. Все выводы трансформатора выведены из корпусов через подходящие вводы. Их существует множество конструкций, их размер и конструкция зависят от напряжения на выводах.Фарфоровые вводы могут использоваться для изоляции выводов трансформаторов, которые используются при умеренном напряжении. В трансформаторах высокого напряжения используются маслонаполненные или емкостные вводы.

Выбор между типом сердечника и оболочки осуществляется путем сравнения стоимости, поскольку аналогичные характеристики могут быть получены от обоих типов. Большинство производителей предпочитают использовать трансформаторы оболочечного типа для высоковольтных систем или для многообмоточных конструкций. По сравнению с сердечником, оболочка имеет большую среднюю длину витка катушки.Другими параметрами, которые сравниваются при выборе типа трансформатора, являются номинальное напряжение, номинальная сила тока в киловольтах, вес, напряжение изоляции, распределение тепла и так далее.

Трансформаторы

также можно классифицировать по типу используемого охлаждения. Различные типы в соответствии с этой классификацией:

Типы трансформаторов по методу охлаждения
1. Самоохлаждающийся тип с масляным наполнением В типе

с масляным самоохлаждением используются распределительные трансформаторы малых и средних размеров.Собранные обмотки и сердечник таких трансформаторов устанавливаются в сварные маслонепроницаемые стальные резервуары, снабженные стальной крышкой. Резервуар заполняется очищенным высококачественным изоляционным маслом, как только сердечник возвращается на свое место. Масло помогает передавать тепло от сердечника и обмоток к корпусу, откуда оно излучается в окружающую среду.

Для трансформаторов меньшего размера резервуары обычно имеют гладкую поверхность, но для трансформаторов большого размера требуется большая площадь теплового излучения, и это тоже без нарушения кубической емкости резервуара.Это достигается за счет частого гофрирования корпусов. Еще более крупные размеры снабжены радиацией или трубами.

2. Тип с масляным водяным охлаждением

Этот тип используется для гораздо более экономичного строительства больших трансформаторов, так как описанный выше метод с самоохлаждением очень дорог. Здесь используется тот же метод - обмотки и сердечник погружаются в масло. Единственное отличие состоит в том, что у поверхности масла установлен охлаждающий змеевик, по которому холодная вода продолжает циркулировать.Эта вода уносит тепло от устройства. Эта конструкция обычно реализуется на трансформаторах, которые используются в высоковольтных линиях электропередачи. Самым большим преимуществом такой конструкции является то, что для таких трансформаторов не требуется другого корпуса, кроме собственного. Это значительно снижает затраты. Еще одним преимуществом является то, что техническое обслуживание и осмотр этого типа требуется только один или два раза в год.

3. Тип воздушной струи

Этот тип используется для трансформаторов с напряжением ниже 25 000 вольт.Трансформатор помещен в коробку из тонкого листового металла, открытую с обоих концов, через которую воздух продувается снизу вверх.

E.M.F Уравнение трансформатора Трансформатор ЭДС Equation

Let,

N A = Количество витков первичной обмотки

N B = Количество витков вторичной обмотки

Ø макс. = максимальный поток в сердечнике в перепонках = B макс. X A

f = Входная частота переменного тока в герцах (H Z )

Как показано на рисунке выше, магнитный поток в сердечнике увеличивается от нулевого значения до максимального значения Ø max за одну четверть цикла, то есть за частоты секунды.

Следовательно, средняя скорость изменения потока = Ø макс. / ¼ f = 4f Ø макс. Вт / с

Скорость изменения магнитного потока на виток означает наведенную электродвижущую силу в вольтах.

Следовательно, средняя индуцированная электродвижущая сила / оборот = 4f Ø макс. вольт

Если поток Ø изменяется синусоидально, то среднеквадратичное значение наведенной ЭДС получается путем умножения среднего значения на коэффициент формы.

Форм-фактор

= среднеквадратичное значение. значение / среднее значение = 1.11

Следовательно, среднеквадратичное значение ЭДС / оборот = 1,11 X 4f макс. Ø = 4,44f макс. Ø

Теперь, среднеквадратичное значение наведенной э.д.с. во всей первичной обмотке

= (наведенная ЭДС / оборот) X Количество витков первичной обмотки

Следовательно,

E A = 4,44f N A Ø макс. = 4,44fN A B м A

Аналогично, среднеквадратичное значение наведенной ЭДС во вторичной обмотке равно

.

E B = 4.44f N B Ø макс = 4,44fN B B м A

В идеальном трансформаторе без нагрузки,

В A = E A и V B = E B , где V B - напряжение на клеммах

Коэффициент трансформации напряжения (K)

Из приведенных выше уравнений получаем

E B / E A = V B / V A = N B / N A = K

Эта постоянная K известна как коэффициент трансформации напряжения.

(1) Если N B > N A , то есть K> 1, то трансформатор называется повышающим трансформатором.

(2) Если N B <1, то есть K <1, то трансформатор известен как понижающий трансформатор.

И снова идеальный трансформатор,

Вход В A = выход В A

V A I A = V B I B

Или, I B / I A = V A / V B = 1 / K

Следовательно, токи обратно пропорциональны коэффициенту трансформации (напряжения).

Применение трансформатора

Трансформаторы используются в большинстве электронных схем. У трансформатора всего 3 применения;

  1. Для увеличения напряжения и тока.
  2. Для понижения напряжения и тока
  3. Для предотвращения передачи постоянного тока трансформаторы могут пропускать только переменные токи, поэтому они полностью предотвращают передачу постоянного тока в следующую цепь.

Но применение этих трех приложений бесконечно, поэтому они имеют место во многих схемах.

Промышленные силовые трансформаторы - Эксплуатация и техническое обслуживание [часть 4]




4. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА

Параллельная работа трансформаторов осуществляется, когда обмотки ВН и НН двух (или более) трансформаторов подключены к одному набору шин ВН и НН, соответственно. Поскольку параллельное соединение двух импедансов приведет к комбинированный импеданс, который намного меньше, чем у любого из компонентов (параллельное соединение два идентичных трансформатора приводят к комбинации, имеющей сопротивление вдвое меньше, чем у каждого в отдельности), основным результатом этого является увеличение уровень неисправности сборной шины низкого напряжения.Поэтому необходимо следить за тем, чтобы отказоустойчивость распределительного устройства низкого напряжения не превышена. Если не предохранитель при условии, что каждая из исходящих цепей также должна быть спроектирована и кабелем, чтобы выдерживать полный уровень неисправности параллельно включенных трансформаторов.

При исследовании параллельной работы трансформаторов полярности и фазы последовательность играет важную роль, поэтому важно учитывать эти характеристики более подробно, прежде чем перейти к более общему рассмотрению параллельных операция.Следует учитывать относительные направления обмоток, напряжения в обмотках и взаимное расположение выводов от катушек к терминалам. Чтобы понять, как взаимодействуют эти факторы, лучше всего рассматривать работу трансформатора с точки зрения мгновенного напряжения, относящегося непосредственно к к векторной диаграмме, то есть путем изучения диаграмм полярности трансформаторов на основе объяснение мгновенных напряжений, индуцированных в обеих обмотках, как эта процедура позволяет избежать ссылок на первичные и вторичные обмотки.Этот можно рассматривать как логичный, поскольку полярность трансформатора и последовательность фаз независимы такого различия.

Как обсуждалось в разделе 2, напряжения, индуцированные в первичной и вторичной обмотках. обмотки связаны с общим магнитным потоком. Наведенные напряжения в каждом витке каждого обмоток должны быть в одном направлении, так как любой отдельный виток может нельзя сказать, что они обладают одним определенным направлением вокруг ядра более чем он обладает противоположным. Однако направление задается всей обмотке. когда несколько из этих отдельных витков соединены последовательно, один конец обмотка помечена как «начало», а другая - «финиш», или одна называется, скажем, A1, а другой конец A2.Направления полных наведенных напряжений в первичной и вторичной обмотках будет зависеть от относительной направления соответствующих обмоток между соответствующими клеммами. В учитывая направление обмоток, это необходимо делать из обозначенных аналогично или предполагаемые аналогичные терминалы; то есть первичная и вторичная обмотки следует рассматривать в направлении от начала до конца терминалов (или даже при желании наоборот), но их не следует рассматривать как единое целое от начала до конца. финиш, а другой - от финиша до начала.Где начало и конец обмотки неизвестны, можно предположить соседние первичные и вторичные выводы изначально соответствовать аналогичным концам соответствующих обмоток, но это должны быть проверены путем проведения испытания наведенным напряжением при пониженном напряжении. как описано ниже.

Маркировка клемм трансформатора, расположение клемм и вектор схемы

Маркировка клемм

Маркировка трансформатора

стандартизирована в различных национальных спецификациях.В течение многих лет британский стандарт BS 171 (теперь замененный EN 60076) использовали ABCN, abcn как символы фазы в отличие от многих других частей мира, где буквы UVW, uvw использовались для обозначения фаз. Несколько лет назад было некоторые в Великобритании продвигаются к принятию международной системы UVW, uvw. Дальнейшие изменения были внесены в EN 60076-1: 1997, в котором используются римские цифры. I, II, III и i, ii, iii. Однако такие изменения всегда должны происходить медленно. эффект из-за количества существующих заводов, использующих более ранние системы.Немного импульса к изменениям сейчас, похоже, потеряно, так что все системы используются в Великобритании. Для этого текста используется номенклатура ABCYN и abcyn. так как это считается самым четким.

Индивидуально-фазные обмотки обозначены описательными буквами и такими же буквами. в сочетании с суффиксными номерами используется для всех обмоток одной фазы.

Обмотке ВН присвоена заглавная буква, а обмотке НН на В той же фазе соответствующая строчная буква.Следующие обозначения использовал. Для однофазных трансформаторов:

A: для обмотки ВН 3A: для третьей обмотки (если есть) a: для обмотки НН

Для двухфазных обмоток на общем сердечнике или отдельных сердечниках в общем резервуаре:

A B: для обмоток ВН a b: для обмоток НН

Для трехфазных трансформаторов:

A B C: для обмоток ВН 3A 3B 3C: для третьих обмоток (если есть) a b c: для обмоток НН

ИНЖИР. 27 показан пример стандартной маркировки однофазного трансформатора.


РИС. 27 Маркировка выводов однофазного трансформатора с третьим обмотка

Расположение клемм

Для трехфазных трансформаторов со стороны ВН расположены клеммы слева направо NABC, а если смотреть в сторону cban LV. Нейтральный терминал может быть на любом конце, но если предпочтения не указаны, он должен быть слева конец, если смотреть со стороны ВН, и нейтраль НН соответственно будет на правый конец, если смотреть со стороны НН.Примеры как одно-, так и маркировка трехфазных клемм показана на фиг. 28.


РИС. 28 Взаимное расположение выводов двухобмоточных трансформаторов.

Помимо буквенной маркировки клемм, даются суффиксные номера все точки подключения и к концам обмотки. Эти номера суффиксов начинаются на единицу, а затем с возрастающими числами приписываются всем точкам касания, так что последовательность представляет направление наведенной э. д.с. некоторые момент времени.Для трехфазных обмоток, соединенных звездой, нижний индекс номера соединения выводятся на нейтраль, самые высокие номера выводятся на линию терминалы. В случае обмотки высокого напряжения без ответвлений, для которой фаза маркировка A, концы обмотки должны иметь маркировку A1, A2. Если бы это было Фаза A трехфазного трансформатора, соединенного звездой, A1 будет подключен к точке звезды, A2 будет линейной клеммой. Аналогично обмотка НН будет отмечен a1, a2. Как описано далее в этом разделе, это несложный вопрос. для проверки маркировки клемм (см. РИС.35). Типичные примеры маркировки отводов показаны на фиг. 29.

Нейтральное соединение, когда выведено в виде внешней клеммы, обозначается YN в случае обмотки высокого напряжения и yn в случае обмотки низкого напряжения. Номер суффикса не требуется.

Маркировка клемм автотрансформатора включает соответствующую фазу и суффикс номер и следует отметить, что для ответвлений более высокие номера суффикса соответствуют к более высоким напряжениям. ИНЖИР. 29 (d) показана типичная маркировка клемм для автотрансформатор.


РИС. 29 Маркировка отводов на фазных обмотках.

Фазорные диаграммы

Фазоры на векторных диаграммах трансформатора представляют наведенные э.д.с. и Используется направление вращения вектора против часовой стрелки. Фазор представляющее любое фазное напряжение обмотки низкого напряжения показано параллельно этому представляющее соответствующее фазное напряжение обмотки ВН.

Различные типы межфазных соединений для трехфазных трансформаторов, имеющих одинаковый сдвиг фаз между обмотками ВН и НН можно сгруппировать вместе и четыре группы показаны в таблице 3.


Таблица 3 Номера групп

Из таблицы 3 видно, что фазовый сдвиг имеет соответствующий часы номер часа. Сдвиг фазы - это угол сдвига фазы. проходит через вектор, представляющий наведенную ЭДС. между выводом ВН и нейтральная точка, которая в некоторых случаях может быть воображаемой, а вектор представляющая наведенную э. д.с. между выводами LV, имеющими одинаковую букву и нейтральная точка. Международная конвенция для обозначения фазовый сдвиг - использовать цифру, которая представляет час, обозначенный часы, в которых минутная стрелка заменяет линию на вектор напряжения нейтрали для обмотки HV и установлен на 12 часов, и где часовая стрелка представляет вектор напряжения между фазой и нейтралью обмотки НН.Отсюда следует Часовой номер часов получается путем деления угла сдвига фаз в градусах на 30. Фазовые углы различных обмоток трехфазных трансформаторов определяются с учетом максимального напряжения, принимаемого за вектор происхождения.

Векторная диаграмма, фазовый сдвиг и маркировка клемм - все идентифицируемый с помощью символов, которые обозначают трансформаторы с двумя обмотками, если брать по порядку, имеют следующее значение:

Первый символ: подключение обмотки ВН.

Второй символ: подключение обмотки НН.

Третий символ: фазовый сдвиг, выраженный в виде часового числа часов (см. Таблицу 3, столбец 3) Указаны межфазные соединения обмоток ВН и НН. за счет использования начальных букв, как указано в таблице 4, и терминов высокий и низкое напряжение, используемое в этой таблице, используются только в относительном смысле.

Трансформатор, имеющий обмотку ВН, соединенную треугольником, обмотку НН, соединенную звездой и сдвиг фазы на плюс 30º (соответствует часовому номеру на часах). из 11), поэтому имеет символ Dy11.


Таблица 4 Обозначения подключения обмотки.

Следующие стандартные векторные диаграммы, которые часто встречаются в практики включены для одно-, двух- и трехфазных трансформаторов.

Трехфазные трансформаторы, сдвиг фаз 0º см. РИС. 30 Трехфазный трансформаторы, фазовый сдвиг 180º см. РИС. 31 Трехфазные трансформаторы, фазовый сдвиг -30º см. РИС. 32 Трехфазные трансформаторы, сдвиг фаз _30º см. РИС. 33 Одно-, двух-, трех- и двухфазные трансформаторы см. РИС.34

Различные другие комбинации межфазных соединений с другими фазовыми соотношениями встречаются, но производятся они нечасто, и это предоставляется читателю. для развития векторной диаграммы и символа.

Полярность

В более общем смысле термин полярность, когда он используется в отношении под параллельной работой электрических машин понимается определенное отношения, существующие между двумя или более единицами, но этот термин также может применяться к двум отдельным обмоткам любого отдельного устройства.То есть пока два отдельных трансформатора могут при определенных условиях внутреннего и внешнего соединения, имеют одинаковую или противоположную полярность, первичная и вторичная обмотки любого отдельного трансформатора может при определенных условиях намотки катушки, внутренние соединения и соединения с клеммами имеют одинаковые или противоположные полярность. В случае первичной и вторичной обмоток индивидуального трансформатор, когда соответствующие индуцированные напряжения на клеммах имеют одинаковое направление, то есть, когда полярность двух обмоток одинакова, эта полярность обычно называется субтрактивным; в то время как наведенный терминал напряжения обратного направления, обмотки противоположной полярности, обычно называется аддитивным.


РИС. 30 Диаграммы трехфазных трансформаторов. Группа № I: сдвиг фаз _ 0_


РИС. 31 Диаграммы трехфазных трансформаторов. Группа № II: сдвиг фаз _ 180 градусов.

Эта проблема полярности, которая была кратко объяснена в разделе 2, может вызвать большая путаница, поэтому стоит подумать над этим немного подробнее полностью, чтобы получить полное понимание. Полезно учитывать, в качестве примера простая винтовая намотка, хотя, конечно, принцип применимо к любому типу обмотки, будь то спиральная, дисковая или кроссоверная.


РИС. 32 Диаграммы трехфазных трансформаторов.

Группа № III: сдвиг фаз _ _30 град.


РИС. 33 Диаграммы трехфазных трансформаторов.

Группа № IV: сдвиг фаз _ _30 град.


РИС. 34 Диаграммы для одно-, двух- и трех- и двухфазных трансформаторов.

Начиная с одного конца цилиндрического каркаса, предназначенного для рисунок должен быть горизонтальным, чтобы создать спиральную намотку, это удобнее всего для намоточного устройства прикрепить провод к верхней части бывшего и поверните его от него, чтобы верхняя поверхность отодвинулась от него. Если он начнет с левого конца, то проводник будет проложен как обычная правая резьба, и если он начинается справа Со стороны стороны проводник примет форму левой винтовой резьбы. Если, по завершении слоя намотчик хочет продолжить со вторым слоем теперь он должен начинать с противоположного конца, чтобы, если первый слой был намотан слева направо, второй слой будет наматываться справа налево. Два слоя таким образом, намотка будет иметь аддитивную полярность, то есть выходное напряжение из этого двухслойная обмотка будет суммой напряжений, создаваемых каждым из слоев.

Если, однако, по завершении первого слоя намотчик прекратил проводник, а затем снова начали наматывать второй слой с того же конца, что и он начал первый слой, а затем соединил два конца, затем выходное напряжение с этой двухслойной обмотки будет нулевым. Эти два слоя таким образом были намотаны с вычитающей полярностью. Приведенное выше описание может в равной степени применимы как к отдельным обмоткам, так и к отдельным слоям внутри многослойная обмотка, так что термины аддитивная и вычитающая полярность могут использоваться для описания способа изготовления обмоток полного трансформатора.Таким образом, обмотки ВН и НН двухобмоточного трансформатора могут иметь добавочные или вычитающая полярность.

Из рисунка выше видно, что когда обе обмотки намотаны в том же смысле в результате их полярности вычитаются.

Чтобы определить полярность трансформатора путем тестирования, метод заключается в подключении вместе соответствующие выводы обмоток ВН и НН, фиг. 35, что эквивалентна моталке, соединяющей соответствующие концы слои двухслойных обмоток в приведенном выше примере.Если обмотка ВН клеммы A1 и A2 и обмотка низкого напряжения a1 и a2, тогда, если клеммы A2 и a2 соединены вместе с напряжением, приложенным к A1-A2, затем напряжение измеренное на A1-a1 будет меньше, чем на A1-A2, если полярность является вычитающим и больше, чем применяется к A1-A2, если полярность аддитивная.

Изготовители обычно указывают особый метод намотки, который это начало слева или начало справа, как описано в приведенном выше примере, в качестве стандартного метод намотки.У них также будет стандартный метод обозначения клемм, скажем, "начинает" становится терминалом с наименьшим номером, "заканчивается", чтобы иметь Терминал с самым высоким номером. Тогда они предпочтут намотать и подключить трансформаторы. согласно этим стандартам, другими словами, они обычно наматывают все обмотки в том же смысле, так что большинство трансформаторов обычно имеют вычитающий полярность.

Для трехфазных трансформаторов процедура испытаний аналогична, за исключением того, что обмотки должны, конечно, быть возбуждены от трехфазного источника питания, и учитывать необходимо провести большее количество измерений напряжения до точной полярности и последовательность фаз может быть определена.ИНЖИР. 36 показаны тестовые соединения и результаты для трансформатора, соединенного звездой / звездой, с вычитающей полярностью.


РИС. 36 Контрольные соединения для определения обмотки трехфазного трансформатора полярность


РИС. 35 Контрольные соединения для определения однофазного трансформатора полярность обмотки

Последовательность фаз

Последовательность фаз - это термин, обозначающий угловое направление, в котором векторы напряжения и тока многофазной системы достигают своих максимальные значения в течение определенного периода времени.Это угловое направление может быть часами по часовой стрелке или против часовой стрелки, но для нормальной работы двух трансформаторов параллельно он должен быть одинаковым для обоих. Последовательность фаз многофазных трансформаторов , однако, тесно связано с вопросом полярности.

Следует помнить, что последовательность фаз на самом деле является вопросом последовательности напряжений на клеммах линии, и не обязательно напряжений на отдельных обмотки. Фактическая последовательность фаз питания фиксируется системой. конфигурация и поддерживается электростанцией, последовательность, в которой вторичные напряжения трансформатора достигают максимальных значений могут быть в том или ином направлении, в зависимости от того, в каком порядке клеммы трансформатора поставляются.


РИС. 37 Схемы, показывающие четыре примера трехфазного соединения треугольником / звездой трансформатор разной полярности и чередования фаз

РИС. 37 показаны четыре примера трансформатора, соединенного треугольником / звездой под различные условия полярности и чередования фаз, и сравнение этих Диаграммы показывают, что замена любой пары соединений питания на первичные клеммы меняют последовательность фаз на обратную. Однако если внутреннее соединения на вторичной стороне трансформатора поменяны местами, любых двух подключений первичного источника питания будет производить обратную последовательность фаз и нестандартная полярность.Если с обратными внутренними соединениями на одной стороне первичные соединения не меняются местами, результирующая последовательность фаз будет будет такой же и полярность будет нестандартной. Приведенные выше замечания применяются строго к трансформаторам, у которых первичная и вторичная обмотки имеют разные соединения, например, треугольник / звезда, но если они совпадают, например, звезда / звезда, Полярность можно изменить только поменяв местами внутренние соединения на одном сторона трансформатора. Однако последовательность фаз может быть обратной. поменяв местами два основных провода питания.

Если испытания показывают, что два трансформатора имеют одинаковую полярность и перевернуты последовательность фаз, они могут быть подключены параллельно на вторичной стороне просто путем замены определенной пары выводов на шины одного из трансформаторов. Обращаясь к фиг. 37, например, трансформаторы на схемы (а) и (г) можно подключать параллельно, если вторичные выводы от a1 и c1 до сборных шин поменяны местами.

Удовлетворительная параллельная работа трансформаторов зависит от пяти основные характеристики; то есть любые два или более трансформаторов, которые желающие работать параллельно должны иметь:

(1) Такая же внутренняя разность фазовых углов между первичной и вторичной обмотками терминалы.

(2) Такое же соотношение напряжений.

(3) Тот же импеданс в процентах.

(4) Такой же полярности.

(5) Такая же последовательность фаз.

В гораздо меньшей степени на параллельную работу влияют относительные выходы трансформаторов, но на самом деле этот аспект отражен в третьей характеристике так как, если разница в выходах любых двух трансформаторов превышает три к один может быть трудно включить достаточный импеданс в меньший трансформатор для создания правильных условий нагрузки для каждого отдельного блока.

Характеристики 1 и 5 применимы только к многофазным трансформаторам. Очень маленький степень широты может быть разрешена в отношении второй характеристики упомянутого выше, в то время как несколько больший допуск может быть разрешен с в-третьих, полярность и последовательность фаз, если применимо, всех трансформаторов работающие параллельно должны быть одинаковыми.

Однофазные трансформаторы

Теория параллельной работы однофазных трансформаторов по существу то же, что и для трех фаз, но на практике для получения подходящего соединения между любыми двумя однофазными трансформаторами значительно проще чем определение правильного подключения любых двух трехфазных трансформаторов.

Разность фаз между клеммами первичной и вторичной обмоток

В однофазных трансформаторах этого момента не возникает, так как при правильном выборе внешних выводов любые два однофазных трансформатора могут быть подключены так, чтобы разность фазовых углов между первичными и вторичными выводами одинакова для каждого. Следовательно, вопрос действительно становится вопросом полярности.

Коэффициент напряжения

Очень желательно, чтобы отношения напряжений любых двух или более трансформаторов параллельная работа должна быть такой же, потому что если есть какая-то разница циркулирующий ток будет течь во вторичных обмотках трансформаторов когда они подключены параллельно, и даже до того, как они подключены к любая внешняя нагрузка.Такой циркулирующий ток может быть допустимым, а может и недопустимым. Это зависит, во-первых, от его реальной величины и, во-вторых, от того, подаваемая нагрузка меньше или равна сумме номинальных мощностей трансформаторов, работающих параллельно. Однако, как правило, все усилия должны быть сделаны для получения идентичных соотношений, и особое внимание следует при любых соотношениях, когда трансформаторы оснащены отводы. Попутно стоит отметить, что когда производитель попросили разработать трансформатор для работы параллельно с существующими трансформаторами, должно быть указано фактическое соотношение первичной и вторичной обмоток, так как это соотношение легко получить точно.

Такие цифры, конечно, можно получить из сертификата заводских испытаний. для существующих трансформаторов.

Уравнения (уравнение 8) - (уравнение 26) включительно показывают, как значения этих циркулирующих токи могут быть рассчитаны, когда некоторые характеристики трансформатора отличаются. Уравнения (уравнение 8) - (уравнение 12) показывают, как получить циркулирующие токи при работе двух одно- или трехфазных трансформаторов, имеющих разные отношения параллельно, в то время как уравнения (уравнение 13) - (уравнение 17) применимы к случаю трех одиночных или трехфазные трансформаторы.

Следует отметить, что это протекание циркулирующего тока происходит до трансформаторы подключаются к любой внешней нагрузке. Циркулирующий ток в обмотках трансформатора порядка, скажем, 5% полной нагрузки ток обычно допускается в случае современных трансформаторов без любой страх серьезного перегрева. Иногда бывает очень сложно спроектировать новые трансформаторы так, чтобы коэффициент трансформации, скажем, четырех выводов был идентичен к тому, чем может обладать существующий, и хотя желательно, чтобы соотношения должны быть одинаковыми, нет необходимости настаивать на их идентичности.

Уравнение (Уравнение 8): Циркуляционный ток в амперах без нагрузки в двух или трехфазные трансформаторы A и B, соединенные параллельно, имеющие разные соотношения напряжений, одинаковые или разные выходы, одинаковые или разные импедансы, а импедансы, имеющие такое же отношение сопротивления к реактивному сопротивлению, равны к

(уравнение 8)

, где VA - напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора A, имеющего более низкий коэффициент, то есть более высокое вторичное напряжение

VB - напряжение на клеммах вторичной линии для трансформатора B, имеющего более высокое коэффициент, то есть нижнее вторичное напряжение

* ZA, ZB - омические сопротивления трансформаторов A и B соответственно, а получаются из уравнений:

(Ур.9) где VZA, VZB - процентное сопротивление падения напряжения при полной нагрузке. номиналы трансформаторов А и В соответственно

IA, IB - линейные токи полной нагрузки в амперах трансформаторов A и B, соответственно.

В случае некоторых системных трансформаторов, работающих параллельно, это относительно общепринятой практикой является установка переключателей ответвлений под нагрузкой на «смещение ответвлений», чтобы профиль напряжения системы в точке, где расположены трансформаторы можно изменить, регулируя потоки реактивной нагрузки в этой точке.Такая практика приводит к возникновению локальных циркулирующих токов между трансформаторами независимо от их пропускной способности нагрузки.

Уравнение (уравнение 10): Циркуляционный ток в амперах без нагрузки в двух или трехфазные трансформаторы A и B, соединенные параллельно, имеющие разные соотношения напряжений, одинаковые или разные выходы, одинаковые или разные импедансы, но импедансы, имеющие разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению, равны к

(уравнение 10), где VA - вторичное напряжение на клеммах трансформатора A, имеющего чем ниже коэффициент, тем выше вторичное напряжение

VB - напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора B, имеющее более высокое коэффициент, то есть нижнее вторичное напряжение

* Z - векторная сумма омических сопротивлений трансформаторов A и B, а получается из уравнения

(Ур.11)

* Эти величины представляют собой сопротивления трансформатора и реактивные сопротивления между двумя клеммы вторичной линии.

(уравнение 12)

VRA, VRB - процентное сопротивление падению напряжения при нормальной полной нагрузке. трансформаторов A и B, соответственно VXA, VXB - реактивное сопротивление в процентах падение напряжения при нормальной полной нагрузке трансформаторов A и B соответственно IA, IB - нормальные линейные токи полной нагрузки в амперах трансформаторов A и B, соответственно, Уравнения (Ур.13) - (Уравнение 15): циркулирующие токи в амперах. без нагрузки в трех подключенных одно- или трехфазных трансформаторах A, B и C параллельно, каждый из которых имеет разные отношения напряжений, одинаковые или разные импедансы, одинаковые или разные выходы, и импедансы, имеющие одинаковое соотношение сопротивление реактивному сопротивлению, определяется по формуле:

В трансформаторе А

(уравнение 13)

(уравнение 14)

(уравнение 15)

где VA - напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора A, имеющего наименьшее соотношение, то есть наибольшее вторичное напряжение

VB - напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора B, имеющего следующий более высокое отношение, то есть следующее более низкое вторичное напряжение

VC - напряжение на клеммах вторичной линии трансформатора C, имеющее наибольшее коэффициент, то есть самое низкое вторичное напряжение А, где для трансформаторов A, B и C соответственно, * ZA, ZB, ZC - омические импедансы и получаются из уравнений:

(Ур.16)

, где VZA, VZB, VZC - процентное сопротивление импеданса падения напряжения при полной нагрузке. рейтинги

IA, IB, IC - линейные токи полной нагрузки в амперах

(уравнение 17)

Уравнения (Уравнение 18) - (Уравнение 20): циркулирующие токи в амперах без нагрузки в три одно- или трехфазных трансформатора A, B и C, соединенных параллельно, имеющие разные соотношения напряжений, одинаковые или разные выходы, одинаковые или разные импедансы, но импедансы с разным соотношением сопротивлений к реактивному сопротивлению, определяется как:

В трансформаторе A В трансформаторе B и в трансформаторе C

(Ур.18)

(уравнение 19)

(уравнение 20)

(уравнение 21)

(уравнение 22)

Символ «S» имеет обычное математическое значение, а именно:

(уравнение 23)

Угол лаг2

между циркулирующим током и нормальным напряжением на клеммах вторичной линии трансформаторов A, B и C соответственно равно:

(уравнение 24)

(уравнение 25)

(уравнение 26)

, где T и S имеют те же значения, что и раньше.Остальные используемые символы имеют следующие значения трансформаторов A, B и C соответственно

VA, VB, VC - напряжения на клеммах вторичной линии

IA, IB, IC - нормальные линейные токи полной нагрузки

VZA, VZB, VZC - это процентное сопротивление импедансного падения напряжения при полной нагрузке

VRA, VRB, VRC - процентное сопротивление падению напряжения при полной нагрузке

VXA, VXB, VXC - падение напряжения реактивного сопротивления в процентах при полной нагрузке.

[2 Угол запаздывания считается положительным. Если признак любого из этих выражение отрицательное, угол впереди.]

Падение напряжения в импедансе в процентах

Падение напряжения в импедансе в процентах является фактором, заложенным в конструкции любой трансформатор, и это характеристика, на которую следует обратить особое внимание. Оплата при проектировании для параллельной работы. Падение импеданса в процентах определяется по формуле:

(Ур.27)

где VZ - процентное падение импеданса, VR - процентное сопротивление. падение, а VX - падение реактивного сопротивления в процентах, соответствующее полной нагрузке. рейтинг трансформатора. Предполагая, что все остальные характеристики являются То же самое, падение импеданса в процентах определяет нагрузку на каждый трансформатор, и в простейшем случае, когда два трансформатора с одинаковой мощностью работают параллельно, процентные сопротивления также должны быть идентичны, если трансформаторы распределяют общую нагрузку поровну.Если, например, из двух трансформаторов подключенные параллельно с одинаковым выходом, соотношением напряжений и т. д. импеданс 4 процента, а другой импеданс 2 процента, трансформатор с большим импедансом обеспечит треть всей выходной мощности банка и другой трансформатор будет обеспечивать две трети, так что трансформатор, имеющий более высокий импеданс будет нести только 66 процентов своей нормальной нагрузки, в то время как другой трансформатор будет выдерживать 33-процентную перегрузку.

Уравнения (Уравнение 28) - (Уравнение 48) включительно показывают, как разделение токов нагрузки можно рассчитать, если некоторые характеристики трансформатора отличаются.

Уравнения (Уравнение 28) - (Уравнение 36) показывают, как вычислить токи нагрузки трансформатора, когда работают два одно- или трехфазных трансформатора с разными импедансами параллельно, в то время как уравнения (37) - (48) применимы к случаю трех одиночных или трехфазные трансформаторы.

Когда есть сдвиг фаз между трансформатором и полной нагрузкой cur рент, фазовые углы также могут быть рассчитаны из уравнений.

Уравнения (Уравнение 28) и (Уравнение 29): Деление общего тока нагрузки IL в амперах между двумя одно- или трехфазными трансформаторами A и B, включенными параллельно, одинаковые или разные выходы, одинаковые отношения напряжений, одинаковые или разные импедансы и одинаковые отношения сопротивления к реактивному сопротивлению. по:

(уравнение 28)

(уравнение 29)

где для трансформаторов A и B соответственно IA, IB - линейные токи в амперах.

(Ур.30)

и KA, KB - нормальные номинальные мощности в кВА

VZA, VZB - это процентное значение падения напряжения на импедансе при полной нагрузке. Примечание. Токи нагрузки в трансформаторах A и B синфазны друг с другом и с полным током нагрузки.

Уравнения (Уравнение 31) и (Уравнение 32): Деление общего тока нагрузки IL в амперах между двумя одно- или трехфазными трансформаторами A и B, включенными параллельно, одинаковые или разные выходы, одинаковые отношения напряжений, одинаковые или разные импедансы, но разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению. по:

(Ур.31)

(уравнение 32)

(уравнение 33)

(уравнение 34)

(уравнение 35)

(уравнение 36)

и где для трансформаторов A и B соответственно IA, IB - линейные токи в амперах KA, KB - номинальные выходы в кВА, VZA, VZB - процентные падение напряжения при полной нагрузке

VXA, VXB - падение напряжения реактивного сопротивления в процентах при номинальной полной нагрузке VRA, VRB - это процентное сопротивление падению напряжения при полной нагрузке

? - разность фаз между токами нагрузки IA и IB (см. фиг.38)

ß - разность фаз между IL и IB (см. Фиг. 38). разность фазовых углов между IL и IA (см. фиг.38)

РИС. 38 Векторная диаграмма, показывающая распределение тока с тремя трансформаторами параллельно имея разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению

Для диаграммы на фиг. 38:

? положительный.

IA - лидирует IL.

IB отстает от IL.

Трансформатор A имеет меньшее значение VX / VR.

Трансформатор B имеет большее значение VX / VR.

Когда? отрицательно:

IA отстает от IL.

IB лидирует в IL.

Трансформатор A имеет большее значение VX / VR.

Трансформатор B имеет меньшее значение VX / VR.

Уравнения (Уравнение 37) - (Уравнение 39): Деление общего тока нагрузки IL между тремя одно- или трехфазные трансформаторы A, B и C, соединенные параллельно, имеющие одинаковые или разные выходы, одинаковое соотношение напряжений, одинаковые или разные полное сопротивление и такое же отношение сопротивления к реактивному сопротивлению определяется по формуле:

(Ур.37)

(уравнение 38)

(уравнение 39)

(уравнение 40)

, где KA, KB, KC - номинальные выходы в кВА.

VZA, VZB, VZC - это процентное значение падения напряжения импеданса при полной нагрузке. Уравнения (Уравнение 41) - (Уравнение 43): разделение общего тока нагрузки IL между тремя одно- или трехфазные трансформаторы A, B и C, соединенные параллельно, имеющие одинаковые или разные выходы, одинаковые соотношения напряжений, одинаковые или разные Полное сопротивление, но разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению, определяется по формуле:

(Ур.41)

(уравнение 42)

(уравнение 43)

где IA, IB, IC - линейные токи в амперах

k1 - постоянная величина, равная:

(уравнение 44)

(уравнение 45)

(уравнение 46)

(уравнение 47)

(уравнение 48)


РИС. 39 Векторная диаграмма, показывающая распределение тока с тремя трансформаторами параллельно имея разные отношения сопротивления к реактивному сопротивлению.

и где для трансформаторов A, B и C, соответственно, KA, KB, KC являются нормальными номинальные выходы в кВА VZA, VZB, VZC - это процентное значение падения напряжения на импедансе при номинальной полной нагрузке VXA, VXB, VXC - процент падения реактивного напряжения при полной нагрузке VRA, VRB, VRC - процентное сопротивление падению напряжения при полной нагрузке

? 1 - разность фаз между токами нагрузки IA и IB

? 2 - разность фаз между токами нагрузки IB и IC От геометрия фигуры:

и разность фаз между током нагрузки IA в трансформаторе A, а общий ток нагрузки IL равен (? 1 - ß _ a).Установив фазовое соотношение Отнесение общего тока нагрузки к току нагрузки в одном трансформаторе составляет несложно определить углы между полным током нагрузки и токи нагрузки в оставшихся двух трансформаторах. Если ß больше, чем а, ток нагрузки IB в трансформаторе B отстает от IL: если ß меньше a, IB лидирует по IL.

Для диаграммы на фиг. 39:

? 1 и? 2 положительны.

IA - лидирует IL.

IC отстает от IL.

Трансформатор A имеет наименьшее соотношение VX / VR.

Трансформатор C имеет наибольшее соотношение VX / VR.

IB может опережать или отставать от IL, в зависимости от взаимосвязи его стоимости VX / VR со значениями VX / VR двух других трансформаторов.

Когда? 1 и? 2 отрицательны:

IA отстает от IL.

IC опережает IL.

Трансформатор A имеет наибольшее соотношение VX / VR.

Трансформатор C имеет наименьшее соотношение VX / VR.

Как и раньше, IB может опережать или отставать от IL, в зависимости от различных значений VX / VR.

При работе с трансформаторами с разными выходами и разным сопротивлением которые должны работать параллельно, следует помнить, что сопротивление падение одиночного трансформатора основано на его собственном номинальном токе полной нагрузки, и этот момент не следует упускать из виду при определении текущего распределения двух таких трансформаторов, работающих параллельно. Если омические значения импедансы отдельных трансформаторов рассчитываются из падения импеданса и нормальный ток полной нагрузки каждого и результаты вставлены в обычный формула для параллельных сопротивлений, те же окончательные результаты для распределения тока получаются уже известными и простыми методами.При использовании этого омического Следует внимательно следить за тем, чтобы отношение сопротивления к реактивному сопротивлению то же самое для всех трансформаторов, поскольку, если это не так, значение импеданса падение напряжения как таковое не может непосредственно использоваться для определения распределения тока, но он должен быть разделен на его силовую и реактивную составляющие.

При параллельной работе трансформаторов вывод наименьшего трансформатора не должно быть меньше одной трети объема производства самого крупного, поскольку в противном случае как упоминалось выше, чрезвычайно сложно включить необходимые сопротивление в самом маленьком трансформаторе.

Полярность

Термин полярность, когда он используется в отношении параллельной работы электрических машины обычно понимаются как относящиеся к определенным существующим отношениям между двумя или более единицами, хотя, как указывалось ранее, он может применяться так, чтобы указать направленное отношение первичного и вторичного терминала напряжения единичного блока. Любые два однофазных трансформатора имеют одинаковые полярность, когда их мгновенные напряжения на клеммах совпадают по фазе.С этим состояние вольтметр, подключенный к аналогичным клеммам, будет показывать ноль.

Однофазные трансформаторы по существу просто подключить, как и любые другие пара трансформаторов есть только два возможных набора внешних подключений, один из которых должен быть правильным. Если два однофазных трансформатора, скажем X и Y, должны быть включены для параллельной работы, первая процедура - подключить первичные и вторичные выводы, например, трансформатора X, к их соответствующим шин, а затем подключить первичные выводы трансформатора Y к их сборные шины.Если два трансформатора имеют одинаковую полярность, соответствующая вторичная клеммы будут иметь одинаковый потенциал, но чтобы убедиться, что это Это значит, что необходимо подключить одну вторичную клемму трансформатора Y к то, что считается соответствующей шиной. Необходимо сделать подключение от одной вторичной клеммы трансформатора Y, чтобы при показания напряжения есть обратный путь для тока, протекающего через вольтметр. Напряжение на отключенной вторичной клемме трансформатора Затем измеряется Y и другая шина, и если получено нулевое показание трансформаторы имеют одинаковую полярность, поэтому постоянные соединения могут быть сделано.Однако если измеренное напряжение в два раза больше нормального вторичного напряжения, тогда два трансформатора имеют противоположную полярность. Исправить это можно только необходимо для соединения вторичных клемм трансформатора Y с сборные шины. Если, однако, первичные клеммы удобнее соединить перекрестным соединением, такая процедура даст точно такие же результаты.

Последовательность фаз

В однофазных трансформаторах этот момент не возникает, т.к. чередование фаз является характеристикой многофазных трансформаторов.

Полифазные трансформаторы

Разница фазового угла между первичной и вторичной клеммами Определение подходящих внешних подключений, которые позволят использовать два или более многофазных трансформаторов удовлетворительно работать в параллельном режиме сложнее, чем аналогичный определение для однофазных трансформаторов, в основном, по фазе разность углов между первичными и вторичными клеммами различных соединений. Следовательно, необходимо внимательно изучить внутренние связи. многофазных трансформаторов, которые должны работать параллельно, прежде чем пытаться чтобы ввести их.

Трансформаторы, изготовленные в соответствии с той же спецификацией и имеющие аналогичные характеристики и фазовые углы могут работать параллельно, подключив вместе клеммы с одинаковым символом. Со ссылкой на рис. 30-33 трансформаторы. принадлежащие к одному номеру группы могут работать параллельно; Кроме того можно организовать внешние подключения трансформатора из группы номер 3, чтобы он мог работать параллельно с другим подключенным трансформатором в группу номер 4 без изменения каких-либо внутренних соединений.ИНЖИР. 40 указывает как это может быть достигнуто, и будет видно, что два высоковольтных соединения и соответствующие соединения низкого напряжения меняются местами.


РИС. 40 Пример параллельной работы трансформаторов групп 3 и 4. Векторная диаграмма трансформатора Dy1 идентична фиг. 32, но что для трансформаторов Yd11, для которых последовательность фаз была обратной от A-B-C до A-C-B отличается от фиг. 33.


РИС. 41 Схема, показывающая пары трехфазного трансформатора соединения, которые будут и не будут работать вместе параллельно.

Трансформаторы подключены по группам векторов 1 и 2 соответственно нельзя работать параллельно друг с другом без изменения внутренних соединения одного из них и, таким образом, преобразователь так изменен внутри другая группа подключений.

РИС. 41 показывает диапазон трех- и трехфазных соединений, встречающихся в практика, и можно заметить, что диаграмма разделена на четыре основных разделы. Пары соединений в группах верхней левой секции могут быть соединены параллельно друг с другом, а те, что в правом нижнем углу секции также могут быть подключены параллельно друг другу, но оставшиеся пары в двух других группах не могут быть соединены таким образом, так как имеется фаза 30º. смещение между соответствующими вторичными выводами.Это смещение обозначены пунктирными линиями, соединяющими пары вторичных обмоток.

Следует отметить, что этот вопрос фазового смещения является вопросом смещения между линейными выводами и не обязательно внутреннего смещения которые могут возникать между векторами, представляющими напряжения на индивидуальном фазные обмотки.

Коэффициент напряжения

Для многофазных трансформаторов действуют те же замечания, что и для однофазные трансформаторы.Уравнения (8) - (26) включительно также применяются в таким же образом, но все токи, напряжения и импедансы должны быть основаны на в строке значений.

Импеданс в процентах

Обработка, приведенная в уравнениях (28) - (48) включительно, применима именно к поли фазные трансформаторы, токи, напряжения и импедансы, основанные на сети значения.

Полярность и последовательность фаз

При фазировании двух или более трансформаторов важно, чтобы оба их полярность и последовательность фаз должны быть одинаковыми.Чередование фаз может быть по часовой стрелке. или против часовой стрелки, но если это одинаково для обоих трансформаторов, направление не имеет значения. Обычно рекомендуется при установке двух или несколько трансформаторов для параллельной работы, чтобы проверить соответствующую вторичную клеммы имеют одинаковое мгновенное напряжение как по величине, так и по фазе.

Что касается фактической процедуры, которой необходимо следовать для определения правильного внешних подключений, это можно сделать двумя способами.

Первый - разместить два трансформатора параллельно на первичной обмотке. стороне и измерьте напряжение на вторичных обмотках, в то время как другая относится к схеме производителя. ИНЖИР. 42 показаны примеры двух типовые схемы паспортных табличек, показанные на фиг. 42 (а) для трансформатора, имеющего довольно простые соединения и ответвления вне цепи, в то время как на фиг. 42 (б) показана более сложная схема, в которой отводы выбираются под нагрузкой с помощью переключателя ответвлений на 19 позиций и расположение звеньев, которое позволяет необходимо получить соединения для схем обмотки YNd1 и YNd11.Из диаграммы такого типа вместе, если необходимо, с ключевыми диаграммами, которые приведенный на фиг. 43, легко получить точно правильный внешний соединения, которые позволят трансформаторам работать параллельно.


РИС. 42 (a) Схема соединений на паспортной табличке производителя

ИНЖИР. 42 (b) Схема соединений на паспортной табличке производителя


РИС. 43 Основные схемы включения трехфазных трансформаторов в трехфазные.


РИС.44 Включение трехфазного трансформатора.

Сначала рассматривается метод снятия серии показаний напряжения. с целью определения того, как должны быть подключены трансформаторы, предположим два трансформатора X и Y, имеющие одинаковые отношения напряжений и импедансы, и с их внутренними связями, соответствующими любой одной паре допустимых комбинации, представленные на фиг. 41. Первая процедура - подключить все первичные выводы обоих трансформаторов к соответствующим шинам, и для подключения всех вторичных клемм одного трансформатора, например X, к его шинам.Предполагая, что обе вторичные обмотки незаземлены, необходимо установить связь между вторичными обмотками двух трансформаторов, и для этого должен быть подключен любой вывод трансформатора Y, через шины к тому, что считается соответствующим выводом другой трансформатор. Эти соединения показаны на фиг. 44. Измерения напряжения. теперь должны проходить через терминалы aa_ и bb_, и если в обоих случаях указаны нулевые показания, трансформаторы одинаковой полярности и чередование фаз, и к шинам могут быть сделаны постоянные соединения.Если, однако, такие измерения не дают нулевых показаний, иногда полезно провести, кроме того, дополнительные измерения, то есть между клеммами ab_ и ba_, так как такие измерения облегчат наложение точного вектора соотношение напряжений на двух вторичных обмотках трансформатора ИНЖИР. 43 дает ключевые диаграммы различных позиций, которые вторичный Векторы напряжения трансформатора могут принимать по отношению к другому трансформатору в зависимости от их относительного подключения, полярности, последовательности фаз и сходство или нет тех выводов, которые образуют общий стык, и это послужит руководством для определения, каким условиям тестирования соответствуют на любых двух трансформаторах.

В случае трансформаторов, первичные и вторичные соединения которых разные, например, треугольник / звезда, это необходимо только тогда, когда один из трансформаторов имеет противоположную полярность, чтобы переключить любые две из первичной или вторичной подключения любого трансформатора. Поскольку такая процедура также меняет фазу последовательность, необходимо проявить осторожность, чтобы наконец соединить эти пары вторичных клемм при котором получаются нулевые показания. Однако когда соединения на первичная и вторичная стороны одинаковы, например, дельта / дельта, трансформаторы противоположной полярности не могут быть включены по фазе, кроме соединения поменялись местами.Когда чередование фаз противоположное, это только вопрос о смене буквенного обозначения выводов одного трансформатора, и, при соблюдении полярности, соединить вместе с одинаковыми буквами терминалы; Другими словами, два вторичных соединения одного трансформатора к шинам необходимо поменять местами. С двумя трансформаторами, оба со звездой подключенных вторичных обмоток, можно сделать предварительную общую связь между двумя соединяя точки звезды вместе, если они доступны для этой цели, и это оставляет все клеммы свободными для измерения напряжения.В результате эта процедура делает результат намного более очевидным с первого взгляда. за счет увеличения количества полученных измерений напряжения.

Далее рассматривается метод, применяемый на диаграмме производителя трансформатора. используется для получения правильных внешних соединений, РИС. 45 показывает шесть наиболее распространенных комбинаций подключения трех- и трехфазных трансформаторов. Эта диаграмма иллюстрирует стандартные внутренние связи между фазами трансформаторов, а также дает соответствующие векторные диаграммы полярности.Следует отметить, что векторы указывают мгновенные наведенные напряжения, поскольку, располагая их таким образом, векторные диаграммы одинаково хорошо работают независимо от из которых обмотка является первичной, а какая вторичной.

Первичная и вторичная обмотки трансформаторов намотаны одинаково. направление, и диаграммы одинаково хорошо применимы независимо от того, что направление есть. При стандартной полярности, показанной на фиг. 45, нужно только соединить вместе аналогично размещенные выводы тех трансформаторов, которые имеют соединения, допускающие параллельную работу, чтобы обеспечить выбор правильного внешние подключения.То есть есть только две основные группы, первая из которых соединение звезда / звезда и треугольник / треугольник, а другой состоит из звезда / треугольник, треугольник / звезда, взаимосвязанная звезда / звезда и звезда / взаимосвязанная звезда.

При фазировке любых двух трансформаторов, имеющих соединения, отличные от звезда или треугольник, такие как, например, две группы трансформаторов, соединенных Скоттом чтобы обеспечить трехфазное преобразование в двухфазное, необходимо соблюдать особую осторожность для симметричного подключения трехфазных обмоток к соответствующим шинам.Если этого не сделать, двухфазные обмотки будут сдвинуты по фазе на 30º, и РИС. 46 показаны правильные и неправильные соединения вместе с соответствующими векторные диаграммы.


РИС. 45 Стандартные соединения и полярность для трехфазных трансформаторов.

Примечание: первичная и вторичная катушки намотаны в одном направлении;

• указывает на начало обмоток, _ указывает на окончание обмоток


РИС. 46 Правильный и неправильный метод параллельного подключения двух подключенных по Скотту группы для трехфазного превращения в двухфазный.

Еще один момент, который следует учитывать при фазировке трансформатора, подключенного по Скотту банки для двух- и трехфазного преобразования - вот в чем сходные концовки тизера обмотки на первичной и вторичной сторонах должны быть соединены вместе. Этот применяется с особой силой при подключении трехфазной нейтрали вместе для заземления. Если связь между тизер-трансформером и главный трансформатор одной банки взят не с того конца тизера обмотки, нейтральная точка на трехфазной стороне этой группы будет потенциал над землей, равный половине фазного напряжения относительно нейтрали, когда распределение напряжения на зажимах трехфазной сети симметрично относительно уважение к земле.

Другие особенности, которые следует учитывать при параллельном подключении трансформаторов можно кратко именовать следующим образом:

(1) Следует выбирать длину кабелей по обе стороны от основного соединения, насколько это возможно, чтобы их процентное сопротивление и реактивность были помочь трансформаторам распределить нагрузку в соответствии с номинальной мощностью отдельные единицы.

(2) Когда два или более трансформатора имеют несколько регуляторов напряжения. ответвления подключены параллельно, необходимо следить за тем, чтобы трансформаторы работают над тем же процентом отвода.Если они подключены по разным ответвлений, в результате два трансформатора будут иметь разные отношения, и, следовательно, циркулирующий ток будет производиться между трансформаторы на холостом ходу.

Параллельная работа сетей с питанием через трансформаторы

До сих пор в этом разделе рассматривалась исключительно параллельная работа трансформаторы, расположенные на одной подстанции или питающие общую цепь. По мере увеличения нагрузки на данную систему и расширения системы из-за новых требования к нагрузке в более отдаленных районах поставки, это часто становится необходимым для соединения одной или обеих сетей ВН и НН в разных точках, для экономичного распределения нагрузки по сети, и для минимизации падений напряжения в более удаленных точках сети.Эта проблема межсетевого взаимодействия из-за увеличения нагрузки и расширения зон снабжения становится, пожалуй, наиболее актуальным в случае систем, изначально имеющих были запланированы, частично или полностью, как радиальные системы.

В таких случаях, особенно, возможно, когда проблема заключается в соединении более высокого напряжения в обширных сетях низкого напряжения, можно обнаружить, что разные цепи между общим источником питания и предполагаемой точкой, или точки соединения содержат один или несколько трансформаторов, которые могут: или могут не иметь одинаковые комбинации первичных и вторичных соединений, такие же импедансы и т. д.Кроме того, разные схемы не могут содержать такое же количество точек трансформации.

Ранее было указано, что два трансформатора треугольник / звезда или звезда / треугольник, например, могут быть удовлетворительно параллельны просто подходящим выбором внешних подключений к сборным шинам, при условии их отношения напряжения холостого хода одинаковы, и такие трансформаторы будут делить общую нагрузку прямо пропорционально их номинальным выходам при условии, что их процентные сопротивления равны. Когда, однако две или более составных схем, каждая из которых содержит, скажем, трансформаторы и воздушные линии или подземные кабели должны быть подключены параллельно в какой-то момент, удаленный от источника поставки, вопрос о допустимом на параллельную работу влияет совокупное влияние количества трансформаторов в различных цепях и соединениях трансформатора.

Типичный пример того, что может встретиться, показан на фиг. 47 где общая низковольтная сеть питается от электростанции через две параллельные цепи высокого напряжения A и B, один из которых, A, содержит повышающий трансформатор и понижающий трансформатор, оба имеют соединенные треугольником первичные обмотки и вторичные обмотки, соединенные звездой, а другой, B, содержит только один трансформатор с треугольником первичной обмотки соединены и его вторичные обмотки в звезду. По такой схеме могло бы быть сначала подумал, что переключатели в точках X и Y можно безопасно замкнуть, и последовала бы эта успешная параллельная операция.

На самом деле это не так.


РИС. 47 Схема сети

РИС. 48 показаны векторные диаграммы напряжений на электростанции. и в разных точках трансформации двух параллельных цепей, лежащих между электростанцией и общей сетью низкого напряжения, и это будет видно из то, что между вторичной линией векторы напряжения нейтрали двух трансформаторов (2) и (3), которые соединены непосредственно в сеть низкого напряжения.Этот сдвиг фаз нельзя устранить с помощью любой альтернативный выбор внешних подключений к шинам на любой первичной или вторичных сторон любого из трансформаторов треугольник / звезда, а также путем изменения каких-либо внутренних связей между фазными обмотками. Сложность создается двойным преобразованием в цепи А с использованием соединения треугольник / звезда в обоих случаях, и на самом деле общий результат такой же, как если бы два Соответствующие трансформаторы были подключены по схеме звезда / звезда. Как упоминалось ранее в этом секции, невозможно подключить трансформатор звезда / звезда и треугольник / звезда в параллели.


РИС. 48 Соединения, не допускающие параллельной работы.


РИС. 49 Соединения, допускающие параллельную работу.

Две цепи могут быть подключены параллельно, если обмотки любого из трех трансформаторов были соединены звезда / звезда, как показано на фиг. 49 (a-c) или треугольник / взаимосвязано звезда, как показано на фиг. 50 (а-в).

Помимо того, что трансформатор треугольник / соединенная звезда будет немного дороже, чем звезда / звезда, преимущество заключается в первом, поскольку он сохраняет все эксплуатационные преимущества, связанные с первичной дельтой обмотка.


РИС. 50 Альтернативные соединения, допускающие параллельную работу.

Векторная диаграмма на фиг. 51 показаны относительные разности напряжений, которые будет измеряться между вторичными клеммами двух трансформаторов, (2) и (3), предполагая, что их нейтральные точки были временно соединены вместе для снятия показаний вольтметра, и что все три трансформатора были соединены треугольником / звездой, как на фиг. 48.


РИС. 51 Векторная диаграмма напряжений низкого напряжения, соответствующая фиг.48

При правильно подобранных соединениях, как показано на рис. 49 и 50, нагрузки проводимые двумя параллельными цепями A и B, конечно, будут иметь обратную пропорционально их соответствующим суммарным омическим сопротивлениям.

Таким образом, при прокладке сети, питаемой через трансформаторы, первичные и вторичные связи последнего, при разном преобразовании центры, следует выбирать с учетом возможных последующих сетевых соединений, а также из других более обычных соображений, регулирующих этот вопрос.

Консультации - Инженер по подбору | Как правильно подобрать трансформатор

Зия Салами, доктор философии, CDM Smith, Шарлотта, Северная Каролина; Лилли Ванг, CDM Smith, Роли, Северная Каролина; и Адриан Хендельс, CDM Smith, Бока-Ратон, Флорида. 24 декабря 2019 г.,

Таблица 2: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки 1, сведены в таблицу для определения размера трансформатора среднего напряжения.Предоставлено: CDM Smith

Цели обучения
  • Изучите основные характеристики, применение и параметры трансформатора.
  • Понимать основные критерии и подходы к определению правильного размера трансформатора.
  • Узнайте, как использовать программное обеспечение системы электроснабжения для выполнения моделирования.

Трансформатор является основным компонентом системы распределения электроэнергии, оказывающим наибольшее влияние на производительность системы во время установившейся (нормальной) работы и во время системных нарушений, таких как неисправность.Следовательно, инженеры должны убедиться, что трансформатор имеет соответствующий размер для конкретного применения и может подавать адекватную мощность на нагрузки при расчетных условиях и стандартных нормативах.

Типичное применение такого основного оборудования - промышленные предприятия, коммерческие здания, больницы, офисные здания, торговые центры, школы, многоквартирные дома и т. Д. В статье рассматриваются трансформаторы сухого типа, такие как вентилируемые с самоохлаждением, с принудительным воздушным охлаждением, невентилируемые силовые трансформаторы с самоохлаждением и герметичные с самоохлаждением менее 30 МВт и 34.5 киловольт.

В целом трансформаторы сухого типа менее воспламеняемы (т. Е. Не содержат жидкости или масла) и несут меньшую опасность возгорания, что делает их более подходящими для использования в зданиях и вблизи них. Этот тип трансформатора имеет более высокую рабочую температуру и обычно требует большей площади основания. Поскольку сухим трансформаторам требуется воздух для охлаждения, необходимо обеспечить систему вентиляции соответствующего размера для тепла, выделяемого трансформатором.

Общий подход к определению размеров трансформаторов и соответствующему влиянию на систему одинаков для всех типов трансформаторов с разными классами охлаждения.

Рис. 1: Показаны наиболее типичные соединения обмоток (фаз) силовых трансформаторов, включая угловое смещение между высоким и низким напряжением. Предоставлено: CDM Smith

Расположение площадки трансформатора

При выборе правильного места для трансформатора необходимо внимательно отнестись к нему. Некоторые детали, включая тип трансформатора, размер, вентиляцию, атмосферное давление, высоту, уровень напряжения и зазор, будут иметь определяющий фактор при выборе идеального места для трансформатора, необходимого для данной установки.

Инженер должен знать об ограничениях, связанных с выбранным расположением трансформатора. Как правило, номинальные значения в киловольт-амперах основаны на температуре, не превышающей 40 ° C, температуре окружающей среды (или температуре окружающей среды 30 ° C, усредненной за 24-часовой период, в противном случае произойдет некоторое снижение ожидаемого срока службы), а также при установке ниже 3300 футов на уровне моря.

Если какое-либо из этих условий не выполняется, трансформатор следует снизить. В таком случае киловольт-ампер трансформатора следует снизить на 8% на каждые 10 ° C выше 40 ° C (при воздушном охлаждении для сухих трансформаторов), а также на 0.3% на каждые 330 футов на высоте более 3300 футов). Более подробная информация для рассмотрения на месте обсуждается в NFPA 70: Статьи 450.8, 450.21 и 450.22 Национального электрического кодекса.

Рисунок 2: Показана модель трехфазной системы распределения электроэнергии ETAP для типичного промышленного объекта, такого как водоочистная станция. Предоставлено: CDM Smith

Класс напряжения

Класс напряжения обычно выбирается на основе доступного напряжения источника (например, сетевого источника) и требуемого напряжения нагрузки, если нагрузка предназначена для работы в одно- или трехфазной системе.Стандартные номинальные параметры высоковольтных трансформаторов: 2400, 4160, 4800, 6900, 7 200, 12 000, 13 200, 13 800, 23 000 и 34 500 вольт. В низковольтную сторону входят 208, 480, 2400 и 4160.

Рисунок 3: Показан поток мощности (киловольт-ампер) для каждой ветви, включая процентное напряжение (от номинального значения) и ток повреждения для главного распределительного устройства и центра управления двигателями. Предоставлено: CDM Smith

Подключение обмотки трансформатора и сопротивление

Стандартные схемы подключения и маркировка клемм включены в стандарты для определенных типов трансформаторов в соответствии со стандартом IEEE C57.12,70. Наиболее типичные соединения обмоток (фаз) для силовых трансформаторов, включая угловое смещение между высоким и низким напряжением, показано на рисунке 1. На основании этого стандарта угловое смещение трехфазных трансформаторов с треугольником-треугольником или звездой-звездой соединения должны иметь угол 0 градусов, а соединения звезда-треугольник или треугольник-звезда должны быть 30 градусов.

Как правило, выбор соединений обмоток в основном основан на общей конструкции системы, требуемом параметре системы (например, способности выдерживать ток короткого замыкания оборудования) и особенно схеме заземления нейтрали системы.Кроме того, соединение звездой можно настроить как один из типов заземления, таких как разомкнутый (незаземленный), сплошной (сплошное заземление, отсутствие преднамеренного импеданса в цепи заземления нейтрали), резистор (резистор используется в цепи заземления нейтрали), реактор. (реактор используется в цепи заземления нейтрали) и несколько других менее применимых вариантов.

Конфигурация и схема заземления зависят от общей системы заземления нейтрали на объекте. Твердозаземленный трансформатор звездой (вторичная обмотка) - типичное применение на объектах низковольтной системы (например,г., 4,16 кВ: 0,480 кВ).

Кроме того, Z (сопротивление, основанное на номинальных киловольт-амперных характеристиках самоохлаждаемого трансформатора) обычно отображается на паспортной табличке, которая прикреплена к передней или внутренней стороне корпуса трансформатора. Это значение сильно влияет на параметры системы распределения электроэнергии, такие как падение напряжения, доступное короткое замыкание и падающая энергия. Например, выбор трансформатора с более высоким сопротивлением (т. Е. От 5,5% до 7,5%) может снизить доступный ток короткого замыкания, допуская отключение оборудования с более низкими амперными номиналами, если нет проблем с системным напряжением на объекте.

ANSI C57.12.10 определяет типичные значения импеданса для трансформаторов более 500 киловольт-ампер. Это значение зависит от номинальных значений киловольт-ампер, а также номинальных значений напряжения трансформатора на стороне высокого и низкого напряжения. Например,% Z для трансформатора со стороной высокого напряжения менее 34,5 кВ составляет от 5,5% до 7,5%. Обратите внимание, что типичный% Z для 13,8 киловольт (или меньше) на высокой стороне и 2,4 киловольта (или меньше) на нижней стороне составляет 5,75%.

Большинство промышленных силовых трансформаторов входят в этот диапазон уровней напряжения.Для трансформатора менее или равного 500 кВ типичный импеданс% Z может варьироваться от 2,3% до 5,2% в зависимости от уровня напряжения. Например, трансформатор на 100 киловольт-ампер с 8,32 киловольт (или меньше) на стороне высокого напряжения имеет типичное значение импеданса 2,6%.

Рис. 4: Поток мощности и результаты короткого замыкания для системы на основе фактических операций системы были рассчитаны с использованием ETAP. Предоставлено: CDM Smith

Расчет трансформатора для новых систем

Из-за критической роли трансформаторов в электрических распределительных сетях важно, чтобы трансформатор был правильно подобран по размеру, чтобы он мог соответствовать всем применимым условиям нагрузки.Если он слишком мал, это может создать проблемы в системах распределения электроэнергии, включая потерю нагрузки. В общем, расчет трансформатора можно выполнить двумя способами:

  • Подключенная нагрузка.
  • Рабочая нагрузка.

В обоих случаях следует учитывать рост нагрузки и будущие модификации оборудования и факторы снижения номинальных характеристик, такие как температура окружающей среды и высота над уровнем моря. Фактор роста обычно зависит от конструкции каждой системы и может варьироваться; От 110% до 130% - разумный диапазон.В обоих методах определение размеров выполняется от системы ниже по потоку к главному трансформатору (т. Е. Снизу вверх).

Разница между этими двумя методами заключается в определении суммарного количества подключенных киловольт-амперных нагрузок. Существует несколько факторов, которые определяют, какой метод использовать, например, требуемый расчетный запас, спецификация проекта, стоимость, доступность места и влияние на падение напряжения и доступный ток короткого замыкания.

Электрическая распределительная система типичного промышленного объекта, такого как водоочистные сооружения, показана на Рисунке 2.Задача состоит в том, чтобы оценить размер нового вентилируемого трансформатора с самоохлаждением (или оценить размер существующего) в зависимости от его требуемых нагрузок, используя два ранее упомянутых метода.

Таблица 1: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки 1, сведены в таблицу для определения размера низковольтного трансформатора. Предоставлено: CDM Smith

При выборе размеров на основе всех подключенных нагрузок , консервативный метод, все подключенные нагрузки учитываются независимо от их рабочего состояния и функции системы.Подбор параметров выполняется от трансформатора ниже по потоку к основному. Как показано на рисунке 3, выходной трансформатор (LV XFMR) является трехфазным на напряжение от 4,16 до 0,480 киловольт, а главный трансформатор (служебный XFMR) - трехфазным, питающим от 13,8 до 4,16 киловольт на различные типы нагрузок (например, нагрузки двигателя, частотно-регулируемые приводы, статические нагрузки, распределительный щит).

Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки, приведены в таблицах 1 и 2.Рассчитывается общий киловольт-ампер подключенной системы, включая расчетный запас, и затем выбирается следующий доступный стандартный размер.

Типичный киловольт-ампер стандартного размера для трехфазного трансформатора в соответствии с ANSI C57.12.00 обычно находится в диапазоне от 15 до 100 000 кВА, в зависимости от выходной мощности трансформатора. Ожидается, что входной киловольт-ампер будет выше на 1–5% (т. Е. Относится к КПД трансформатора) из-за потерь трансформатора в его сердечнике и обмотках, рассеиваемых в виде тепла.Эти потоки для каждого трансформатора показаны на рисунках 3 и 4.

В целом, если не указано иное, трансформаторы не должны подвергаться перегрузке и должны быть одобрены производителем для любых кратковременных перегрузок из-за более низкой температуры окружающей среды.

Оценка данных и выбранного размера киловольт-амперного трансформатора, приведенная в таблицах, подтверждена и проанализирована путем выполнения анализа потока нагрузки с использованием электрического программного обеспечения ETAP. Поток мощности (киловольт-ампер) для каждой ветви, включая процентное напряжение (от номинального значения) и ток короткого замыкания для главного распределительного устройства и центра управления двигателями, показан на рисунке 3.

Таблица 2: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД и коэффициент нагрузки 1, сведены в таблицу для определения размера трансформатора среднего напряжения. Предоставлено: CDM Smith

Для определения размеров на основе фактических операций системы, все подключенные нагрузки будут учитываться в зависимости от их рабочих условий (т. Е. Коэффициентов нагрузки). Как и в случае подключенных нагрузок, определение размеров выполняется от трансформатора, расположенного ниже по потоку, к основной в том же процессе.Общее количество киловольт-ампер, включая расчетный запас, коэффициенты нагрузки и выбранный размер трансформатора, рассчитаны и показаны в таблицах 3 и 4.

Оценка той же системы с трансформаторами разных размеров показана на рисунке 4. Поток мощности для каждой ветви, включая процентное напряжение и ток короткого замыкания, также показаны для основного распределительного устройства и MCC.

Кроме того, есть несколько результатов, которые следует отметить при сравнении рисунков 3 и 4. Во-первых, метод подключенных нагрузок является более консервативным подходом при определении размеров трансформатора и обеспечивает лучший профиль напряжения системы на вторичной стороне, но он генерирует и вводит больше тока короткого замыкания.Это в основном связано с более высоким номиналом трансформатора в киловольт-амперах и, как следствие, более высокой инжекцией короткого замыкания в систему.

Таблица 3: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД с различными коэффициентами нагрузки, сведены в таблицу для определения типоразмера низковольтного трансформатора. Предоставлено: CDM Smith

Во-вторых, типичные силовые трансформаторы оснащены фиксированными ответвлениями (т. Е. Двумя ответвлениями на 2,5% выше номинального напряжения и двумя 2.Отводы на 5% ниже номинального напряжения), которые предназначены для регулировки напряжения трансформатора на первичной или вторичной стороне. Поэтому рекомендуется использовать эту возможность для увеличения (или уменьшения) напряжения системы, если это необходимо.

Например, при желании напряжение на шине MCC на Рисунке 4 можно увеличить на 2,5% или 5%. Однако разработчик системы должен быть осторожен, чтобы не решить одну проблему (т. Е. Профиль напряжения системы) и одновременно создать другую проблему (т. Е. Подавать больше тока повреждения за счет увеличения напряжения системы).В дополнение к фиксированным ответвлениям трансформатор может быть оснащен автоматическим переключателем ответвлений, который обеспечивает более широкий диапазон, обычно от -10% до + 10% киловольт обмотки с меньшим шагом (0,625%) для регулировки и управления напряжением на шине на основе желаемого значения напряжения. .

Таблица 4: Отдельные нагрузки с соответствующими параметрами системы, такими как номинальная мощность, коэффициент мощности, КПД с различными коэффициентами нагрузки, сведены в таблицу для определения размера трансформатора среднего напряжения. Предоставлено: CDM Smith

Также важно отметить, что трансформатор с номинальным коэффициентом К рекомендуется для определения размера трансформатора из-за тепловыделения, если объект содержит источники, генерирующие высокие гармоники, обычно более 15% общего гармонического искажения.K-фактор будет определять, насколько трансформатор должен быть понижен или увеличен для работы в такой системе. Обратитесь к ANSI / IEEE C57.110 для получения более подробной информации.

Трансформаторы играют решающую роль в обеспечении надлежащей работы энергосистемы. Их следует тщательно выбирать и выбирать при проектировании и анализе системы распределения электроэнергии, чтобы обеспечить надежную и безопасную работу энергосистемы. При выборе подходящего размера трансформатора следует учитывать применимые факторы снижения номинальных характеристик, такие как температура окружающей среды и высота над уровнем моря, а также влияние на напряжение системы распределения электроэнергии и ток короткого замыкания.

Трансформаторы параллельной работы - Руководство электрика по однофазным трансформаторам

Может наступить время, когда ваш трансформатор приблизится к полной нагрузке. На данный момент у вас есть два варианта.

  1. Замените трансформатор на более мощный.

  2. Параллель в новом трансформаторе.

Иногда практичнее подключать новый трансформатор параллельно, так как время простоя минимально.

Три правила и правда (для распараллеливания)

Перед параллельным подключением трансформаторов необходимо выполнить три условия.

1. Трансформаторы должны иметь одинаковое номинальное первичное и вторичное напряжение.

Если номинальные напряжения трансформаторов не совпадают, большие циркулирующие токи будут течь как в первичной, так и во вторичной обмотке. Циркуляционные токи - это токи, которые протекают между двумя трансформаторами, но не через нагрузки.Меньший трансформатор будет действовать как нагрузка на больший трансформатор. Из-за низкого сопротивления обмотки трансформатора циркулирующие токи могут оказаться довольно большими и опасными.

Даже несмотря на то, что во вторичных обмотках трансформаторов наведены напряжения переменного тока, одинаковые циркулирующие токи протекают во вторичных обмотках. Любой ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора, должен согласовываться с током в первичной обмотке, чтобы в первичных обмотках создавалась надлежащая CEMF.Ток в первичной обмотке равен вторичному току, деленному на отношение витков. Это означает, что циркулирующие токи, пропорциональные токам во вторичных обмотках, также будут протекать в первичных обмотках.

2. При подключении необходимо соблюдать полярность клемм трансформаторов.

Это по-прежнему позволяет подключать трансформатор с вычитающей полярностью параллельно к трансформатору с аддитивной полярностью, если вы убедитесь, что соединительные клеммы имеют одинаковую мгновенную полярность.

Рисунок 10. Циркуляционные токи
  • Можно заменить вторичные обмотки трансформатора батареями, чтобы проанализировать, что произойдет, если не соблюдать правильную полярность. На рисунке 11 показаны две батареи с равным напряжением, подключенные неправильно , параллельно. Батареи действуют так, как будто они соединены последовательно друг с другом, и только сопротивление самих обмоток ограничивает ток.

  • Этот ток будет довольно большим и, скорее всего, превысит номинальные значения обмоток и приведет к сгоранию трансформатора.

Опять же, любой ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора, должен согласовываться с током в первичной обмотке, чтобы в первичных обмотках создавалась надлежащая CEMF. Ток в первичной обмотке равен вторичному току, деленному на отношение витков.

Вы должны убедиться, что мгновенные полярности всех соединенных вместе клемм всегда одинаковы.

3. Все трансформаторы должны иметь одинаковый импеданс в процентах.

Это то, о чем мы поговорим позже. Использование одинакового процентного сопротивления важно для обеспечения того, чтобы трансформаторы распределяли нагрузку в соответствии со своими возможностями. Например, при одинаковом процентном сопротивлении трансформаторы 100 кВА и 25 кВА могут быть соединены параллельно, так что трансформатор 100 кВА всегда несет в четыре раза большую нагрузку, чем трансформатор 25 кВА.

Когда трансформатор нагружен, его напряжение на клеммах изменяется из-за падения IZ (линейных потерь) в обмотках.Процентное сопротивление - это просто выражение полного сопротивления трансформатора в процентах от номинального полного сопротивления нагрузки трансформатора при полной нагрузке. Если трансформаторы имеют одинаковые процентные импедансы, то их напряжения на клеммах равны, если трансформаторы несут равный процент от их токов полной нагрузки. Это гарантирует, что трансформаторы распределяют нагрузку в соответствии со своими индивидуальными возможностями.

Рассмотрим трансформаторы 100 кВА и 25 кВА, упомянутые ранее. Если эти два трансформатора имеют одинаковый импеданс в процентах, то вместе они могут обеспечивать нагрузку 125 кВА без превышения номинальных значений любого трансформатора.

Однако, если два трансформатора имеют разные процентные сопротивления, трансформатор с меньшим процентным сопротивлением будет перегружен, прежде чем они достигнут 125 кВА.

Рисунок 11. Полярность линии

Соблюдение полярности при параллельном подключении трансформаторов

Возможно параллельное соединение трансформаторов разной полярности. Вы должны помнить, что вы подбираете полярности. Ранее мы узнали, что h2 и X1 всегда имеют одну и ту же полярность, поэтому важно уделять очень пристальное внимание полярности трансформаторов.

При разработке чертежей трансформатора необходимо соблюдать последовательность:

  1. Вы определяете полярность питающей линии.
  2. Полярность питающей линии определяет первичную полярность трансформатора.
  3. Первичная полярность определяет вторичную полярность трансформатора.
  4. При подключении убедитесь, что отрицательные стороны соединены вместе, а положительные - вместе.

Видео оповещение!

На видео ниже показано, как правильно подключить параллельные обмотки.

Проверка напряжения замыкания
  • Этот тест определяет, соблюдена ли правильная полярность.

  • Снова используйте обмотки в качестве батарей, чтобы определить мгновенную полярность. Начните с одной стороны вольтметра и продолжайте движение к другой стороне.

Рис. 12. Проверка замыкания переменного тока
  • Если соблюдена правильная полярность, вольтметр должен показывать ноль вольт.
  • Если цепь неправильно подключена, вы увидите, что два напряжения суммируются. Это вызовет большие циркулирующие токи и каблазальфлам!

На Рисунке 12 две батареи подключены параллельно с соблюдением полярности , и вольтметр установлен вместо последнего подключения. Напряжение включения, измеренное вольтметром, должно составлять ноль вольт.

Если вы проследите за схемой, вы увидите, что при правильном подключении батарей они расположены последовательно друг напротив друга.(То есть два напряжения противоположны друг другу.)

На рисунке 6 две батареи соединены параллельно с неправильной полярностью и с вольтметром, установленным вместо последнего соединения, как и раньше. Теперь он измеряет напряжение замыкания как удвоенное напряжение батареи. Если вы проследите за схемой, вы можете увидеть, что при неправильном подключении батарей они включены последовательно, что помогает. (То есть два напряжения складываются.)

Рис. 13. Тест на замыкание переменного тока хорош.

На рисунке 13 показан вольтметр, используемый для проверки напряжения замыкания на двух параллельно включенных трансформаторах.Мгновенная полярность первичной шины изображена как две батареи, чтобы мы могли лучше визуализировать взаимосвязь между двумя обмотками. Начав с одной стороны счетчика и перейдя к другой стороне, мы можем рассчитать, что счетчик будет показывать ноль вольт и безопасен для подключения.

Рис. 14. Тест на замыкание переменного тока каблазалфлам.

На рисунке 14 показан вольтметр, используемый для проверки напряжения замыкания на двух трансформаторах, которые неправильно подключены параллельно . Вольтметр теперь показывает удвоенное вторичное напряжение.В этом случае не снимайте , а не , снимите вольтметр и выполните окончательные подключения, иначе вы можете испытать каблазальфлам. Вместо этого вы должны исправить неправильное соединение и повторить тест.

Что такое электрические трансформаторы? | Triad Magnetics

Трансформаторы - это электрические устройства, способные изменять уровень напряжения переменного тока (AC) в цепи. Они работают только с цепями переменного тока, но не с цепями постоянного тока (DC). Основные компоненты трансформатора - это две отдельные катушки с проволокой, намотанные на один сердечник.Катушка, подключенная к входному источнику или источнику напряжения, является первичной катушкой, катушка, подключенная к выходному выходу или выходу напряжения, является вторичной катушкой, а сердечник представляет собой электромагнитное устройство, которое препятствует (ограничивает) или усиливает (увеличивает) поток напряжения в соответствии с требованиями к выходу. .

Более глубокое исследование того, как работают трансформаторы, их различные типы и общие области применения, помогает лучше понять критическую функцию, которую они выполняют, обеспечивая полезную мощность для работы компьютеров, бытовой техники, осветительных приборов и многих других электрические и электронные устройства.


Как работают трансформаторы и их различные типы

Трансформаторы не вырабатывают электроэнергию. Вместо этого они передают его из одной цепи переменного тока в другую. Этот процесс передачи начинается, когда электрический ток входит в трансформатор. Ток поступает через соединение с первичной обмоткой (также называемой обмоткой, потому что она наматывается на часть сердечника). Эта обмотка вокруг сердечника преобразует электрическую энергию в магнитное поле, которое затем течет через сердечник в обмотки вторичной катушки.Вторичная катушка превращает электромагнитный поток обратно в электрическую энергию с необходимым выходным напряжением.

Как указано выше, основной трансформатор состоит из четырех основных компонентов:

  • Входные соединения: Также называемое первичной стороной, входное соединение - это место, где мощность поступает на трансформатор.
  • Выходные соединения: Выходное соединение - или вторичная сторона - трансформатора передает преобразованную мощность (повышенную или пониженную) за пределы трансформатора на нагрузку.
  • Обмотки трансформатора: В большинстве случаев первичная и вторичная обмотки представляют собой не отдельные катушки, а несколько катушек, связанных с их основным входным или выходным источником для уменьшения магнитного потока (мера силы электрического поля через заданную поверхность). Величина увеличения или уменьшения напряжения зависит от соотношения витков первичной и вторичной обмоток или количества витков каждой катушки вокруг сердечника. Например, трансформатор с соотношением витков 3: 1 преобразует 3 вольта в 1 вольт в понижающем трансформаторе, а коэффициент 3: 5 преобразует 3 вольта в 5 вольт в повышающем трансформаторе.
  • Сердечники трансформатора: Сердечник трансформатора усиливает магнитную связь между первичной и вторичной цепями. Он обеспечивает контролируемый путь магнитного потока через трансформатор от первичной обмотки ко вторичной обмотке. Сердечники - это не цельный стальной стержень. Вместо этого они состоят из множества тонких ламинированных листов стали. Эта конструкция помогает ограничить или исключить накопление тепла внутри трансформатора. В трансформаторах используются два типа сердечников - сердечник и корпус, которые отличаются друг от друга расположением первичной и вторичной катушек.Обмотки наматываются вокруг сердечника в варианте с сердечником, а в варианте с оболочкой сердечник окружает обмотки.

Доступно много различных типов трансформаторов, и Triad Magnetics предлагает обширный ассортимент этих стандартных продуктов для широкого спектра применений. Различные категории трансформаторов включают:

Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы увеличивают или уменьшают линейное напряжение и, если это необходимо для работы интегральной схемы или других специализированных схем, могут помочь с преобразованием напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока.Эти трансформаторы работают на одной из трех частот, измеряемых в герцах (Гц) или количестве циклов в секунду. Хотя некоторые импульсные силовые трансформаторы работают на частотах 2,5 мегагерца и выше, стандартные линейные силовые трансформаторы работают на частотах 50, 60 и 400 Гц.

Поскольку частота остается постоянной от источника к выходу в силовом трансформаторе, герц является важным измерением, которое влияет на размер сердечника и количество тепла, выделяемого трансформатором.Это измерение, наряду с первичным напряжением, вторичным среднеквадратичным напряжением и током, монтажными характеристиками и, иногда, пробивным напряжением между первичной обмоткой, необходимо учитывать при проектировании или покупке силового трансформатора.

Разделительные трансформаторы и автотрансформаторы

Изолирующие трансформаторы и автотрансформаторы - это два противоположных типа силовых трансформаторов.

Разделительные трансформаторы состоят из первичной и вторичной обмоток, которые не соединены, поскольку они намотаны независимо друг от друга.Такая конструкция позволяет этим устройствам изолировать части схемы, предотвращая удар.

С другой стороны, автотрансформаторы используют часть первичной обмотки как часть вторичной обмотки, что создает прямое соединение между двумя линиями с помощью медного провода. Эти устройства используют меньше меди в катушках, что делает их менее дорогими и более компактными. Их основное применение - в устройствах американского производства, предназначенных для зарубежных рынков, где напряжение сети составляет 230 В, а устройство должно работать при 115 В.

Аудио трансформаторы

Аудиотрансформатор выполняет другую функцию, чем силовой или развязывающий трансформатор. Аудио преобразователи преобразуют электрические сигналы, несущие звук. Катушки в звуковых трансформаторах имеют различные уровни импеданса (сопротивление электрической цепи, измеряемое в омах) в диапазоне частот от 20 Гц до 100 000 Гц. Различные уровни импеданса в аудиокомпонентах возникают из-за изменений материала сердечника или коэффициента трансформации трансформатора и влияют на качество звука.

Импульсные трансформаторы

Этот тип трансформатора обрабатывает импульсы электрических токов очень высокой частоты без искажения сигнала. Разработка импульсного трансформатора для одновременного повышения или понижения импульса связана с соотношением витков катушек. Этот тип трансформатора может передавать импульс переменного тока от одной цепи к другой, одновременно блокируя сигналы постоянного тока.


Применение и применение трансформаторов

Силовые трансформаторы и изолированные трансформаторы присутствуют на различных этапах распределения электроэнергии, от электростанции до розеток в доме или офисе.Повышающие трансформаторы преобразуют мощность электростанции в более высокое напряжение для улучшения передачи, в то время как понижающие трансформаторы на подстанциях и барабанах трансформаторов снижают напряжение для общего использования. Хотя это их наиболее распространенный вариант использования, существует бесчисленное множество других электрических и электронных применений трансформаторов, в том числе:

  • Настенные трансформаторы (например, зарядные электронные устройства)
  • Электростанции и возобновляемые источники энергии
  • Средства автоматизации и управления промышленными процессами
  • Системы освещения
  • Мелкая бытовая техника (например, компьютеры, телевизоры, тостеры, микроволновые печи)
  • Крупная бытовая техника (например, стиральные машины, сушилки, копировальные аппараты)
  • Звуковые усилители и динамики
  • Медицинское оборудование (включая оборудование для МРТ и компьютерной томографии, кислородные насосы и контроллеры капельницы)

Наиболее оптимальный тип трансформатора зависит от технических характеристик конкретного приложения.Некоторые из характеристик, которые следует учитывать, включают:

  • входное напряжение (т.е. первичное напряжение),
  • выходное напряжение (т.е. вторичное напряжение),
  • выходной ток,
  • уровня мощности и
  • Размер трансформатора
  • (от рисового зерна до большого полуприцепа).

Contact Triad Magnetics сегодня для ваших потребностей трансформатора

Трансформаторы

различных типов и форм позволяют безопасно использовать широкий спектр электрических и электронных устройств.Это простое устройство с относительно простой функцией, но они являются важным элементом в обеспечении электроэнергией домов и рабочих мест.

В Triad Magnetics мы поставляем различные трансформаторы для широкого спектра применений. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о широком спектре трансформаторов, которые у нас есть, или запросите смету на трансформатор, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, у одного из наших экспертов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *