Трансформатор силовой: принцип работы, виды и конструкция устройства

Содержание

Силовой трансформатор: устройство и принцип работы

Трансформаторы силовые используются для преобразования выходного напряжения генератора в более высокий уровень, подходящий для передачи энергии. Они же на следующем этапе понижают его до нужных потребителям значений.

Принципы работы ничем не отличаются от функционирования типичного трансформатора. Ток проходит по первичной обмотке. Этот процесс образует магнитное поле. Его силовые линии создают ЭДС – появляется ток во вторичной обмотке.


Промышленные установки создаются с учетом повышенной мощности, поэтому в конструкцию добавляют специальные изменения:

  • Обмотки создают из алюминиевых и медных проводников с большой площадью сечения.
  • Изоляционные слои обмоток дополняют лаками, увеличивающими механическую прочность.
  • Чтобы регулировать в нужном диапазоне напряжения с небольшим шагом во вторичной обмотке делают необходимое количество ответвлений.
  • Для переключения без отсоединения нагрузки применяют специальные устройства, которые создают электрические контакты между соседними элементами. С применением ограничивающих ток резисторов компенсируют негативные воздействия на оборудования при возникновении короткого замыкания.

При преобразовании напряжения выделяется большое количество тепла, которое отводится с помощью масла. В стандартной схеме охлаждения применяют следующие элементы:

  • Расширительный бак, в который поступает жидкость при расширении в процессе нагрева.
  • Выхлопная труба, через которую выпускаются газы.
  • Радиатор – для улучшения эффективности системы.
  • Осушитель воздуха, не допускающий проникновение влаги в теплоноситель.
  • Указатель уровня масла.
  • Специальное реле, регистрирующее интенсивность газообразования. Оно включает предупреждающие сигналы и отключает водные и выходные цепи при возникновении опасных режимов работы.

Даже из этого краткого описания понятно, что масляное охлаждение– это сложная система. Большое количество компонентов само по себе снижает общий уровень надежности. Для поддержания хорошего функционального состояния требуется тщательный контроль, регулярная замена масла.

Чтобы снизить нагрузки на персонал, и уменьшить расходы в процессе эксплуатации применяют трансформаторы силовые сухого типа. В них применяют литые изоляционные материалы, а для отвода тепла используют системы воздушного охлаждения.

Принцип работы трехфазного трансформатора

Принцип действия трехфазного трансформатора

Трансформаторы – статические электромагнитные аппараты, с помощью которых возможно преобразовать переменный ток из одного класса напряжения в другой, при этом с неизменной частотой.

В энергосистемах трансформатор, который преобразовывает электроэнергию трехфазного напряжения, называют трехфазным силовым.

Для передачи электроэнергии от генераторов электростанций к линиям электропередач (ЛЭП) применяют повышающие трансформаторы (они увеличивают класс напряжения), от ЛЭП к распределительным подстанциям и далее к потребителям – понижающие (они уменьшают класс напряжения).

Конструктивная особенность

Трехфазный трансформатор имеет основу – магнитный сердечник, собранный из трёх ферромагнитных стержней.

На стержнях располагаются первичная обмотка высокого напряжения и вторичная обмотка низкого напряжения. Для соединения фаз первичных обмоток применяют схемы «треугольник» либо «звезда». Аналогичным способом соединения выполняются и вторичные обмотки.

На первичную обмотку подаётся электроэнергия из питающей сети, а на вторичную подключается нагрузка.

Электроэнергия передаётся за счет электромагнитной индукции.

Главная функция магнитопровода – обеспечить между обмотками магнитную связь. Магнитопровод изготавливают из тонких стальных пластин (электротехническая листовая сталь). Чтобы сократить потери, стальные листы между собой изолируют, используя оксидную пленку или специальный лак.

Трансформатор силовой трехфазный с литой изоляцией ТСЛ (ТСГЛ) и ТСЗЛ (ТСЗГЛ)

Трансформатор силовой трехфазный ТС и ТСЗ

Трансформатор-стабилизатор высоковольтный дискретный ВДТ-СН

Обмотки с магнитопроводом погружаются в бак, в котором находится трансформаторное масло. Оно одновременно выполняет функцию изоляции и охлаждающей среды. Такие трансформаторы называются масляными. Трехфазный трансформатор, у которого в качестве охлаждения и изоляции используется воздух, называют сухим. Недостаток масляных трансформаторов заключается в повышенной пожароопасности.

Принцип работы

Электромагнитная индукция является базовым явлением в работе трансформатора.

Из электрической сети подается питание к первичной обмотке, в ней появляется переменный ток, в магнитопроводе при этом образуется магнитный переменный поток. Как известно из физики, если поместить второй проводник в магнитное поле, в нем также появляется переменный ток. В качестве второго проводника в трансформаторе выступает вторичная обмотка. Таким образом, в ней появляется напряжение.

Разница между первичным и вторичным напряжением зависит от коэффициента трансформации, который определяется числом витков в обмотках.

Трехфазный трансформатор: строение, виды, принцип работы

Преобразование трёхфазной системы напряжения можно реализовать с помощью трёх однофазных трансформаторов. Но при этом будет использован аппарат значительного веса и внушительных размеров. Трехфазный трансформатор лишён этих недостатков, так как его обмотки располагаются на стержнях общего магнитопровода. Поэтому в сетях мощностью до 60 тыс. кВА его применение является оптимальным вариантом.

Назначение трёхфазного трансформатора

Главной функцией трансформаторов является передача электроэнергии на большие дистанции. Электрическая энергия переменного тока вырабатывается на электростанциях. При передаче электроэнергии появляются потери на нагревание проводов. Их можно уменьшить, снизив силу тока. Для этого необходимо увеличить напряжение таким образом, чтобы его значение находилось в диапазоне от 6 до 500 кВ.

Кратность увеличения зависит от значения передаваемой мощности и расстояния до конечного пункта.

Мощность, которая при этом передаётся, зависит от двух параметров: напряжения и силы тока.

Главной характеристикой, влияющей на изменение потерь проводов, связанных с нагревом, является значение силы тока. Для того, чтобы снизить потери на нагревание, необходимо уменьшить силу тока. Уменьшая ток, величину напряжения соответственно нужно увеличивать. Тогда значение мощности, которая передаётся, останется неизменным.

После того, как напряжение будет доставлено потребителям, его следует снизить до необходимой величины.

Соответственно, основной задачей трёхфазных трансформаторов является повышение напряжения перед передачей электроэнергии и понижение после неё.

Определение и виды прибора

Трехфазный трансформатор — это статический аппарат с тремя парами обмоток. Прибор предназначен для преобразования напряжения при передаче мощности на значительные дистанции.

Классификация по количеству фаз:

  • однофазные;
  • трехфазные.

Однофазные трансформаторы имеют небольшую мощность. Основными областями их применения являются быт и проведение работ специального назначения (сварка, измерения, испытания).

Диапазон мощности трёхфазных трансформаторов варьируется в больших пределах. Поэтому и область их применения весьма разнообразна:

  • для питания токоприёмников специального назначения;
  • для присоединения измерительных приборов;
  • для изменения значения напряжения при испытаниях;
  • для увеличения или уменьшения напряжения при подключении освещения или силовой нагрузки.

Принцип действия

Основой трёхфазного трансформатора являются магнитопровод и обмотки. В каждой фазе присутствует своя повышающая и понижающая обмотка. Так как фаз три, соответственно обмоток шесть. Между собой они не соединены.

Принцип работы трёхфазного трансформатора, как и однофазного, базируется на законе электромагнитной индукции.

При подключении к сети первичной обмотки в ней начинает протекать переменный ток. Из-за него в сердечнике магнитопровода из стали появляется основной магнитный поток, который охватывает обмотки в каждой фазе. В каждом витке появляется одинаковая по значению и величине электродвижущая сила.

Если количество витков вторичной обмотки меньше, нежели число витков первичной, то на выходе окажется напряжение меньшего значения, чем на входе и наоборот.

Тот факт, что значение электродвижущей силы зависит лишь от количества витков определённой обмотки, подтверждают формулы:

E 1 = 4, 44f 1 Ф W 1

E 2 = 4, 44 f 1 Ф W 2

E 1, Е 2 — значение электродвижущей силы в первичной и вторичной обмотках соответственно, В;

f 1 — частота тока в сети, Гц;

Ф — максимальное значение основного магнитного потока, Вб;

W 1, W 2 — количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно.

Строение трансформатора

Основными частями преобразователя напряжения являются:

  • магнитопровод;
  • обмотки высокого и низкого напряжения;
  • бак;
  • вводы и выводы.

К дополнительной аппаратуре относятся:

  • расширительный бак;
  • выхлопная труба;
  • пробивной предохранитель;
  • приборы для контроля и сигнализации.

Магнитопровод необходим для крепления всех частей аппарата. Он является своеобразным скелетом преобразователя напряжения. Второй его задачей является создание направление движения для основного магнитного потока. В зависимости от особенностей крепления обмоток к сердечнику, магнитопровод трансформатора может быть трёх видов:

  • бронестержневой;
  • броневой;
  • стержневой.

Для изготовления обмоток трансформаторов небольшой мощности используют провод из меди, имеющий прямоугольное или круглое сечение.

Трансформаторное масло является очень важным элементом в аппарате. В маломощных трансформаторах (сухих) его не применяют. При средней и высокой мощности его использование обязательно.

У трансформаторного масла две задачи:

  • охлаждение обмоток, нагревающихся вследствие протекания по ним тока;
  • повышение изоляции.

Схемы и группы соединения обмоток

В трёхфазных трансформаторах необходимо соединять между собой первичные обмотки по фазам и вторичные.

Существует три схемы соединения:

  • звезда;
  • треугольник;
  • зигзаг.

При соединении обмоток звездой напряжение линейное — между началами фаз — будет в 1,73 раза больше, чем фазное (между началом и концом фазы). При соединении обмоток трансформатора треугольником фазное и линейное напряжения будут одинаковы.

Соединять обмотки звездой более выгодно при высоких напряжениях, а треугольником — при значительных токах. Соединение обмоток зигзагом даёт возможность сгладить асимметрию намагничивающих токов. Но недостатком такого способа соединения является повышенная трата обмоточного материала.

Сфера использования

Такие трансформаторы в основном используются в промышленности. Почти все трехфазные трансформаторы считаются силовыми. То есть они используются в цепях, где нужно питать мощные нагрузки. Это могут быть станки ЧПУ и другое промышленное оборудование.

На схемах трехфазные трансформаторы обозначаются вот так:

Первичные обмотки обозначаются заглавными буквами, а вторичные обмотки – маленькими буквами.

Немного из истории

Изобретение трансформаторов начиналось ещё в 1876 году великим русским учёным П.Н. Яблоковым. Его изделие не имело замкнутого сердечника, он появился позже – в 1884 году. И с появлением прибора учёные активно стали интересоваться переменным током.

Например, уже в 1889 году М.О. Доливо-Добровольским (русским электротехником) была предложена трёхфазная система переменного тока. Им был построен первый трёхфазный асинхронный двигатель и трансформатор. Через два года была представлена презентация трёхфазной высоковольтной линии протяженностью 175 км, где успешно повышалась и понижалась электроэнергия.

Чуть позже появились масляные агрегаты, так как масло не только оказалось хорошим изолятором, но и прекрасной охлаждающей средой.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

ГОСТ 16110-82 Трансформаторы силовые. Термины и определения

Power transformers. Terms and definitions

1. РАЗРАБОТАН Министерством электротехнической промышленности

РАЗРАБОТЧИКИ

2. ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности

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

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ


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

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

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

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

Термины, помеченные знаком "*", не распространяются на автотрансформаторы.

В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.

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

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

Термин

Определение

1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Трансформатор

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

1.2. Силовой трансформатор

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

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

1.3. Силовой трансформаторный агрегат

Устройство, в котором конструктивно объединены два или более силовых трансформаторов

1.4. Многофазная трансформаторная группа

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

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

1.5. Магнитное поле трансформатора

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

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

1.6. Магнитное поле рассеяния обмоток

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

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

1.7. Магнитное поле токов нулевой последовательности

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

1.8. Основное магнитное поле

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

1.9. Сторона высшего (среднего, низшего) напряжения трансформатора

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

1.10. Схема соединения трансформатора

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

Примечание. Схема соединения -обмоточного трансформатора включает -схем обмоток

2. ВИДЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

2.1. Трансформатор общего назначения

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

2.2. Специальный трансформатор

Трансформатор, предназначенный для непосредственного питания потребительской сети или приемников электрической энергии, если эта сеть или приемники отличаются особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы.

Примечание. К числу таких сетей и приемников электрической энергии относятся подземные шахтные сети и установки, выпрямительные установки, электрические печи и т.п.

2.3. Повышающий трансформатор

Трансформатор, у которого первичной обмоткой является обмотка низшего напряжения

2.4. Понижающий трансформатор

Трансформатор, у которого первичной обмоткой является обмотка высшего напряжения

2.5. Однофазный трансформатор

Трансформатор, в магнитной системе которого создается однофазное магнитное поле

2.6. Трехфазный трансформатор

Трансформатор, в магнитной системе которого создается трехфазное магнитное поле

2.7. Многофазный трансформатор

Трансформатор, в магнитной системе которого создается магнитное поле с числом фаз более трех

2.8. Двухобмоточный трансформатор*

Трансформатор, имеющий две основные гальванически не связанные обмотки (черт.4)

2.9. Трехобмоточный трансформатор*

Трансформатор, имеющий три основные гальванически не связанные обмотки (черт.5)

2.10. Многообмоточный трансформатор*

Трансформатор, имеющий более трех основных гальванически не связанных обмоток

2.11. Трансформатор с жидким диэлектриком

Трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит жидкий диэлектрик

2.12. Масляный трансформатор

Трансформатор с жидким диэлектриком, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит трансформаторное масло

2.13. Трансформатор с негорючим жидким диэлектриком

Трансформатор с жидким диэлектриком, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит негорючий жидкий диэлектрик

2.14. Сухой трансформатор

Трансформатор, в котором основной изолирующей средой служит атмосферный воздух или другой газ или твердый диэлектрик, а охлаждающей средой - атмосферный воздух

2.15. Воздушный трансформатор

Сухой негерметичный трансформатор, в котором основной изолирующей и охлаждающей средой служит атмосферный воздух

2.16. Газонаполненный трансформатор

Сухой герметичный трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит воздух или другой газ

2.17. Трансформатор с литой изоляцией

Сухой трансформатор, в котором основной изолирующей средой и теплоносителем служит электроизоляционный компаунд

2.18. Кварценаполненный трансформатор

Сухой трансформатор в баке, заполненном кварцевым песком, служащим основной изолирующей средой и теплоносителем

2.19. Регулируемый трансформатор

Трансформатор, допускающий регулирование напряжения одной или более обмоток при помощи специальных устройств, встроенных в конструкцию трансформатора

2.20. Трансформатор, регулируемый под нагрузкой

Трансформатор РПН

Регулируемый трансформатор, допускающий регулирование напряжения хотя бы одной из его обмоток без перерыва нагрузки и без отключения его обмоток от сети

Примечание. Другие обмотки трансформатора, регулируемого под нагрузкой, могут не иметь регулирования или иметь переключение без возбуждения

2.21. Трансформатор, переключаемый без возбуждения

Трансформатор ПБВ

Регулируемый трансформатор, допускающий регулирование напряжения путем переключения ответвлений обмоток без возбуждения после отключения всех его обмоток от сети.

Примечание. Понятие "переключение без возбуждения" может быть отнесено также к одной или нескольким обмоткам трансформатора, регулируемого под нагрузкой

2.22. Регулировочный трансформатор

Регулируемый трансформатор, предназначенный для включения в сеть или в силовой трансформаторный агрегат с целью регулирования напряжения сети или агрегата

2.23. Последовательный регулировочный трансформатор (трансформаторный агрегат)

Регулировочный трансформатор (трансформаторный агрегат), включаемый последовательно с другим трансформатором со стороны нейтрали или со стороны линии с целью регулирования напряжения на зажимах линии

2.24. Линейный регулировочный трансформатор (трансформаторный агрегат)

Регулировочный трансформатор (трансформаторный агрегат), одна из обмоток которого включается последовательно в сеть с целью регулирования напряжения сети

2.25. Автотрансформатор

Трансформатор, две или более обмоток которого гальванически связаны так, что они имеют общую часть

2.26. Двухобмоточный автотрансформатор

Автотрансформатор, имеющий две обмотки, гальванически связанные так, что они имеют общую часть, и не имеющий других основных обмоток (черт.7)

2.27. Трехобмоточный силовой автотрансформатор

Силовой автотрансформатор, две обмотки которого имеют общую часть, а третья основная обмотка не имеет гальванической связи с двумя первыми обмотками (черт.8)

2.28. Рудничный трансформатор

Трансформатор, предназначенный для установки и работы в рудниках и шахтах

2.29. Тяговый трансформатор

Трансформатор, предназначенный для установки и работы на электрическом или теплоэлектрическом подвижном составе

2.30. Судовой трансформатор

Трансформатор, предназначенный для установки и работы на судах

2.31. Сварочный трансформатор

Трансформатор, предназначенный для питания установок электрической сварки

2.32. Преобразовательный трансформатор

Трансформатор, предназначенный для работы в выпрямительных, инверторных и других установках, преобразующих систему переменного тока в систему постоянного тока и наоборот при непосредственном подключении к ним

2.33. Электропечной трансформатор

Трансформатор, предназначенный для питания электротермических установок

2.34. Пусковой трансформатор

Трансформатор или автотрансформатор, предназначенный для изменения напряжения ступенями при пуске электродвигателей

2.35. Передвижной трансформатор

Трансформатор, который можно перевозить по железной дороге или другим видом транспорта, практически без демонтажа узлов и деталей и без слива масла, предназначенный для использования в качестве передвижного резерва

2.36. Герметичный трансформатор

Трансформатор, выполненный так, что исключается возможность сообщения между внутренним пространством его бака и окружающей средой

2.37. Трансформатор с расщепленной обмоткой (расщепленными обмотками)

Трансформатор, имеющий одну расщепленную обмотку (две или более расщепленных обмотки)

3. МАГНИТНАЯ СИСТЕМА ТРАНСФОРМАТОРА

3.1. Магнитная система трансформатора

Комплект пластин или других элементов из электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранных в определенной геометрической форме, предназначенный для локализации в нем основного магнитного поля трансформатора

3.2. Стержень

Часть магнитной системы, на которой располагаются основные обмотки трансформатора (черт.1-3)

3.3. Диаметр стержня

Диаметр окружности, в которую вписан контур ступенчатого или квадратного поперечного сечения стержня магнитной системы

3.4. Межосевое расстояние стержней

Расстояние между продольными осями двух соседних стержней магнитной системы (черт.1)

3.5. Активное сечение стержня (ярма)

Суммарная площадь поперечного сечения ферромагнитного материала в поперечном сечении стержня (ярма)

3.6. Ярмо

Часть магнитной системы трансформатора, не несущая основных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи (черт.1, 2)

3.7. Боковое ярмо

Ярмо, соединяющее два конца одного и того же стержня (черт.1-3).

Примечание. Можно различать боковую часть бокового ярма, ось которой параллельна продольной оси стержня, и его торцевую часть, ось которой перпендикулярна этой оси

3.8. Торцевое ярмо

Ярмо, соединяющее концы двух или более разных стержней (черт.2)

3.9. Плоская магнитная система

Магнитная система, в которой продольные оси всех стержней и ярм расположены в одной плоскости

3.10. Пространственная магнитная система

Магнитная система, в которой продольные оси стержней или ярм, или стержней и ярм расположены в разных плоскостях

3.11. Симметричная магнитная система

Магнитная система, в которой все стержни имеют одинаковую форму, конструкцию и размеры, а взаимное расположение любого стержня по отношению ко всем ярмам одинаково для всех стержней

3.12. Несимметричная магнитная система

Магнитная система, в которой отдельные стержни могут отличаться от других стержней по форме, конструкции или размерам или взаимное расположение какого-либо стержня по отношению к другим стержням или ярмам может отличаться от расположения любого другого стержня

3.13. Разветвленная магнитная система

Магнитная система, в которой магнитный поток стержня при переходе в ярмо разветвляется на две или более частей

3.14. Стержневая магнитная система

Магнитная система, в которой ярма соединяют разные стержни и нет боковых ярм (черт.1)

3.15. Броневая магнитная система

Магнитная система, в которой оба конца каждого стержня соединяются не менее чем двумя боковыми ярмами (черт.3)

3.16. Бронестержневая магнитная система

Магнитная система, в которой часть стержней имеет боковые ярма или каждый стержень - не более чем одно боковое ярмо

3.17. Шихтованная магнитная система

Магнитная система, в которой стержни и ярма с плоской шихтовкой собираются в переплет как цельная конструкция (черт.2)

3.18. Стыковая магнитная система

Магнитная система, в которой стержни и ярма или отдельные части, собранные и скрепленные раздельно, при сборке системы устанавливаются встык

3.19. Навитая магнитная система

Магнитная система, в которой стержни и ярма образуются в виде цельной конструкции путем навивки из ленточной или рулонной электротехнической стали

4. ОБМОТКИ ТРАНСФОРМАТОРА

4.1. Виток обмотки

Проводник, однократно охватывающий часть магнитной системы трансформатора, электрический ток которого совместно с токами других таких проводников и других частей трансформатора создает магнитное поле трансформатора и в котором под действием этого магнитного поля наводится электродвижущая сила.

Примечание. Виток обмотки может быть образован несколькими параллельно соединенными проводниками

4.2. Обмотка трансформатора

Совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются электродвижущие силы, наведенные в витках, с целью получения высшего, среднего или низшего напряжения трансформатора или с другой целью.

Примечания:

1. В трехфазном и многофазном трансформаторе (трансформаторной группе) под "обмоткой" подразумевается совокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения всех фаз.

2. В однофазном трансформаторе под "обмоткой" подразумевается совокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения, расположенных на всех его стержнях

4.3. Основная обмотка

Обмотка трансформатора, к которой подводится энергия преобразуемого или от которой отводится энергия преобразованного переменного тока.

Примечание. Силовой трансформатор имеет не менее двух основных обмоток

4.4. Вспомогательная обмотка

Обмотка трансформатора, не предназначенная непосредственно для приема энергии преобразуемого или отдачи энергии преобразованного переменного тока, или мощность которой существенно меньше номинальной мощности трансформатора.

Примечание. Вспомогательная обмотка может быть предназначена, например, для компенсации третьей гармонической магнитного поля, подмагничивания магнитной системы постоянным током, питания сети собственных нужд ограниченной мощности и т.п.

4.5. Первичная обмотка трансформатора

Обмотка трансформатора, к которой подводится энергия преобразуемого переменного тока.

Примечание. Термин применим к любому числу обмоток трансформатора, если направление передачи энергии от них к другим обмоткам трансформатора является определенным

4.6. Вторичная обмотка трансформатора

Обмотка трансформатора, от которой отводится энергия преобразованного переменного тока.

Примечание. Термин применим к любому числу обмоток трансформатора, если направление передачи энергии к ним от других обмоток трансформатора является определенным

4.7. Обмотка высшего напряжения трансформатора*

Обмотка ВН

Основная обмотка трансформатора, имеющая наибольшее номинальное напряжение по сравнению с другими его основными обмотками

4.8. Обмотка низшего напряжения трансформатора*

Обмотка НН

Основная обмотка трансформатора, имеющая наименьшее номинальное напряжение по сравнению с другими его основными обмотками.

Примечание. Обмотка низшего напряжения регулировочного трансформатора может иметь более высокий уровень изоляции, чем обмотки высшего и среднего напряжения

4.9. Обмотка среднего напряжения трансформатора*

Обмотка СН

Основная обмотка трансформатора, номинальное напряжение которой является промежуточным между номинальными напряжениями обмоток высшего и низшего напряжения.

Примечание. Обмотка среднего напряжения регулировочного трансформатора может иметь более высокий уровень изоляции, чем обмотка высшего напряжения

4.10. Расщепленная обмотка

Обмотка, состоящая из двух или более гальванически не связанных частей, суммарная номинальная мощность которых, как правило, равна номинальной мощности трансформатора, напряжения короткого замыкания которых относительно других обмоток (обмотки) практически равны между собой, и которые допускают независимую друг от друга нагрузку или питание (черт.9).

Примечание. Совокупность частей расщепленной обмотки считается одной обмоткой

4.11. Общая обмотка автотрансформатора

Обмотка, являющаяся общей частью двух обмоток автотрансформатора (черт.7)

4.12. Последовательная обмотка автотрансформатора

Обмотка автотрансформатора, включаемая последовательно с общей обмоткой (черт.7)

4.13. Обмотка высшего напряжения автотрансформатора

Обмотка ВН

Совокупность витков, в которых индуктируется электродвижущая сила, используемая для получения высшего напряжения автотрансформатора

4.14. Обмотка среднего напряжения автотрансформатора

Обмотка СН

Совокупность витков, в которых индуктируется электродвижущая сила, используемая для получения среднего напряжения автотрансформатора

4.15. Обмотка низшего напряжения автотрансформатора

Обмотка НН

Совокупность витков, в которых индуктируется электродвижущая сила, используемая для получения низшего напряжения автотрансформатора

4.16. Обмотка фазы

Одна из обмоток однофазного трансформатора или часть обмотки трехфазного или многофазного трансформатора, образующая ее фазу

4.17. Обмотка стержня

Часть или целая обмотка высшего, среднего или низшего напряжения, расположенная на стержне трансформатора.

Примечание. В автотрансформаторе под обмоткой стержня подразумевается общая или последовательная обмотка

4.18. Концентрические обмотки

Обмотки стержня, изготовленные в виде цилиндров и концентрически расположенные на стержне магнитной системы (черт.4, 5)

4.19. Двойная концентрическая обмотка

Обмотка, состоящая из двух цилиндрических частей, расположенных на стержне магнитной системы концентрически с двух сторон другой обмотки (черт.6)

4.20. Чередующиеся обмотки

Обмотки высшего и низшего напряжения трансформатора, чередующиеся в осевом направлении стержня (черт.10)

4.21. Регулировочная обмотка

РО

Отдельно выполненная часть обмотки трансформатора, имеющая ответвления, переключаемые при регулировании напряжения

4.22. Обмотка грубого регулирования

РО грубая

Отдельно выполненная часть регулировочной обмотки, напряжение между соседними ответвлениями которой равно сумме напряжений нескольких ступеней регулирования

4.23. Обмотка тонкого регулирования

РО тонкая

Отдельно выполненная часть регулировочной обмотки, имеющая ответвления, соответствующие каждой ступени регулирования

4.24. Компенсационная обмотка

КО

Вспомогательная обмотка, располагаемая на стержнях или ярмах с целью компенсации частей магнитного поля трансформатора.

Примечание. Возможна, например, компенсация магнитодвижущей силы регулировочной обмотки, магнитного поля нулевой последовательности, поля третьей гармонической и др.

4.25. Сетевая обмотка

Обмотка преобразовательного трансформатора, присоединяемая к сети переменного тока

4.26. Вентильная обмотка

Обмотка преобразовательного трансформатора, присоединяемая к вентильным преобразователям

4.27. Группа соединения обмоток трансформатора

Угловое смещение векторов линейных электродвижущих сил обмоток (сторон) среднего и низшего напряжений по отношению к векторам соответствующих электродвижущих сил обмотки (стороны) высшего напряжения

4.28. Нейтраль обмотки

Общая точка обмоток фаз трехфазного или многофазного трансформатора, соединяемых в "звезду" или "зигзаг".

Примечание. В однофазном трансформаторе - зажим обмотки, предназначенный для присоединения к общей точке при соединении обмоток трехфазной (многофазной) группы в "звезду или "зигзаг"

4.29. Ответвление обмотки

Отвод, присоединенный к одному из витков и позволяющий использовать часть обмотки, заканчивающуюся этим витком

4.30. Основное ответвление обмотки

Ответвление, на котором обмотка трансформатора имеет номинальную мощность при номинальном напряжении.

Примечание. В специальных трансформаторах и в отдельных случаях в трансформаторах общего назначения основное ответвление определяется нормативным документом

4.31. Положительное ответвление обмотки

Ответвление, так расположенное в обмотке, что при его включении увеличивается число витков с одинаковым направлением электродвижущей силы по сравнению с числом витков на основном ответвлении.

Примечание к терминам 4.31 и 4.32. При реверсировании регулировочной обмотки одно и то же ответвление может быть положительным или отрицательным

4.32. Отрицательное ответвление обмотки

Ответвление, так расположенное в обмотке, что при его включении уменьшается число витков с одинаковым направлением электродвижущей силы по сравнению с числом витков на основном ответвлении

5. ИЗОЛЯЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

5.1. Изоляция трансформатора

Совокупность изоляционных деталей и заполняющей трансформатор изоляционной среды, исключающая замыкание металлических частей трансформатора, находящихся во время его работы под напряжением, с заземленными частями, а также частей, находящихся под разными потенциалами, между собой

5.2. Внутренняя изоляция

Изоляция внутри бака трансформатора в масле или другом жидком диэлектрике (внутри бака герметичного трансформатора, заполненного воздухом или газом) или внутри заполняющего трансформатор твердого диэлектрика.

Примечание. Основным признаком внутренней изоляции является практическая независимость ее электрической прочности от внешних атмосферных условий

5.3. Внешняя изоляция

Изоляция в воздухе снаружи бака трансформатора.

Примечания:

1. Основным признаком внешней изоляции является зависимость ее электрической прочности от атмосферных условий

2. Внешняя изоляция в воздушном трансформаторе - изоляция вне пространства, ограниченного наружной цилиндрической поверхностью наружной обмотки и ближайшими к обмоткам поверхностями магнитной системы

5.4. Междуфазная изоляция

Изоляция между обмотками разных фаз трансформатора

5.5. Главная изоляция обмотки

Изоляция обмотки от частей остова и от других обмоток

5.6. Продольная изоляция обмотки

Изоляция между разными точками обмотки фазы трансформатора.

Примечание. Изоляция между разными точками обмотки фазы, например, между витками, слоями витков, катушками, элементами емкостной защиты и т.п.

5.7. Концевая изоляция обмотки

Изоляционные конструкции и детали, служащие для изолирования торцевых частей обмоток от ярма, ярмовых балок и металлических прессующих колец

5.8. Емкостная защита обмотки

Специальные меры, применяемые для выравнивания емкостного распределения напряжения вдоль обмотки.

Примечание. Емкостная защита может достигаться применением электростатических экранов, конденсаторов или изменением последовательности соединения между собой катушек обмотки или витков в катушках

5.9. Емкостное кольцо обмотки

Кольцевой металлический незамкнутый изолированный электростатический экран, расположенный у торца обмотки или между ее катушками и гальванически соединенный с одной из ее точек

5.10. Экран емкостной защиты обмотки

Цилиндрический незамкнутый электростатический экран, расположенный вдоль внутренней или наружной цилиндрической поверхности обмотки и гальванически соединенный с одной из ее точек или заземленный

5.11. Экранирующий виток обмотки

Кольцевой незамкнутый электростатический экран, расположенный снаружи или внутри катушки непрерывной или дисковой обмотки, имеющий размер в направлении оси обмотки, равный приблизительно осевому размеру одной катушки

5.12. Обмотка с неградуированной изоляцией

Обмотка, у которой линейный конец и нейтраль имеют один уровень изоляции

5.13. Обмотка с градуированной изоляцией

Обмотка, у которой линейный конец и нейтраль имеют различные уровни изоляции

5.14. Термический срок службы изоляции

Период работы от первого включения до полного износа изоляции под влиянием физико-химических факторов, прежде всего температуры, при изменяющихся нагрузке, напряжении и условиях охлаждения

5.15. Номинальный термический срок службы изоляции

Термический срок службы при постоянной температуре наиболее нагретой точки изоляции, равной допустимой температуре для данного изоляционного материала

6. ОТДЕЛЬНЫЕ ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРА

6.1. Активная часть трансформатора

Единая конструкция, включающая в собранном виде остов трансформатора, обмотки с их изоляцией, отводы, части регулирующего устройства, а также все детали, служащие для их механического соединения.

Примечание. В некоторых типах трансформаторов с активной частью могут быть конструктивно связаны крышка бака и вводы

6.2. Активные материалы трансформатора

Электротехническая сталь или другой ферромагнитный материал, из которого изготовлена магнитная система, а также металл обмоток и отводов трансформатора

6.3. Остов

Единая конструкция, включающая в собранном виде магнитную систему со всеми деталями, служащими для ее соединения и для крепления обмоток

6.4. Отводы

Совокупность электрических проводников, служащих для соединения обмоток трансформатора с вводами, устройствами переключения ответвлений обмоток и другими токоведущими частями

6.5. Контактный зажим трансформатора

Контактный зажим, имеющий гальваническую связь с обмотками и предназначенный для присоединения трансформатора к внешней цепи

6.6. Бак трансформатора

Бак, в котором размещается активная часть трансформатора или трансформаторного агрегата с жидким диэлектриком, газо- или кварценаполненного

6.7. Бак колокольного типа

Бак, имеющий вблизи дна разъем, позволяющий отделить и поднять верхнюю часть бака без подъема активной части трансформатора

6.8. Герметичный бак

Бак, имеющий уплотнения, практически исключающие сообщение между внутренним объемом бака и окружающей атмосферой.

Примечание. При наличии расширителя герметизация относится и к внутреннему объему расширителя

6.9. Расширитель

Сосуд, соединенный с баком трубопроводом и служащий для локализации колебаний уровня жидкого диэлектрика

6.10. Воздухоосушитель

Сосуд, сообщающийся с одной стороны с внутренним объемом воздуха в расширителе или баке трансформатора, а с другой - с атмосферным воздухом, предназначенный для отделения влаги из воздуха, поступающего в расширитель или бак трансформатора

6.11. Маслоуказатель

Указатель уровня масла или другого жидкого диэлектрика в трансформаторе или его расширителе

6.12. Термосифонный фильтр

Сосуд, сообщающийся двумя патрубками с внутренним объемом бака в верхней и нижней его части, заполненный веществом, служащим для очистки масла или другого жидкого диэлектрика от продуктов окисления и для поглощения влаги

6.13. Кожух трансформатора

Оболочка воздушного трансформатора, защищающая его активную часть от попадания посторонних предметов, но допускающая свободный доступ к ней охлаждающего воздуха

6.14. Устройство регулирования напряжения трансформатора (трансформаторного агрегата)

Устройство, предназначенное для регулирования напряжения трансформатора (трансформаторного агрегата) и включающее все необходимые для этого аппараты, механизмы и составные части, за исключением регулировочных обмоток

6.15. Устройство переключения ответвлений обмоток

Устройство, предназначенное для изменения соединений ответвлений обмоток между собой или с вводом

6.16. Устройство переключения ответвлений обмоток без возбуждения

Устройство ПБВ

Устройство, предназначенное для изменения соединений ответвлений обмоток при невозбужденном трансформаторе

6.17. Устройство регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой

Устройство РПН

Устройство регулирования, предназначенное для регулирования напряжения без перерыва нагрузки и без отклонения обмоток трансформатора от сети

6.18. Переключатель ответвлений обмотки

Контактное устройство, служащее для переключения ответвлений обмотки в трансформаторе, переключаемом без возбуждения

6.19. Избиратель ответвлений

Часть устройства регулирования под нагрузкой, предназначенная для выбора нужного ответвления обмотки перед переключением и для длительного пропускания тока.

Примечание. Избиратель ответвлений не служит для изменения и отключения тока

6.20. Предызбиратель ответвлений

Часть устройства регулирования напряжения под нагрузкой, длительно пропускающая ток, предназначенная для использования контактов избирателя, а также присоединенных к нему ответвлений обмотки более одного раза при прохождении всего диапазона регулирования трансформатора.

Примечания:

1. Предызбиратель не служит для изменения и отключения тока.

2. Предызбиратель может производить реверсирование регулировочной части обмотки или переключение грубых ступеней регулирования

6.21. Контактор устройства регулирования напряжения под нагрузкой

Часть устройства регулирования напряжения под нагрузкой, предназначенная для изменения и отключения тока в цепях переключающего устройства, предварительно подготовленных к этому избирателем

6.22. Токоограничивающий резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой

Резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой, предназначенный для включения между работающим и вводимым в работу ответвлением с целью ограничения переходного тока в переключаемой части обмотки и перевода нагрузки с одного ответвления на другое без перерыва в токе нагрузки трансформатора и без существенного его изменения

6.23. Токоограничивающий реактор устройства регулирования напряжения под нагрузкой

Реактор устройства регулирования напряжения под нагрузкой, предназначенный для включения между работающим и вводимым в работу ответвлением с целью ограничения переходного тока в переключаемой части обмотки и перевода нагрузки с одного ответвления на другое без перерыва в токе нагрузки трансформатора и без существенного его изменения

6.24. Система охлаждения

Совокупность теплообменников или элементов системы охлаждения, устройств, предназначенных для ускорения движения теплоносителя и (или) охлаждающей среды, контрольных и измерительных приборов, служащая для отвода тепла, выделяющегося в трансформаторе в охлаждающую среду

6.25. Охладитель

Теплообменник, в котором происходит передача тепла от теплоносителя, заполняющего бак трансформатора и принудительно циркулирующего через теплообменник, воздуху или воде, движение которых также принудительно ускоряется

6.26. Радиатор трансформатора

Теплообменник, в котором происходит передача тепла от теплоносителя, заполняющего бак трансформатора и движущегося путем естественной конвекции, воздуху, охлаждающему трансформатор

7. ДЕТАЛИ КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРЫ ЧАСТЕЙ ТРАНСФОРМАТОРА

7.1. Магнитная система

7.1.1. Стержень (ярмо) с плоской шихтовкой

Стержень (ярмо) магнитной системы, в котором плоские пластины различной или одинаковой ширины расположены так, что плоскости всех пластин параллельны

7.1.2. Стержень с радиальной шихтовкой

Стержень стыковой магнитной системы, в котором плоские пластины разной ширины расположены в поперечном сечении стержня практически в радиальных направлениях

7.1.3. Стержень с эвольвентной шихтовкой

Стержень стыковой магнитной системы, в котором пластины одной ширины изогнуты и расположены так, что в поперечном сечении они имеют форму эвольвенты и в совокупности образуют практически круговой цилиндр

7.1.4. Ступенчатое сечение стержня

Поперечное сечение стержня, собранного из двух или более пакетов пластин разной ширины, имеющее форму ступенчатой фигуры, вписанной в окружность или овал

7.1.5. Круглое сечение стержня

Поперечное сечение стержня с радиальной или эвольвентной шихтовкой, практически имеющее форму круга

7.1.6. Пластина магнитной системы

Пластина из электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, являющаяся элементом магнитной системы трансформатора.

Примечание. В некоторых конструкциях магнитных систем пластина при сборке может подвергаться изгибу по заданному профилю

7.1.7. Пакет пластин

Стопа пластин одного размера в стержне или ярме магнитной системы.

Примечание. Пакет может состоять из двух частей, разделенных каналом

7.1.8. Число ступеней в стержне (ярме)

Число пакетов пластин в половине поперечного сечения стержня (ярма) магнитной системы с плоской шихтовкой.

Примечание. Аналогично определяется число ступеней в навитой магнитной системе

7.1.9. Коэффициент заполнения круга

Отношение площади поперечного сечения стержня к площади круга с диаметром, равным диаметру стержня трансформатора.

Примечание. При наличии в сечении стержня каналов площадь поперечного сечения каналов не включается в площадь поперечного сечения стержня

7.1.10. Коэффициент заполнения сечения стержня (ярма)

Отношение активного сечения стержня (ярма) к площади его поперечного сечения

7.1.11. Коэффициент заполнения сталью

Отношение активного сечения стержня к площади круга с диаметром, равным диаметру стержня трансформатора.

Примечание. Коэффициент заполнения сталью равен произведению коэффициента заполнения круга и коэффициента заполнения сечения стержня

7.1.12. Окно магнитной системы

Пространство, ограниченное ближайшими поверхностями двух соседних стержней и двух торцевых ярм или поверхностями стержня, двух торцевых частей и боковой части бокового ярма

7.1.13. Высота окна магнитной системы

Расстояние между двумя торцевыми ярмами, измеренное по линии, параллельной продольной оси стержня (черт.1)

7.1.14. Ширина окна магнитной системы

Расстояние между ближайшими поверхностями двух соседних стержней или стержня и бокового ярма, измеренное по линии, перпендикулярной их продольным осям (черт.1)

7.1.15. Коэффициент заполнения окна магнитной системы

Отношение суммарной площади поперечного сечения металла всех витков всех обмоток в окне магнитной системы к площади окна

7.1.16. Ярмовая прессующая балка

Балка, служащая в магнитной системе для прессовки ярма и в качестве торцевой опоры для обмоток или только для прессовки ярма

7.1.17. Угол магнитной системы

Часть магнитной системы, ограниченная объемом, образованным пересечением боковых поверхностей или их продолжений одного из ярм и одного из стержней (черт.1)

7.1.18. Стык магнитной системы

Место сочленения пластин стержня и ярма в шихтованной магнитной системе или пакетов пластин стержня и ярма в стыковой магнитной системе.

Примечание. В некоторых конструкциях магнитных систем возможен стык пластин внутри стержня или ярма

7.1.19. Прямой стык магнитной системы

Стык магнитной системы, при котором пластины сохраняют прямоугольную форму

7.1.20. Косой стык магнитной системы

Стык магнитной системы, при котором пластины (пакеты) в месте сочленения срезаны под углом, близким к 45° к продольной оси пластины

7.1.21. Изоляция пластин (лент) магнитной системы

Слой изоляционного материала, наносимый на поверхность пластины (ленты) или образуемый на ее поверхности

7.2. Обмотки

7.2.1 Слой обмотки

Ряд витков от одного и более, расположенных на одной цилиндрической поверхности

7.2.2 Катушка обмотки

Группа последовательно соединенных витков более одного витка, конструктивно объединенная и отделенная от других таких групп или обмоток

7.2.3. Входные катушки обмотки

Катушки обмотки, ближайшие к ее линейному зажиму и отличающиеся по конструкции от остальных катушек

7.2.4. Простая цилиндрическая обмотка

Обмотка, сечение витка которой состоит из сечений одного или нескольких параллельных проводов, а витки и все их параллельные провода расположены в один ряд (слой) без интервалов на цилиндрической поверхности в ее осевом направлении (черт.11)

7.2.5. Двухслойная (многослойная) цилиндрическая обмотка

Обмотка, состоящая из двух (или более) концентрически расположенных простых цилиндрических обмоток (слоев) (черт.12)

7.2.6. Катушечная обмотка

Обмотка, состоящая из ряда катушек, расположенных в осевом направлении обмотки

7.2.7. Дисковая катушечная обмотка

Катушечная обмотка, собранная из отдельно намотанных катушек, выполненных в виде плоских спиралей из одного провода или нескольких параллельных проводов

7.2.8. Непрерывная катушечная обмотка

Катушечная обмотка, намотанная непрерывным проводом в виде плоских спиралей из одного провода или нескольких параллельных проводов (черт.15)

7.2.9. Переплетенная обмотка

Катушечная обмотка, в которой порядок последовательного соединения витков отличается от последовательности их расположения в катушках

7.2.10. Обмотка с переплетением катушек

Катушечная обмотка, в которой порядок последовательного соединения катушек отличается от последовательности их расположения в обмотке

7.2.11. Многослойная цилиндрическая катушечная обмотка

Катушечная обмотка, каждая катушка которой представляет собой многослойную цилиндрическую обмотку

7.2.12. Одноходовая винтовая обмотка

Обмотка, витки которой следуют один за другим в осевом направлении по винтовой линии, а сечение каждого витка образовано сечениями нескольких параллельных проводов прямоугольного сечения, расположенными в один ряд в радиальном направлении обмотки (черт.13)

7.2.13. Двухходовая (многоходовая) винтовая обмотка

Обмотка, состоящая из двух или более одноходовых обмоток, взаимно расположенных подобно ходам резьбы двухходового (многоходового) винта (черт.14)

7.2.14. Транспозиция проводов обмотки

Изменение взаимного расположения параллельных проводов в сечении витка обмотки с целью уравнивания распределения тока между ними

7.2.15. Сосредоточенная транспозиция проводов обмотки

Транспозиция проводов обмотки, сосредоточенная в нескольких местах в осевом направлении, при числе мест меньшем, чем число параллельных проводов без одного

7.2.16. Групповая транспозиция проводов обмотки

Сосредоточенная транспозиция, при которой все параллельные провода делятся на две или более группы и изменяется взаимное расположение этих групп без изменения расположения проводов в группе (черт.16)

7.2.17. Общая транспозиция проводов обмотки

Сосредоточенная транспозиция, при которой изменяется взаимное расположение всех параллельных проводов (черт.16)

7.2.18. Равномерно распределенная транспозиция проводов обмотки

Транспозиция параллельных проводов в винтовой или катушечной обмотке, выполняемая путем изменения расположения всех проводов в ряде мест, равномерно распределенных в осевом направлении обмотки, при числе мест не меньше числа параллельных проводов или катушек без одного (черт.17)

7.2.19. Прессующее кольцо обмотки

Металлическое разрезное или неметаллическое кольцо, размещенное между концевой изоляцией обмотки и ярмовыми балками трансформатора с целью осуществления осевой прессовки обмотки

8. РЕЖИМЫ И ПРОЦЕССЫ

8.1. Номинальный режим трансформатора

Режим работы трансформатора на основном ответвлении при номинальных значениях напряжения, частоты, нагрузки и номинальных условиях места установки и охлаждающей среды

8.2. Аварийный режим трансформатора

Режим работы, при котором напряжение или ток обмотки, или части обмотки таковы, что при достаточной продолжительности это угрожает повреждением или разрушением частей трансформатора

8.3. Параллельная работа трансформаторов

Работа двух или нескольких трансформаторов при параллельном соединении не менее чем двух основных обмоток одного из них с таким же числом основных обмоток другого трансформатора (других трансформаторов)

8.4. Режим холостого хода трансформатора

Х.х. трансформатора

Режим работы при питании одной из обмоток трансформатора от источника с переменным напряжением и других обмотках, не замкнутых на внешние цепи.

Примечание. Если нет специальной оговорки, то предполагается, что напряжение источника питания равно номинальному напряжению первичной обмотки и синусоидально, а частота равна номинальной частоте трансформатора

8.5. Опыт холостого хода

Опыт х.х.

Режим холостого хода трансформатора, осуществляемый при номинальной частоте и различных значениях синусоидального напряжения первичной обмотки с целью опытного определения потерь и тока холостого хода и др. параметров и характеристик трансформатора

8.6. Режим короткого замыкания трансформатора

Режим работы трансформатора при питании хотя бы одной из обмоток от источника с переменным напряжением при коротком замыкании на зажимах одной из других обмоток.

Примечание. Если нет специальной оговорки, то предполагается, что напряжение источника питания равно номинальному напряжению первичной обмотки и синусоидально, а его частота равна номинальной частоте трансформатора

8.7. Опыт короткого замыкания пары обмоток

Опыт к.з. пары обмоток

Режим короткого замыкания, осуществляемый с целью опытного определения потерь напряжения короткого замыкания и др. параметров и характеристик пары обмоток трансформатора при номинальной частоте и пониженном против номинального напряжения на одной из обмоток, при закороченной второй обмотке этой пары и остальных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

8.8. Режим нагрузки трансформатора

Режим работы возбужденного трансформатора при наличии токов не менее чем в двух его основных обмотках, каждая из которых замкнута на внешнюю цепь.

Примечание. При этом не учитываются токи, протекающие в двух или более обмотках в режиме холостого хода

8.9. Номинальный режим нагрузки двухобмоточного трансформатора

Режим нагрузки трансформатора номинальным током при номинальных частоте и напряжении

8.10. Номинальный режим нагрузки трехобмоточного (многообмоточного) трансформатора

Режим нагрузки трехобмоточного (многообмоточного) трансформатора, установленный нормативным документом

8.11. Допустимый режим нагрузки трансформатора

Режим продолжительной нагрузки трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмоток от нагрева не превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы.

Примечание. Метод и нормы для расчета износа изоляции устанавливаются нормативным документом

8.12. Перегрузка трансформатора

Нагрузка трансформатора, при которой расчетный износ изоляции обмоток, соответствующий установившимся превышениям температуры, превосходит износ, соответствующий номинальному режиму работы

8.13. Допустимая перегрузка

Перегрузка трансформатора, разрешенная нормативным документом

8.14. Допустимая систематическая перегрузка

Ограниченная по длительности перегрузка трансформатора, при которой расчетный износ изоляции за установленное время не превосходит износа за такое же время при номинальном режиме работы.

Примечание. Установленное время (обычно одни сутки) включает длительность перегрузки и длительность предшествующей и последующей нагрузок

8.15. Допустимая аварийная перегрузка

Перегрузка трансформатора, допустимая в аварийных режимах, величина и длительность которой установлены нормативным документом

8.16. Нагрузочная способность трансформатора

Совокупность допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора

8.17. Возбуждение трансформатора

Создание основного магнитного поля трансформатора путем подключения одной или нескольких обмоток к одной или нескольким сетям или другим источникам с соответствующими номинальными напряжениями и частотой

8.18. Перевозбуждение трансформатора

Увеличение магнитной индукции в магнитной системе трансформатора по отношению к индукции в режиме холостого хода

8.19. Превышение номинального напряжения трансформатора

Превышение напряжения сети, в которую включена обмотка трансформатора, по сравнению с номинальным напряжением обмотки на включенном ответвлении

8.20. Регулирование напряжения трансформатора

Изменение в соответствии с заданным режимом или стабилизация напряжения одной или более обмоток при помощи специального устройства

8.21. Продольное регулирование напряжения

Регулирование напряжения трансформатора с изменением или стабилизацией его значения

8.22. Поперечное регулирование напряжения

Регулирование напряжения трансформатора с изменением или стабилизацией его фазы

8.23. Продольно-поперечное регулирование напряжения

Регулирование напряжения трансформатора с изменением или стабилизацией его значения и фазы

8.24. Регулирование напряжения трансформатора в нейтрали

Регулирование напряжения трансформатора путем переключения ответвлений обмотки, расположенных вблизи ее нейтрали

8.25. Регулирование напряжения трансформатора в линии

Регулирование напряжения трансформатора путем переключения ответвлений обмотки, расположенных вблизи от зажима, присоединяемого к сети

8.26. Естественное масляное охлаждение

Охлаждение частей масляного трансформатора путем естественной конвекции масла при охлаждении внешней поверхности бака и установленных на нем охладительных элементов посредством естественной конвекции воздуха и лучеиспускания в воздухе.

Примечание. Аналогично определяется естественное охлаждение при заполнении трансформатора другим жидким диэлектриком

8.27. Естественное воздушное охлаждение

Охлаждение частей сухого трансформатора путем естественной конвекции воздуха и частично лучеиспускания в воздухе

8.28. Дутьевое охлаждение

Охлаждение трансформатора с использованием принудительного повышения скорости движения воздуха, охлаждающего отдельные части системы охлаждения или активную часть трансформатора

8.29. Циркуляционное охлаждение

Охлаждение трансформатора с использованием принудительного повышения скорости движения заполняющего трансформатор теплоносителя при помощи насосов или вентиляторов

8.30. Масляно-водяное охлаждение трансформатора

Охлаждение масляного трансформатора с принудительной циркуляцией масла через охладители, охлаждаемые водой.

Примечание. Аналогично определяется водяное охлаждение при заполнении трансформатора другим жидким диэлектриком

8.31. Направленное циркуляционное охлаждение

Циркуляционное охлаждение с канализацией движения теплоносителя внутри бака трансформатора

9. ПАРАМЕТРЫ ТРАНСФОРМАТОРА

9.1. Общие параметры

9.1.1. Высшее напряжение трансформатора

ВН

Наибольшее из номинальных напряжений обмоток трансформатора

9.1.2. Низшее напряжение трансформатора

НН

Наименьшее из номинальных напряжений обмоток трансформатора

9.1.3. Среднее напряжение трансформатора

СН

Номинальное напряжение, являющееся промежуточным между высшим и низшим номинальными напряжениями обмоток трансформатора.

Примечание. При наличии более трех цепей и двух или более промежуточных напряжений эти напряжения, начиная с более высокого, следует именовать: "первое среднее", "второе среднее" и т.д.

9.1.4. Напряжение короткого замыкания пары обмоток трансформатора

Напряжение к.з.

Приведенное к расчетной температуре линейное напряжение, которое нужно подвести при номинальной частоте к линейным зажимам одной из обмоток пары, чтобы в этой обмотке установился ток, соответствующий меньшей из номинальных мощностей обмоток пары при замкнутой накоротко второй обмотке пары и остальных основных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

9.1.5. Напряжение короткого замыкания трансформатора

Напряжение к.з.

Напряжение короткого замыкания пары обмоток для двухобмоточного и три значения напряжения короткого замыкания для трех пар обмоток: высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего напряжения - для трехобмоточного трансформатора.

Примечание. Для многообмоточного трансформатора с обмотками число значений напряжения короткого замыкания равно

9.1.6. Изменение напряжения пары обмоток трансформатора

Арифметическая разность напряжений при холостом ходе обмотки на данном ответвлении и напряжения на ее зажимах при заданных токе нагрузки и коэффициенте мощности, когда напряжение на другой обмотке пары равно ее номинальному напряжению, если она включена на основном ответвлении, или напряжению другого ответвления, на которое она включена при остальных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

9.1.7. Коэффициент трансформации

Отношение напряжений на зажимах двух обмоток в режиме холостого хода.

Примечания:

1. Для двух обмоток силового трансформатора, расположенных на одном стержне, коэффициент трансформации принимается равным отношению чисел их витков

2. В трехфазном (многофазном) трансформаторе коэффициенты трансформации для фазных и междуфазных напряжений могут быть различными

3. В двухобмоточном трансформаторе коэффициент трансформации равен отношению высшего напряжения к низшему; трехобмоточный трансформатор имеет три коэффициента трансформации - высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего напряжений

9.1.8. Значение ступени регулирования напряжения

Наименьшая разность напряжений, получаемая при регулировании

9.1.9. Диапазон регулирования напряжения

Разность максимального и минимального напряжения обмотки, получаемых при регулировании

9.1.10. Ток холостого хода трансформатора

Ток х.х.

Ток первичной основной обмотки трансформатора в режиме холостого хода и номинальном синусоидальном напряжении номинальной частоты на ее зажимах.

Примечание. У трехфазного и многофазного трансформатора током холостого хода считается среднее арифметическое токов всех фаз

9.1.11. Ток короткого замыкания трансформатора

Ток к.з.

Ток в обмотке трансформатора при испытаниях на стойкость при коротком замыкании в одной из сетей, присоединенных к зажимам трансформатора

9.1.12. Установившийся ток короткого замыкания

Действующее значение тока короткого замыкания, определяемое без учета свободного тока при неизменном напряжении на зажимах первичной обмотки трансформатора

9.1.13. Наибольший установившийся ток короткого замыкания

Установившийся ток короткого замыкания трансформатора, определяемый с учетом регламентированного реактивного сопротивления питающей сети, на который трансформатор должен быть рассчитан

9.1.14. Ударный ток короткого замыкания

Наибольшее мгновенное значение тока короткого замыкания, определяемое как сумма мгновенных значений вынужденного тока и свободного тока в процессе короткого замыкания

9.1.15. Наибольший ударный ток короткого замыкания

Ударный ток короткого замыкания при наибольшем вынужденном токе и наибольшем возможном или установленном нормативным документом свободном токе

9.1.16. Кратность установившегося тока короткого замыкания

Отношение установившегося тока короткого замыкания трансформатора к номинальному току

9.1.17. Ударный коэффициент тока короткого замыкания

Отношение ударного тока короткого замыкания к амплитуде наибольшего установившегося тока короткого замыкания

9.1.18. Циркулирующий ток в устройстве регулирования напряжения под нагрузкой

Ток, протекающий в контуре, содержащем часть обмотки между двумя ответвлениями и токоограничивающий резистор или обмотку реактора, под воздействием напряжения между двумя ответвлениями в процессе переключения

9.1.19. Типовая мощность трансформатора

Полусумма мощностей всех частей обмоток трансформатора.

Примечание. Мощностью части обмотки является произведение наибольшего длительно допустимого в этой части тока на наибольшее длительно допустимое напряжение этой части

9.1.20. Мощность обмотки трансформатора

Полная мощность, подводимая к этой обмотке от внешней цепи или отводимая от нее во внешнюю цепь

9.1.21. Электромагнитная мощность автотрансформатора

Мощность, передаваемая автотрансформатором из одной сети в другую посредством электромагнитной индукции, равная мощности общей или последовательной обмотки автотрансформатора

9.1.22. Электрическая мощность автотрансформатора

Мощность, непосредственно передаваемая автотрансформатором из одной сети в другую электрическим путем благодаря гальванической связи между соответствующими обмотками, равная произведению напряжения общей обмотки на ток последовательной обмотки автотрансформатора и коэффициент, учитывающий число фаз

9.1.23. Проходная мощность автотрансформатора

Мощность, передаваемая автотрансформатором из одной сети в другую, равная сумме его электромагнитной и электрической мощностей

9.1.24. Потери трансформатора

Активная мощность, расходуемая в магнитной системе, обмотках и др. частях трансформатора при различных режимах работы

9.1.25. Потери холостого хода

Потери х.х.

Потери, возникающие в трансформаторе в режиме холостого хода при номинальном напряжении и номинальной частоте

9.1.26. Магнитные потери

Потери, возникающие в магнитной системе трансформатора в режиме холостого хода при номинальном напряжении и номинальной частоте

9.1.27. Потери короткого замыкания пары обмоток

Потери к.з.

Приведенные к расчетной температуре потери, возникающие в трансформаторе при номинальной частоте при установлении в одной из обмоток тока, соответствующего меньшей из номинальных мощностей обмоток этой пары, при замкнутой накоротко второй обмотке пары и остальных основных обмотках, не замкнутых на внешние цепи

9.1.28. Потери короткого замыкания

Потери к.з.

Потери короткого замыкания пары обмоток для двухобмоточного и три значения потерь короткого замыкания для трех пар обмоток: высшего и низшего, высшего и среднего, среднего и низшего напряжений - для трехобмоточного трансформатора.

Примечания:

1. Для многообмоточного трансформатора с обмотками число значений равно .

2. Обмотки пары должны быть включены или замкнуты накоротко на основных ответвлениях

9.1.29. Основные потери в токоведущих частях

Потери в обмотках и др. токоведущих частях трансформатора, определяемые током данной обмотки или токоведущей части и ее электрическим сопротивлением, измеренным при постоянном токе

9.1.30. Добавочные потери в опыте короткого замыкания

Разность потерь, измеренных при определенном токе в опыте короткого замыкания, и основных потерь в токоведущих частях, определенных при том же токе

9.1.31. Добавочные потери в токоведущих частях

Потери от токов, наведенных полем рассеяния в токоведущих частях трансформатора

9.1.32. Потери от циркулирующих токов

Потери от токов, наведенных полем рассеяния и замыкающихся в параллельно соединенных ветвях обмоток трансформатора

9.1.33. Добавочные потери в элементах конструкций

Потери от гистерезиса и вихревых токов, возникающие в металлических деталях трансформатора от воздействия поля рассеяния.

Примечание. В добавочные потери в элементах конструкции трансформатора не входят потери от вихревых токов и гистерезиса в активных материалах

9.1.34. Суммарные потери трансформатора

Сумма потерь холостого хода и потерь короткого замыкания трансформатора.

Примечание. Для трехобмоточного трансформатора за потери короткого замыкания принимается наибольшее из трех значений потерь согласно п.9.1.28

9.1.35. Относительные потери

Отношение потерь холостого хода, потерь короткого замыкания или суммарных потерь трансформатора к его номинальной мощности

9.1.36. Стойкость трансформатора при коротком замыкании

Способность трансформатора при включении на любом ответвлении выдерживать без повреждений внешние короткие замыкания

9.1.37. Электродинамическая стойкость трансформатора при коротком замыкании

Способность трансформатора выдерживать без повреждений динамические воздействия, возникающие при внешнем коротком замыкании

9.1.38. Термическая стойкость трансформатора при коротком замыкании

Способность трансформатора выдерживать без повреждений термические воздействия, возникающие при внешнем коротком замыкании

9.2. Номинальные данные трансформатора

9.2.1. Номинальные данные трансформатора

Трансформаторы силовые масляные

В структуре промышленного энергоснабжения и электрификации хозяйственного сектора, силовые масляные трансформаторы осуществляют один из важнейших аспектов электроснабжения. Благодаря именно такому агрегату, происходит преобразование величины напряжения поступающей электроэнергии для её последующей доставки конечному потребителю.

Назначение и принцип действия

Использование масляных силовых трансформаторов обусловлено необходимостью транспортировки электроэнергии на значительные расстояния. Применение таких электротехнических установок позволяет снизить потери при передаче электричества за счёт её видоизменения (трансформации).

Для осуществления этого процесса, поступающее на вводы установки электричество необходимо привести в транспортировочное состояние. Посредством силового трансформатора происходит повышение значения амплитуды входного напряжения, для дальнейшей передачи энергии в линию электропередач.

На другом конце ЛЭП находится идентичная подстанция с аналогичным силовым трансформатором. Для дальнейшего распределения электроэнергии потребителям, таким агрегатом осуществляется понижение амплитуды принимаемого напряжения.

Устройство силового масляного трансформатора

Условное обозначение трансформаторов:


Масляные трансформаторы состоят из:

— бака с размещёнными в нём радиаторами;

— расширительного бочка;

— крышки бака;

— активной части.

Бак агрегата имеет специальную пробку для удобного обслуживания агрегата при необходимости взятия проб масла. Так же в баке размещена пластина для подключения к ней заземляющего провода. Все уплотнительные элементы внутри конструкции выполнены из маслостойкой резины.

Стенки корпуса изготовлены из плотной стали 3 - 4 мм в толщину. На крышке агрегата находятся силовые вводы и выводы (ВН и НН). Для удобства транспортировки предусмотрены специальные петли.

Особенности функционирования

При вводе в эксплуатацию силовые трансформаторы необходимо устанавливать на заранее оборудованные стационарные площадки. Обычно это бетонируемые основания прямоугольной формы. Для необходимости динамического перемещения, либо установке агрегата на грунте, могут использоваться рельсы или модифицированные катки.

Под герметичным баком с крышкой размещена вся функциональная начинка трансформатора. Оборудование, расположенное внутри металлического корпуса, превосходно защищено от внешних воздействий. Всё пустующее пространство бака залито специальным видом трансформаторного масла. Оно характеризуется высокими диэлектрическими свойствами, а так же играет роль охлаждающей жидкости. Её использование обусловлено необходимостью отвода тепла от элементов конструкции подверженных высоким токовым нагрузкам.

Преимущества использования

При изготовлении силовых масляных трансформаторов применяются уникальные технические решения позволяющие увеличить их надёжность и существенно снизить эксплуатационные расходы.

Характерные достоинства силовых трансформаторов:

— силовые агрегаты производятся в корпусе герметичного типа, до отказа наполненные маслом, без использования расширителя; 

— до заливки в камеру масло проходит процесс дегазации (удаление растворённых в масле частиц воздуха) для предотвращения последующего его окисления;

— полностью исключёно попадание масла наружу, как и воздуха внутрь корпуса, что даёт способность маслу не терять своих свойств на протяжении эксплуатационного периода;

— не требуется производство профилактического, текущего и капитального обслуживания трансформатора на протяжении всего периода функционирования.

Распространённые серии силовых масляных трансформаторов

  1. ТМГ.


Серия трёхфазных масляных трансформаторов, разработана для конвертирования уровня электроэнергии в сети с возможностью наружного либо внутреннего монтажа. Функциональность модели не изменяется даже при самом широком спектре внешних температур (от +40 до – 60 °C). Однако эксплуатировать эту модель трансформаторов в режимах сильных вибраций, или в особо неблагоприятной среде крайне нежелательно.

Мощностной диапазон: 16 – 1250 кВ •А.

  1. ТМГ 11.


Серия масляных трансформаторов трёхфазного типа выполнена в герметичном корпусе. Модель не имеет маслорасширителей. Агрегат осуществляет преобразование электроэнергии в электрических сетях для доставки её к конечным потребителям. Характерная особенность модели заключается в особенности ввода нейтрали стороны НН. Агрегат разработан для устойчивой работы в режиме продолжительной нагрузки, равной 100% от значения номинального тока самой обмотки НН.

Мощностной диапазон: 100 – 2500 кВ •А.

  1. ТМГ 21.


Серия представляет собой трёхфазный масляной трансформатор общего назначения. Модель изготавливается в различном сочетании номинальных и рабочих напряжений в широком спектре. Так же варьироваться могут схемы и группы подключения обмоток в зависимости от режима и области применения. Характерной особенностью модели является использование алюминиевой фольги вместо проводов. Это повышает качество намотки проводника и увеличивает степень надёжности устройства.

Мощностной диапазон: 630 – 3200 кВ •А.

  1. ТМГСУ 11.


Серия трёхфазных масляных трансформаторов с симметрирующим устройством. Конструкция корпуса имеет надёжное герметичное исполнение. Модель превосходно обеспечивает поддержание уровня фазных напряжений в электросетях с неравномерной пофазной нагрузкой.

Мощностной диапазон: 25 – 250 кВ •А.

  1. ТМГ 32.


Серия трёхфазных масляных трансформаторов с уменьшенными показателями энергопотребления. При создании модели использованы последние инновационные методы компоновки элементов внутри корпуса. Агрегат обладает минимальным уровнем по

Конструкция силового трансформатора

с приложениями

Трансформатор - это электрическое устройство, которое используется для передачи энергии из одной цепи в другую посредством электромагнитной индукции. Передача энергии осуществляется без изменения частоты. В электронной системе термин силовой трансформатор используется для обеспечения ряда источников переменного тока с несколькими напряжениями и соответствующими значениями тока от электросети общего пользования. А также используется для обозначения трансформаторов с номинальной мощностью 500 кВА или выше.

Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы

Силовой трансформатор - это один из видов трансформатора, который используется для передачи электрической энергии в любой части электрической или электронной цепи между генератором и первичными цепями распределения. Эти трансформаторы используются в системах распределения для сопряжения повышающих и понижающих напряжений. Обычно силовые трансформаторы погружаются в жидкость, а срок службы этих трансформаторов составляет около 30 лет. Силовые трансформаторы можно разделить на три типа в зависимости от диапазонов.Это трансформаторы малой мощности, трансформаторы средней мощности и трансформаторы большой мощности.


Силовые трансформаторы
  • Диапазон малых силовых трансформаторов может составлять от 500 до 7500 кВА
  • Диапазон трансформаторов средней мощности может составлять от -100 МВА
  • Диапазон мощных трансформаторов может составлять от 100 МВА и более

Среднее Срок службы трансформатора составляет около 30 лет.

Эти трансформаторы преобразуют напряжение. Он удерживает низковольтную, сильноточную цепь на одной стороне трансформатора, а на другой стороне трансформатора он держит низковольтную цепь низкого тока.Силовой трансформатор зависит от принципа индукции Фарадея. Они описывают энергосистему в зонах, в которых каждое подключенное к системе зубчатое колесо имеет размер в соответствии с номинальными параметрами, установленными силовым трансформатором.

Конструкция силового трансформатора

Каркас силового трансформатора выполнен из металла, ламинированного листами. Он фиксируется либо в сердечнике, либо в оболочке. Каркасы трансформатора намотаны и соединены проводниками, чтобы получилось три однофазных или один трехфазный трансформатор.Три однофазных трансформатора требуют, чтобы каждый банк был изолирован от дополнительного и, таким образом, обеспечивали непрерывность обслуживания при отказе одного банка. Одиночный трехфазный трансформатор, будь то корпус или сердечник, не будет работать даже при выходе из строя одной батареи. Трехфазный трансформатор недорог в изготовлении, занимает меньше места и работает сравнительно с более высоким КПД.

Конструкция силового трансформатора

Каркас трансформатора поглощен огнезащитным маслом внутри резервуара.Консерватория наверху масляного бака позволяет растущему маслу попадать в него. Зарядное устройство ответвлений нагрузки сбоку резервуара изменяет количество поворотов обмотки высокого напряжения и низкого тока для более точного регулирования напряжения. Втулки резервуара позволяют проводникам осторожно входить в резервуар и выходить из него, не воздействуя на внешнюю оболочку. Силовой трансформатор может работать сверх своего небольшого номинала, пока он остается в пределах 65 ° C повышения температуры. Чтобы обеспечить вышеуказанный номинальный режим работы, в трансформаторы встроены вентиляторы, которые охлаждают сердечник трансформатора до точки ниже указанной температуры.


Технические характеристики силового трансформатора

Силовые трансформаторы могут иметь однофазную или трехфазную конфигурацию. При поиске силовых трансформаторов необходимо учитывать множество важных характеристик. Технические характеристики силового трансформатора включают максимальную номинальную мощность, максимальный номинальный вторичный ток, максимальное номинальное напряжение и тип o / p. Технические характеристики силового трансформатора в основном включают

  • Фаза 3Ø
  • Частота 60 Гц, 50 Гц
  • Первичное напряжение 22.9 кВ
  • Вторичное напряжение составляет 6,6 / 3,3 кВ
  • Напряжение ответвления 23,9-R22.9-21.9-20.9-19.9 кВ
  • Vector Dd0, Dyn11 и т. Д.
Технические характеристики силового трансформатора
Применения силового трансформатора

Силовые трансформаторы могут переключаться с одного напряжения на другое на высоких уровнях мощности. Эти трансформаторы используются в различных электронных схемах, а также доступны в различных типах и приложениях.

Применения силового трансформатора включают передачу и распределение электроэнергии. Эти трансформаторы широко используются электростанциями, промышленными предприятиями и традиционными электроэнергетическими компаниями.

Силовые трансформаторы используются в высоковольтных сетях передачи для повышения и повышения ступеней. вниз по напряжению.Эти трансформаторы обычно используются для передачи больших нагрузок.

Эти трансформаторы имеют большие размеры по сравнению с распределительными трансформаторами, которые используются в производстве станций и передающих подстанций. В трансмиссии используются силовые трансформаторы н / б. Таким образом, они не подключаются напрямую к потребителям. Таким образом, колебания нагрузки трансформатора меньше.

Эти трансформаторы используются как повышающие устройства для передачи, так что потери I2r могут быть уменьшены до заданного потока мощности.

Силовые трансформаторы в основном предназначены для максимального использования сердечника и будут работать в непосредственной близости от точки перегиба кривой B-H. Это значительно снижает массу сердечника. Естественно, силовые трансформаторы имеют соответствующие потери в меди и потери в стали при более высокой нагрузке.

Таким образом, речь идет о конструкции силового трансформатора, технических характеристиках силового трансформатора и его применении. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые вопросы относительно этой концепции или принципиальной схемы силового трансформатора, пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже.

Фото:

  • Силовой трансформатор ge-mcs
  • Конструкция силового трансформатора peguru
  • Технические характеристики силового трансформатора aliimg

Силовые трансформаторы

  • Изучив этот раздел, вы сможете описать:
  • • Отводы.
  • • Силовые трансформаторы с ламинированным и тороидальным сердечником.
  • • Изоляция.
  • • Автотрансформаторы.
  • • Импульсные трансформаторы питания.
  • • Неисправности трансформатора.

Рис. 11.3.1 Силовой трансформатор с ламинированным сердечником.

Силовые трансформаторы с ламинированным сердечником

Задача силового трансформатора в электронной системе состоит в том, чтобы обеспечить эту систему несколькими источниками переменного тока различных напряжений и подходящих значений тока от высокого напряжения электроснабжения общего пользования.Кроме того, может потребоваться электрическая изоляция между электронной схемой и внешним источником питания общего пользования. Типичная конструкция силового трансформатора с многослойным сердечником показана на рис. 11.3.1.

Сердечник из тонкой стальной пластинки в форме «E» и «I» используется для уменьшения воздействия вихревых токов. Они зажимаются вместе, и первичная и вторичная обмотки наматываются на каркас, расположенный вокруг центрального плеча сердечника. Обмотки могут быть разделены, как показано, или, часто, для большей эффективности, намотаны концентрически слоями (первичная, вторичная, первичная, вторичная и т. Д.).Трансформаторы часто изготавливаются специально для конкретного приложения или оборудования, в котором они используются. Поэтому для правильной идентификации обмоток может потребоваться ссылка на данные производителя.

Рис. 11.3.2 Принципиальная схема силового трансформатора
с ответвлениями.

Отводы.

Чтобы трансформаторы могли подавать ряд вторичных напряжений в различные части цепи, силовые трансформаторы обычно имеют "ответвленные обмотки". Таким образом, обмотки разделяются на различные секции с использованием ряда соединений, выведенных из одной обмотки, каждое из которых имеет определенное количество витков вдоль обмотки, как показано на схематической диаграмме символов Рис.3.2 ниже.

Это обеспечивает выбор различных соотношений витков между первичной и вторичной обмотками, позволяя использовать разные входные напряжения и получить диапазон разных выходных напряжений.

При использовании обмотки с центральным отводом, например 9V 0V 9V, может быть предоставлен сбалансированный источник питания с двумя равными напряжениями (9V) противоположной полярности или одним источником питания 18V.

Тороидальные силовые трансформаторы

Рис. 11.3.3 Тороидальный силовой трансформатор

Популярная конструкция силовых трансформаторов основана на тороидальном сердечнике, показанном на рис. 11.3.3, (Тороид - это просто сердечник в форме ореха). Такая конструкция обеспечивает отличную связь между первичной и вторичной обмотками, поскольку обе катушки намотаны друг на друга вокруг одного и того же сердечника, а не отдельных обмоток, используемых на сердечниках трансформатора E-I. Потери на вихревые токи в тороидальном сердечнике сохраняются на низком уровне за счет изготовления сердечника из спиральной полосы из стали с ориентированной зернистостью или литья сердечника из ферритового материала сердечника с высокой проницаемостью. Конструкция тороидального трансформатора, хотя обычно более дорогая, чем типы с многослойным стальным сердечником E-I-образной формы, тороидальный сердечник обеспечивает меньший и более легкий трансформатор, чем для данной номинальной мощности, вместе с более высоким КПД и меньшей утечкой магнитного поля вокруг трансформатора.

Изоляция.

Одним из преимуществ трансформаторов (кроме автотрансформаторов) является отсутствие электрического соединения между входной цепью, подключенной к первичной обмотке, и выходной цепью, подключенной к вторичной обмотке; поэтому их можно использовать для гальванической развязки двух цепей.

Изолирующие трансформаторы

используются для повышения безопасности пользователей электрического оборудования, такого как наружные электроинструменты, а также для технических специалистов, обслуживающих оборудование, где возможно прикосновение к токоведущим проводам и компонентам, путем обеспечения входных и выходных клемм, которые электрически изолированы от главная цепь.

Большие разделительные трансформаторы обычно способны выдерживать выходную мощность около 250-500 ВА (вольт-амперы) без перегрузки. Их первичная обмотка подключена непосредственно к источнику питания, и для обеспечения выходного напряжения сети (или линии) их соотношение витков составляет 1: 1, как показано на рис. 11.3.4. Они также имеют заземленный металлический экран между первичной и вторичной обмотками для предотвращения прохождения переменного тока электростатическим (емкостным), а также индуктивной связи между двумя обмотками.

Рис. 11.3.4 Разделительный трансформатор сети.

Использование изолирующего трансформатора значительно снижает риск поражения электрическим током человека, одновременно касающегося токоведущего проводника и земли, поскольку вторичная цепь не имеет заземления и, следовательно, не имеет непрерывной цепи для протекания тока. Изолирующий трансформатор НЕ защищает от поражения электрическим током при прикосновении к фазе и нейтрали одновременно.

Изолирующие трансформаторы гораздо меньшего размера используются в оборудовании для передачи голоса и данных, таком как факсимильные аппараты и модемы, где их задача - безопасно изолировать оборудование, которое в условиях неисправности может допускать наличие высокого напряжения на их интерфейсе с общественной телефонной системой.Они также используются для согласования импеданса входов и выходов оборудования с полными сопротивлениями телефонных линий.

Рис. 11.3.5 Принципиальная схема Автотрансформатора
.

Автотрансформаторы.

Это особый тип трансформатора, у которого только одна обмотка. Он часто используется для преобразования между различными сетевыми (линейными) напряжениями, что позволяет использовать электрическое оборудование во всем мире. Одиночная непрерывная обмотка разделена на несколько «ответвлений», как показано на рис.11.3.5 для получения различных напряжений. Соответствующее количество витков обеспечивается между каждым ответвлением для создания необходимого напряжения на основе соотношения витков между полной обмоткой и ответвлением. Полезный метод расчета неизвестных напряжений на автотрансформаторе, если известно количество витков на различных ответвлениях, заключается в использовании метода вольт на виток, описанного на странице «Основные операции трансформатора». В отличие от обычного трансформатора с первичной и вторичной обмотками, автотрансформатор не обеспечивает развязки между входом и выходом.

Автотрансформаторы

также используются для обеспечения очень высоких напряжений, необходимых для таких приложений, как автомобильные системы зажигания и приводы электронно-лучевых трубок в ЭЛТ-телевизорах и мониторах.

Часть имени «Авто» в данном случае не означает «автоматический», но имеет значение «Один - действует самостоятельно», как в auto nomous.

Импульсные трансформаторы питания

Трансформаторы с многослойным сердечником в настоящее время менее распространены из-за использования импульсных источников питания (SMPS).Эти схемы работают на гораздо более высоких частотах, чем старые источники питания 50-60 Гц. Помимо большей эффективности, SMPS имеют то преимущество, что многие компоненты в цепи источника питания могут быть физически намного меньше и легче, включая трансформатор. В трансформаторах SMPS, работающих на частоте около 500 кГц, как в примере на рис. 11.3.6 в телевизионном приемнике, вместо ламинированных сердечников используется феррит, поскольку потери в феррите на высоких частотах намного меньше, чем в ламинированных сердечниках. Сигналы, обрабатываемые трансформаторами в SMPS, помимо высокой частоты, обычно имеют прямоугольную форму.Из-за этого они будут содержать много гармоник на еще более высоких частотах. Это создает проблему из-за «скин-эффекта»; высокочастотные токи, протекающие по проводам, имеют тенденцию течь только по внешней обшивке проводов, что усложняет обычные вычисления площади поперечного сечения проводов. Поскольку эффективная площадь поперечного сечения изменяется в зависимости от частоты, соответственно изменяется и эффективная индуктивность обмотки. Кроме того, компоновка компонентов по отношению к трансформаторам SMPS требует тщательного проектирования, поскольку электромагнитные помехи на высоких частотах выше.

Рис. 11.3.6 Импульсный источник питания
Трансформатор.

Неисправности трансформатора

Трансформаторы обычно отличаются высокой надежностью; их очень высокий КПД означает, что в нормальных условиях небольшая мощность рассеивается в виде тепла (во многих компонентах это самый большой убийца!). Как и в случае с любым другим электронным устройством, именно те, которые работают с наибольшей мощностью, являются наименее надежными, поэтому силовые трансформаторы, особенно те, которые работают с высоким напряжением, более подвержены пробоям, чем другие типы трансформаторов.

Перегрев, вызванный внутренней неисправностью или перегрузкой, может привести к опасным ситуациям, вплоть до полного «расплавления». По этой причине многие силовые трансформаторы могут быть оснащены плавкими предохранителями или автоматами защиты от перегрева. В маловероятном случае выхода этого устройства из строя первичная обмотка обычно оказывается разомкнутой. Часто бывает трудно или невозможно удалить и / или отремонтировать предохранитель, который находится глубоко внутри обмоток. Также очень вероятно, что это будет неразумно, поскольку трансформатор перегреется по одной из двух возможных причин:

  • 1.Трансформатор в течение длительного времени был серьезно перегружен; в этом случае могло произойти внутреннее повреждение изоляции. Самый безопасный вариант - заменить трансформатор.
  • 2. В трансформаторе произошло внутреннее короткое замыкание. Это означает, что нарушена изоляция между двумя витками обмотки. В результате получается обмотка с одним витком. Коэффициент трансформации сейчас огромен! Представьте трансформатор с 1000 витками на первичной обмотке и 100 витками на вторичной обмотке, имеющей короткое замыкание на вторичной обмотке.Передаточное число только что изменилось с 10: 1 до 1000: 1! Результат - очень низкое вторичное напряжение, но огромный ток. В этом случае опять же единственное решение - замена.

Единственная неисправность, с которой я лично столкнулся и регулярно встречался за 26 лет обслуживания электроники, - это пробой изоляции на трансформаторах очень высокого напряжения; тип, используемый для генерации нескольких тысяч вольт в телевизионных приемниках. Большинство из этих неисправностей произошло летом в субботу днем, причина? Люди, возвращающиеся из отпуска, часто делали это в субботу днем, а телевизор не использовался в течение недели или более.За это время влага проникла в обмотки трансформатора, и когда снова было приложено высокое напряжение, возникла дуга, и трансформатор сразу же замкнулся.

При любой неисправности, в которой подозревается трансформатор (любого типа), вероятность того, что он является виновником, очень низка в списке вероятностей.

Защита силового трансформатора и виды неисправностей

Защита силового трансформатора и виды неисправностей

В предыдущем посте мы уже говорили о системах, устройствах и блоках электрической защиты.Сегодня мы поговорим о различных типах защиты трансформаторов и неисправностях более подробно.

Неисправности силового трансформатора

Трансформаторы - это жизненно важное оборудование в сети передачи и распределения , поэтому защита от внутренних и внешних сбоев является очень важным фактором при проектировании этих сетей.

Неисправности трансформаторов могут возникнуть:

  • В диэлектрических (изоляционных) материалах, а именно в масле.
  • В обмотках.
  • В основном (реже).
Неисправности масла и изоляции обмоток

Трансформаторные масла предназначены для обеспечения электроизоляции при высоких электрических полях ; любое значительное снижение электрической прочности может указывать на то, что масло больше не способно выполнять эту жизненно важную функцию .

Некоторые из факторов, которые могут привести к снижению диэлектрической прочности, включают полярных загрязнителей, таких как вода, продукты разложения масла и разрушение целлюлозной бумаги .

Неисправности трансформатора могут возникать в масле из-за газообразования, старения, загрязнения воздухом и недостаточного уровня и давления.

В случае незначительной неисправности , например, повреждения изоляции болта сердечника, локального перегрева и т. Д. . Дуга вызывает медленное образование газа в масле .

Все неисправностей сердечника и обмоток трансформатора приводят к локальному нагреву и выходу из строя ил.

Когда неисправность относится к очень незначительному типу , например, горячее соединение , газ медленно выделяется и поднимается в сторону расширителя .

Основная неисправность , где имеет место сильная дуга , вызывает быстрое выделение большого объема паров газа и масла .

Этот бурный выброс газа и паров масла не успевает выйти, а вместо этого создает давление и физически вытесняет масло , вызывая выброс масла в расширитель .

Неисправности могут также возникать в изоляционном материале обмоток , как следствие отказа масла, старения , перегрев и пробой изоляции .

Неисправности сердечника

Если какая-либо часть изоляции сердечника становится дефектной или ламинированная структура сердечника перекрывается любым проводящим материалом , который может позволить течь достаточному вихревому току , он вызовет серьезный перегрев .

Болты с изолированной сердцевиной используются для затягивания сердечника . Если изоляция этих болтов , выходит из строя, и обеспечивает легкий путь для паразитного тока , это приведет к перегреву .

Механические удары во время погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки может приложить к трансформатору с эквивалентной силой , превышающей 3g (где g - ускорение свободного падения; g = 9.81 м / с 2 .) , что может вызвать искажение ядра .

Неисправности обмоток

Неисправности общих обмоток: :

  • Неисправности между первичной и вторичной обмотками (короткое замыкание ) той же фазы .
  • Короткое замыкание между витками обмотки .

Эти неисправности обычно являются результатом диэлектрического нарушения , как между обмотками и между витками одной и той же обмотки , из-за старения изоляционного материала , которое может увеличить из-за перегрузок .

Также необходимо учитывать, что обмотки подвергаются как радиальным, так и осевым силам , связанным с взаимодействием тока и магнитного потока . Радиальные силы во внутренней обмотке ( обычно это низковольтная обмотка ) находятся в состоянии сжатия , в то время как силы внешней обмотки ( обычно это обмотка высокого напряжения ) находятся в растяжении .

Конструкция обмоток и связей должна учитывать величину этих сил и обеспечивать достаточную прочность , чтобы противостоять им без значительной механической деформации , которая может привести к диэлектрическому разрушению .

Также механические удары во время погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки может приложить к трансформатору с силой, эквивалентной , превышающей 3g , что может вызвать деформацию и / или смещение обмоток и , уменьшение изоляции обмотки .

Неисправности, связанные с перегрузкой

Нагрузка трансформатора определяется допустимым повышением температуры обмоток и маслом . Допустимая температура масла составляет 65 ° C и горячая точка температура обмотки составляет 80 ° C при номинальной нагрузке .

Поскольку нагрузка трансформатора не остается стабильной и изменяется в соответствии с кривой нагрузки , нагрузка трансформатора становится важной эксплуатационной проблемой .

Номинальная выходная мощность силового трансформатора указана на его заводской табличке со ссылкой с до , указанное превышение температуры при определенных условиях испытаний .

Выходной сигнал , который может быть получен от трансформатора без чрезмерного ухудшения изоляции , может быть либо больше, либо меньше номинального значения на паспортной табличке, в зависимости от рабочих условий , таких как температура окружающей среды , начальная нагрузка, охлаждение, ожидаемый срок службы и т. д. .

Неисправности из-за перегрева

Перегрев в трансформаторе может быть вызван перегрузками, превышающими допустимые перегрузки , указанные производителями в соответствии со стандартами IEC ( 60354 для маслонаполненных трансформаторов и 60905 для сухих трансформаторов. трансформаторы ) и внешние неисправности , такие как короткое замыкание на установках после .Большинство этих неисправностей может быть ограничено надлежащим обслуживанием трансформатора.

Перегрев может вызвать пробой изоляции обмоток.

Защита силового трансформатора

Встроенная защита

Трансформаторы снабжены пулей ( внутренняя защита ) для диэлектрического нарушения ( образование газа ), температура , давление масла, уровень, температура обмотки и на устройстве РПН .

В соответствии с типом конструкции трансформаторов должны быть предусмотрены следующие средства защиты :

Масляные трансформаторы с расширителем

  • Реле Букхольца для диэлектрической неисправности ( 2 ступени : сигнализация и отключение )
  • Реле давления и уровня масла ( 2 ступени : аварийный сигнал и отключение )
  • Термостат температуры масла ( 2 ступени : аварийный сигнал и отключение )
  • Защита устройства РПН ( 2 шаги : аварийный сигнал и отключение )

Реле Букхольца имеет несколько методов обнаружения неисправного трансформатора .

  • При медленном накоплении газа , возможно, из-за небольшой перегрузки , газ , образовавшийся в результате разложения изоляционного масла , накапливается в верхней части реле и понижает уровень масла на . Поплавковый выключатель в реле используется для инициирования сигнала тревоги . В зависимости от конструкции, второй поплавок может также служить для обнаружения медленных утечек масла .
  • Если образуется дуга , накопление газа происходит быстро , и нефть быстро течет в расширитель .Этот поток масла управляет переключателем , прикрепленным к лопатке , расположенной на пути движущегося масла .

Реле Бухгольца имеют тестовый порт , позволяющий извлекать скопившийся газ для для проверки . Горючий газ , обнаруженный в реле указывает на некоторую внутреннюю неисправность , такую ​​как перегрев или искрение , тогда как воздух , обнаруженный в реле , может указывать только на низкий уровень масла или утечку .

Для трансформаторов , оборудованных охлаждающими вентиляторами и насосами , используются температурные устройства для автоматического запуска и остановки принудительного охлаждения . Они также оснащены устройством для подачи сигнала тревоги и отключения при очень высоких температурах трансформатора .

Масляные герметичные трансформаторы

  • Обнаружение газа и уровень масла, давление и температура в одно оборудование ( DGPT 2 - Определение газа, давления и температуры ) с 2 уровней ( тревога и срабатывание )

Сухие трансформаторы

  • Температура обмоток с 2 уровня ( тревога и срабатывание ) - датчик температуры сопротивления PT 100 ( платиновый зонд ) или PTC («положительный температурный коэффициент »), то есть термистор (полупроводящий материал , чувствительный к температуре ).

Эти защиты имеют прямое действие на отключающие катушки автоматических выключателей .

Дифференциальная защита

Идеальным способом из для защиты любой части оборудования энергосистемы является сравнение тока, входящего в эту часть оборудования, с током, выходящим из него .

В нормальных нормальных условиях два равны . Если два тока не равны , то должна существовать ошибка .

Это осуществляется с помощью « дифференциальная защита » (ANSI / IEEE / IEC код 87T), , диаграмма которого показана на рисунке 1, а принцип действия основан на текущем законе Кирхгофа .

Полезно знать:

IEC : Международная электротехническая комиссия.

ANSI : Американский национальный институт стандартов.

IEEE : Институт инженеров по электротехнике и электронике.

Рисунок 1 - Схема дифференциальной защиты

EHV и HV трансформаторы и автотрансформаторы для напряжения выше 49,5 кВ и MV трансформаторы с номинальной мощностью выше 3 4 MVA обычно имеют в качестве основной защиты a дифференциальную защиту для коротких замыканий обмоток - короткое замыкание между витками обмотки или между обмотками, которые соответствуют междуфазным или трехфазным коротким замыканием. схемы .

Если в точке размещения трансформатора нет заземления , то эту защиту n также можно использовать для защиты от замыканий на землю .

Если ток замыкания на землю ограничен импедансом , обычно невозможно установить пороговое значение тока на значение, меньшее, чем ограничивающий ток.

Эта защита подключена к трансформаторам тока CT (трансформаторы тока ) на с обеих сторон трансформатора (первичная обмотка и вторичная обмотка ), как показано на рисунке 1.

Использование дифференциальной защиты трансформатора создает некоторые проблемы, которые необходимо учитывать:

Проблема , связанная с коэффициентом трансформации и методом соединения

Первичный и вторичный токи имеют разная амплитуда из-за коэффициента трансформации и разные фазы в зависимости от метода связи (трансформатор треугольник-звезда обеспечивает сдвиг фаз на 30 °).Следовательно, измеренные значения тока должны быть скорректированы таким образом, чтобы сравниваемые сигналы были равны во время нормальной работы.

Этот выполняется с использованием согласующих вспомогательных трансформаторов, роль которых заключается в балансировании амплитуд и фаз .

Когда одна сторона трансформатора соединена звездой с заземленной нейтралью, согласующие трансформаторы на этой стороне соединяются треугольником, так что остаточные токи, которые могут быть обнаружены при возникновении замыкания на землю вне трансформатора, очищено.

На рисунке 16 показан пример подключения дифференциальной защиты с использованием согласующих вспомогательных трансформаторов .

Рисунок - Схема дифференциальной защиты трансформатора

В настоящее время с электронными и микропроцессорными блоками защиты эта компенсация осуществляется с помощью программного обеспечения .

Функция защиты основана на коэффициенте трансформации « n », который можно выразить уравнением :

n = (U 1 / U 2 ) = (I 2 / I 1 )

( U 1 : первичное напряжение; U 2 : вторичное напряжение; I 1 : первичный ток; I 2 : вторичный ток).

Приведенное выше соотношение является следствием уравнения номинальной мощности ( S ) трансформатора:

S = √3 x U 1 x I 1 = √3 x U 2 x I 2

Проблема , связанная с пусковым током трансформатора

Трансформатор коммутация вызывает очень высокий переходный ток 8–15 I n ), который протекает только через первичную обмотку и длится несколько десятых секунды .

Это - это , таким образом, обнаруженный защитой как дифференциальный ток , и он длится намного дольше времени срабатывания защиты ( 30 мс ). Обнаружение, основанное только на разнице между первичным и вторичным токами трансформатора, вызовет активацию защиты . Следовательно, защита должна иметь возможность различать дифференциальный ток, вызванный неисправностью, и дифференциальный пусковой ток .

Опыт показал, что волна пускового тока содержит не менее 20% компонент второй гармоники (ток на частоте из 100 Гц ), в то время как этот процент никогда не превышает чем 5% при возникновении перегрузки по току из-за неисправности внутри трансформатора .

Следовательно, защита должна быть просто заблокирована , когда процентное значение второй гармоники по отношению к основной гармонической составляющей (ток при 50 Гц ) выше, чем 15% , i.е. , « I 2 / I 1 > 15% ».

Проблема , относящаяся к току намагничивания при возникновении перенапряжения внешнего происхождения

Ток намагничивания или ток возбуждения - это ток, протекающий через первичную обмотку силового трансформатора , когда к вторичной обмотке не подключены нагрузки; этот ток устанавливает магнитное поле в сердечнике , а обеспечивает энергию для потерь мощности без нагрузки в сердечнике .Он отвечает за « потерь в железе ».

Ток намагничивания составляет разницы между первичным и вторичным токами трансформатора. Таким образом, определяется как ток короткого замыкания дифференциальной защитой, даже если он не связан с отказом .

В нормальных условиях эксплуатации этот ток намагничивания очень низкий и не достигает порога срабатывания защиты .

Однако, когда происходит перенапряжение за пределами трансформатора , магнитный материал насыщается (в целом трансформаторы рассчитаны на работу при пределе насыщения для номинального напряжения питания ), а намагничивание текущее значение сильно увеличивает . Таким образом, можно достичь порога срабатывания защиты .

Опыт показал, что намагничивающий ток из-за магнитного насыщения имеет высокую частоту составляющих пятой гармоники (ток на частоте из 250 Гц ).

Дифференциал трансформатора, следовательно, требует довольно сложных функций, так как он должен уметь измерять ток второй и пятой гармоник или, чтобы избежать измерения токов пятой гармоники, он должен уметь обнаруживать перенапряжения внешнего происхождения.

Характеристики дифференциальной защиты трансформатора связаны с трансформатором спецификации :

  • Коэффициент трансформации
  • Векторная группа
  • Пусковой ток
  • Постоянный ток намагничивания
Защита от перегрузки по току

Трансформаторы среднего напряжения с номинальной мощностью от до 2.5 MVA обычно защищены только от сверхтоков с помощью реле максимального тока.

  • Трехфазное или междуфазное короткое замыкание, мгновенное ( код ANSI / IEEE / IEC 50 ).
  • Трехфазное или междуфазное короткое замыкание с выдержкой времени ( ANSI / IEEE / IEC, код 51 ).
  • Короткое замыкание фазы на землю, мгновенное ( код ANSI / IEEE / IEC 50N ).
  • Короткое замыкание фазы на землю, с задержкой по времени ( ANSI / IEEE / IEC код 51N ).

Этот комплект защиты используется на трансформаторах высокого и среднего напряжения с номинальной мощностью выше 3-4 МВА как « резервная » защита , в дополнение к дифференциальная защита .

В некоторых установках и сетях трансформаторы MV с номинальной мощностью до 630 кВА могут быть защищены от сверхтоков предохранителями , связанными с выключателями-разъединителями , как показано на рисунке 2.

В этих ситуациях выключатели-разъединители должны иметь отключающую катушку , чтобы обеспечить срабатывание встроенной защиты трансформаторов .

Рисунок 2 - Выключатель-разъединитель, связанный с предохранителями

Предохранители должны иметь механическую защелку , чтобы указывать на сплавление и вызывать трехполюсное размыкание выключателя-разъединителя , чтобы исключить работу установки только с двумя фазами .

Производители предоставляют таблиц для выбора номинального тока предохранителя , принимая во внимание номинальное напряжение и мощность , как показано в таблице 1, в соответствии со стандартами IEC .

Таблицы различаются от производителя к производителю , в соответствии с используемыми стандартами , рекомендуется использовать таблицу, предоставленную выбранным производителем .

Таблица 1 - Номинальный ток предохранителей для защиты силовых трансформаторов

200 - 20 31,5 - 63

91 16091 100-160

Номинальная мощность трансформатора

(кВА)

Линейное напряжение (кВ)
6 -.2 10–12 15–17,5 20–24 30–36
Номинальный ток предохранителя (A) 101284 912 -16 10 6,3 - 10 6,3 4 - 6,3
100 16-31,5 16 - 25 16 10 6,3 - 1012
20-40 16 - 31.5 20 10-16 6,3 - 10
160 31,5-50 20 - 31,5 20-25 16-20 10-16
31,5-63 25-40 20-31,5 16-20 10-16
250 40-80 25-40 31,5 12 16-25
315 50-100 31.5-50 31,5 - 50 16-25 16-25
400 63-100 40-63 31,5 - 63 20-40 16-25
500 80-125 50-80 40-80 25-50 20-31,5
630 100-160 63-100 63-100 20-40
800 125-160 80-125 63-100 40-63 25-50
1000 100 50-80 31.5-50
1250 250 160 125 80 50

Ограниченная защита от замыканий на землю ANSI

9007 Ограниченная защита от замыканий на землю 9007 / IEC code 64G / 64REF ) используется в качестве дополнения к или для замены дифференциальной защиты при замыкании обмоток на землю .

Внешнее повреждение на стороне звезды приведет к тому, что ток протекает в линейном трансформаторе тока затронутой фазы и в то же время балансирующий ток течет в трансформаторе тока нейтрали , следовательно, результирующий ток в реле, следовательно, равен нулю .

Таким образом, эта защита не сработает при внешнем замыкании на землю . Но во время внутренней неисправности трансформатор тока нейтрали передает только ток небаланса и операцию срабатывает защита .

Эта схема ограниченной защиты от замыканий на землю - очень чувствительная для внутреннего замыкания на землю силового трансформатора.Схема защиты на сравнительно дешевле , чем схема дифференциальной защиты .

Ограниченная защита от замыканий на землю предусмотрена в силовом трансформаторе для обнаружения внутреннего замыкания на землю трансформатора . В этой схеме вторичная обмотка ТТ каждой фазы силового трансформатора соединена вместе , как показано на рисунке 3.

между тремя фазами силового трансформатора, результирующий ток несимметрии протекает через закрытый путь , подключенный к общим выводам вторичной обмотки ТТ.

Ток дисбаланса будет также течь через нейтраль силового трансформатора и, следовательно, будет вторичный ток в ТТ нейтрали из-за этого тока дисбаланса нейтрали .

В схеме с ограничением замыкания на землю схема общие выводы фазного трансформатора тока подключены к вторичной обмотке нейтрального трансформатора тока таким образом, что вторичный ток небаланса фазного трансформатора тока и вторичной обмотки текущий из Нейтральный CT будет противостоять друг другу .

Если эти оба тока равны по амплитуде , то не будет никакого результирующего тока, циркулирующего через упомянутый закрытый путь . Устройство защиты от замыканий на землю подключается к этому закрытому пути . Следовательно, реле не будет реагировать на даже при несимметричном фазном токе силового трансформатора .

Защита от перегрузки

Основной критерий для нагрузки трансформатора - это температура самой горячей точки твердой изоляции ( горячей точки ).Оно не должно превышать предписанное значение , чтобы избежать повреждений изоляции , так как l нагрузочная способность силовых трансформаторов ограничена в основном температурой обмотки .

Температура твердой изоляции является основным фактором старения трансформатора.

При температуре и времени целлюлозная изоляция подвергается процессу деполимеризации . По мере того, как целлюлозная цепь становится короче , механические свойства бумаги , такие как прочность на разрыв и эластичность , ухудшаются.В конце концов бумага становится хрупкой и не может выдерживать силу короткого замыкания

Производители силовых трансформаторов Поставщики | Справочник IQS

бизнес Отраслевая информация

Силовые трансформаторы

Трансформаторы, по определению, представляют собой электромагнитные компоненты, которые используются для преобразования различных уровней напряжения и передачи энергии от одной цепи к другой. Роль силовых трансформаторов, в частности, имеет решающее значение для обеспечения безопасной и эффективной передачи энергии от линии электропитания к системе цепей, особенно в домах или на предприятиях.Силовые трансформаторы бывают самых разных конфигураций. Некоторые примеры включают настенные, устанавливаемые на площадках и полюсные трансформаторы, и могут иметь три или четыре корпуса. Силовые трансформаторы также оснащены наборами токопроводящих обмоток, которые обычно изготавливаются из меди или алюминия. Некоторые разновидности трансформаторов также предназначены для передачи электрического тока по подземным линиям электропередачи. Трансформаторы необходимы для передачи энергии в коммерческом и потребительском контекстах, независимо от размера электронного устройства.

Конкретным примером конфигурации силового трансформатора является тороидальный трансформатор. Эта разновидность силового трансформатора имеет форму пончика или тороидального типа и может быть изготовлена ​​с двумя наборами первичной и вторичной обмоток каждая. Это позволяет трансформатору быть универсальным как по входному, так и по выходному напряжению. Кроме того, эти наборы катушек изолированы как друг от друга, так и от сердечника трансформатора, что обеспечивает минимальный электрический разряд. Конкретным примером отрасли, широко использующей эти трансформаторы, является медицинская промышленность.Важно, чтобы уровень напряжения тщательно регулировался, чтобы он не повредил чувствительное медицинское оборудование и, в свою очередь, не поставил под угрозу безопасность пациентов и медицинских работников. Трансформаторы жизненно важны для использования в медицинском лабораторном оборудовании , больничных койках, оборудовании для наблюдения за пациентами и стоматологических креслах. За пределами медицинской промышленности такие трансформаторы, как электробритвы, фены и другие портативные устройства, значительно выигрывают от использования этих трансформаторов.

Процесс преобразования мощности состоит из серии этапов, и трансформатор требуется для каждого этапа изменения уровня напряжения во время передачи.Эти этапы включают преобразование электростанции в подстанцию, затем из подстанции в трансформатор и из трансформатора в офис или дом. Внутри электростанции электроэнергия проходит по линии высокого напряжения. Уровень напряжения питания на этом этапе может доходить до нескольких сотен тысяч вольт. Мощность высокого напряжения передается на силовые подстанции, которые включают серию трансформаторов, которые снижают уровень напряжения до 7000 вольт. От подстанций мощность передается по нескольким линиям передачи, каждая из которых передает 7000 вольт, к другому трансформатору.Этот трансформатор обычно устанавливается на опорах электроснабжения за пределами различных зданий. Эти трансформаторы отвечают за преобразование напряжения до уровня, подходящего для соответствующего дома или бизнеса. В Соединенных Штатах уровень напряжения снижается до 120–220 вольт к тому моменту, когда оно покидает трансформатор и достигает розеток.

При выборе трансформатора, подходящего для вашего применения, необходимо учитывать несколько факторов.Эти соображения включают:

  • Величина напряжения
  • Нагрузка напряжения, необходимая для оборудования
  • Текущая и будущая нагрузка кВА
  • Одно- или трехфазное напряжение
  • Частота
  • Гц
  • Будет ли трансформатор использоваться в помещении или на улице

Производители силовых трансформаторов производят свою продукцию с бесчисленными комбинациями функций. Поэтому настоятельно рекомендуется проконсультироваться с производителем, так как они будут работать с вами в поиске подходящего оборудования.

Силовые трансформаторы имеют довольно много возможностей, но не обязательно. Эти устройства играют настолько важную роль в обеспечении электропитанием бытовых приборов, что может быть тревожно думать о том, к чему может привести продолжительное отключение питания. Иногда временные перебои в работе могут произойти из-за отказа силовых трансформаторов, во многом подобно тому, как линия электропередачи может выйти из строя из-за воздействия определенных условий. Причины выхода из строя трансформатора могут быть разными: животные, ветер, дождь, солнце, снег, упавшие деревья или другие предметы, которые врезаются в него.Иногда причина отключения может быть внутренней, например, перегрев трансформатора. При использовании современных технологий, как правило, не требуется много времени, чтобы определить проблему и снова запустить трансформатор. Поскольку производители не часто производят силовые трансформаторы, стихийные бедствия, такие как торнадо, ураганы и солнечные вспышки, могут привести к повреждению электростанций, а производители не смогут обеспечить немедленную замену. К счастью, новейшие технологии позволили нам предсказать, когда и где могут произойти стихийные бедствия, а также их серьезность.Исследования стихийных бедствий могут сыграть роль в текущих технологических разработках, направленных на улучшение работы электростанций и трансформаторов.

Трансформатор управления мощностью - Triad Magnetics

Инкапсулированный силовой трансформатор - Triad Magnetics

Тороидальный силовой трансформатор - Triad Magnetics

Силовой трансформатор Quick Pack - Triad Magnetics

Силовые трансформаторы Triad для монтажа на ПК - Triad Magnetics

Силовой трансформатор для монтажа на шасси - Triad Magnetics

Дополнительная информация о силовых трансформаторах

Информационные видеоролики силового трансформатора



Что такое защита силового трансформатора?

Когда вы думаете о заводе или отраслях, одна из вещей, которые вы хотите защитить, - это ваше электрическое оборудование и цепи.Чтобы свести к минимуму повреждения из-за аномального тока и перенапряжения, электрическое оборудование и цепи должны быть защищены на подстанции. Оборудование, которое вы устанавливаете в системе электроснабжения, имеет стандартные характеристики кратковременного выдерживаемого тока и кратковременного напряжения промышленной частоты.

Какова роль защиты силового трансформатора?

Вам нужна защита, чтобы гарантировать, что установленные пределы выдерживаемости никогда не превышаются, следовательно, необходимо как можно скорее устранить неисправности.Кроме того, требования к системе должны быть избирательными. Итак, что означает избирательность? Это означает, что любая неисправность должна устраняться ближайшим к неисправности устройством прерывания тока, и не имеет значения, даже если неисправность обнаружена другой защитой, связанной с другими устройствами прерывания.

Поясним это на примере: для короткого замыкания на вторичной обмотке силового трансформатора автоматический выключатель, установленный на вторичной обмотке, должен сработать.При этом автоматический выключатель, установленный на первичной стороне, должен оставаться замкнутым. Таким образом, для трансформатора, защищенного предохранителями среднего напряжения, предохранители не должны перегорать.

Обычно есть два основных устройства, которые могут легко отключить ток повреждения, предохранители и автоматические выключатели:

  • Вы должны убедиться, что автоматические выключатели должны быть связаны с реле защиты, имеющим три важные функции:
    • Обнаружение неисправности
    • Измерение токов
    • Выдача команды отключения на выключатель
  • Предохранители перегорают при определенных условиях неисправности.
Теперь посмотрим на системы защиты трансформаторов по критериям их эксплуатации
Ниже представлены различные типы систем защиты трансформатора в зависимости от их работы

Стол 1

Критерии эксплуатации Система защиты Место сбоя (внутреннее / внешнее)
Если говорить о текущих различиях критериев Дифференциальная защита Внутренняя / внешняя защита
Если говорить о критериях высокой силы тока Максимальная токовая защита Тогда Внешняя защита
Если говорить о критериях оценки газа реле Бухгольца Тогда Внутренняя защита
Если говорить о критериях высокой температуры Тепловая защита от перегрузки Тогда Внутренняя защита
Если говорить о критериях тока нулевой последовательности Защита от замыканий на землю Тогда Внешняя защита
Если говорить о критериях импеданса Дистанционная защита Тогда Внешняя защита

Перейдем к видам защиты трансформаторов по условиям отказа

Если имеется несколько систем защиты, это поможет вам обнаруживать различные неисправные состояния в трансформаторе.

В таблице № 2 указано, какие сбои могут быть обнаружены соответствующей системой защиты.

Таблица 2

Неисправность трансформатора Система защиты
Перегрузка или перегрев Выбор для защиты от тепловой перегрузки
Прохождение внешнего короткого замыкания в сети Выберите для максимальной токовой защиты и дистанционной защиты
Прохождение внутреннего короткого замыкания трансформатора Выбор для дифференциальных реле, максимального тока и реле Бухгольца
Прохождение внутреннего однофазного замыкания трансформатора или замыкания на землю Выбор для однофазной максимальной токовой защиты, замыкания на землю и защиты от замыкания на землю резервуара

Заключение

Мы осознаем тот факт, что трансформаторы немного дороги, но они играют важную роль в энергосистемах, и должны присутствовать схемы защиты, чтобы быстро обнаруживать и устранять любые беспрецедентные условия.И для этого у нас есть Schneider Electric India, мы внедряем лучшие методы, такие как дифференциал с несколькими обмотками, алгоритмы REF и тепловые алгоритмы, а также собираем сервисные данные, чтобы помочь составить график профилактического обслуживания.

Блог по теме: Изучение защиты силового трансформатора для энергосистем: типы отказов и дифференциальная защита

Масляные трансформаторы 12,5 МВА и 72,5 кВ и выше называются силовыми трансформаторами.Силовые трансформаторы требуют особого опыта и знаний, особенно в вопросах изоляции и охлаждения. Благодаря 50-летнему местному и международному опыту BEST может проектировать, производить и испытывать силовые трансформаторы мощностью до 1000 МВА, 750 кВ на своих современных заводах. Хотя они, по сути, имеют схожую структуру, в частности, различия в требованиях и спецификациях клиентов требуют новой конструкции для каждого трансформатора. Таким образом, группы проектирования BEST Electrical и Mechanical работают с каждым трансформатором отдельно.BEST производит силовые трансформаторы, отвечающие всем требованиям, в любом диапазоне мощности и напряжения выше 12,5 МВА. Силовые трансформаторы

Основные трансформаторы, расположенные в передающих и распределительных сетях. Трансформаторы, используемые на промышленных предприятиях, в производственных центрах и в сфере обслуживания, также входят в эту группу. Силовые трансформаторы, разработанные с учетом международных стандартов и спецификаций заказчиков, обладают широчайшим диапазоном характеристик мощности, напряжения и регулирования, хотя в принципе они аналогичны.

> Производственная мощность до 1000 МВА / 750 кВ,
> Наиболее широко используемые трансформаторы,

Автотрансформаторы

Эти высоковольтные трансформаторы особенно используются для соединения сетей с различным напряжением. Если уровни напряжения близки, автотрансформаторы обеспечивают экономическое преимущество. В автотрансформаторах следует принимать меры, в частности, против коротких замыканий. Трехфазные и однофазные автотрансформаторы до 550 кВ, 500 МВА, производимые на заводах BEST, также успешно прошли испытания на короткое замыкание и находятся в эксплуатации с момента их первого внедрения в сети.

> Производственная мощность до 1250 МВА, 750 кВ,
> Конструкции с постоянным изменением напряжения магнитного потока или переменным изменением магнитного потока

Генераторные трансформаторы

Генераторные трансформаторы усиливают выходное напряжение генератора до напряжения линии передачи. Их следует проектировать с учетом характеристик генератора. Они могут иметь переключатели ступеней нейтрали и нагрузки. Генераторные трансформаторы имеют жизненно важное значение для удовлетворения непрерывных и качественных потребностей сетей в энергии.

> Производственная мощность до 1000 МВА, 750 кВ,
> Проекты, выполненные с учетом перевозбуждения и кривых нагрузки генераторов,

Железнодорожные трансформаторы

Эти трансформаторы снижают линейное напряжение до напряжения питания железнодорожной линии. Следует принимать во внимание вопросы, характерные для железнодорожных систем, особенно высокие сверхтоки. BEST также вносит свой вклад в эту область, поставляя трансформаторы для многих систем железнодорожного транспорта, включая Marmaray.

> Производственная мощность до 100 МВА, 420 кВ,
> Особое внимание уделяется часто повторяющимся сверхтокам,

Мобильные трансформаторы

Эти трансформаторы используются на мобильных распределительных станциях и загружаются на транспортные средства, такие как грузовики или железнодорожные вагоны. Поскольку их можно использовать в нескольких точках сети, требуется соблюдение нескольких уровней напряжения. BEST производит трансформаторы для мобильных распределительных устройств во многих странах в сотрудничестве со своими опытными партнерами.

> Производственная мощность до 100 МВА 245кВ,
> Соблюдаются ограничения на наземные и железнодорожные перевозки,


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *