Увеличение мощности трансформатора: Как увеличить мощность электроэнергии в частном доме

Содержание

Как увеличить мощность электроэнергии в частном доме

Чтобы на даче безотказно работала бытовая техника ей нужно подать соответствующее напряжение. А что делать, если напряжение в сети пониженное?

Часто в деревнях и на дачах говорят о плохом напряжении в электросети. Это связанно не только с их плохим техническим состоянием, но и с покупкой разнообразной бытовой техникой, которой требуется электричество, которого часто не хватает.
В то же время местные электросети не спешат менять оборудование на современное, а значит, на более совершенное которое с достоинством выдержит повышенные нагрузки.
Участник дачного форума «Дом и Дача» Terristor как-то столкнулся с проблемой – стиральная машина перестала работать. То есть барабан с трудом крутился, да и насос не мог поднять воду из скважины.

На 1-ом Рисунке обычная работа понижающего трансформатора.
На 2-ом уже переделанный трансформатор готовый к работе на повышение напряжения.

Он замерил напряжение, и прибор показал всего 180 вольт, а этого напряжения не хватает для работы многих бытовых электроприборов.


Но нет, худа без добра. Как-то раз он читал журнал «Радио» и на глаза ему попалась статья о том, как при помощи обычного понижающего трансформатора сделать повышающий.
А фокус состоял в том, что если взять понижающий трансформатор, который из 220 вольт делает 40, поковыряться в нём, то после небольших изменений можно получить на выходе не понижение, а повышения напряжения на 40 вольт от напряжения в сети.

Случайно у Terristor был такой трансформатор. И обладая небольшими познаниями в радиотехнике, он через 15 минут его переделал и сделал пробный пуск.
Перед испытанием напряжение было 192 вольта, а после, как и намечалось, напряжение увеличилось на 40 вольт. Это оказалось отличным решением в сложившейся ситуации и несмотря на нехватку напряжения электроприборы работали безотказно.
Выводы
Плюсы этой систем:
Простота при сборке. Например, при мощности вторичной обмотки трансформатора 100 вольт, можно не опасаясь подключить насос мощностью 500 Вт.
Реальная дешевизна прибора.
Минусы этой системы:
Напряжение, выдаваемое прибором, автоматически не регулируется и если вдруг напряжение в сети стабилизировалось, и стало 220 вольт то на выходе у вас будет 260 вольт, многовато, но не опасно, если вовремя заметить.

Сам Terristor всю зиму пользовался этим трансформатором. За это время он ни разу не проверял напряжение и ни один электроприбор не испортился.
На случай если напряжение в вашем районе часто меняется можно использовать специальную розетку которая отключает электроприборы которые к ней подключаются если напряжение повысилось сверх нормы.

Формулы для расчётов
Нужен трансформатор с первичной обмоткой на 220 вольт. Вторичная обмотка — на необходимое «недостающее напряжение». На вторичной обмотке максимальный ток даже у маломощных понижающих трансформаторов достаточен.

Расчёт можно сделать по нескольким формулам.
По рис. 1 можно вычислить ток вторичной обмотки где Iн – номинальный ток нагрузки А; Pн – номинальная мощность нагрузки (по паспорту трансформатора) Вт; Uн — номинальное напряжение питания нагрузки.

Зная, какое напряжение нужно добавить, определяется требуемая мощность трансформатора по рис. 2 где P – мощность трансформатора в Вт., I2 – номинальный ток вторичной обмотки А, U2 — напряжение вторичной обмотки, В. Затем нужно взять трансформатор с подходящими данными – по мощности и выходному напряжению.

И в завершении нужно подсчитать результат по формуле на рис. 3. где Ктр — коэффициент трансформации; U1 — номинальное напряжение первичной обмотки (220), В.

В последней формуле можно видеть, что напряжение на нагрузке можно как увеличить, так и уменьшить. Чтобы правильно фазировать трансформатор, достаточно поменять местами выводы одной из обмоток.
Трансформатор лучше установить в коридоре или в подвале, потому что установка шумит, а уже оттуда сделать проводку до нужных электроприборов.
Размещено участником форума «Дом и Дача» Terristor
Редактор: Адамов Роман

Подписывайтесь на наш Telegram каналЭксклюзивные посты каждую неделю

Как увеличить мощность электроэнергии, если у вас участок или дом в СНТ

Если вы хотите увеличить мощность электроэнергии на участке в СНТ, то первый и самый главный вопрос, на который вам нужно ответить — на чьем балансе находятся линии электропередач? А именно трансформатор, столбы и провода рядом с вашим участком.

Они могут быть на балансе электросетей (МОЭСК, Мособлэнерго и пр.), на балансе СНТ или бесхозные. Речь идет о низковольтных линиях (0,4 кВ).

В этом случае вы легко увеличить мощность электроэнергии в СНТ до 15 кВт и выше.

Алгоритм действий:

  1. Подготовить 2 документа
    1. Документ на землю (выписка из ЕГРН или свидетельство)
    2. Паспорт собственника
  2. Получить коммерческое предложение
  3. Заказать услугу под ключ
  4. 2 раза приехать на объект
    1. В день пломбировки — для подписания актов
    2. В день врезки в линию — чтобы инспектор переписал показания с вашего старого счетчика

Если линии на балансе СНТ, значит СНТ за свой счет их построило, обслуживает и модернизирует. Энергетической инфраструктурой СНТ управляет председатель. Он принимает решение о выделении мощности. Еще такое решение можно принять на общем собрании.

Если вы хотите увеличить мощность на участке в СНТ и линии на балансе СНТ, то у вас 4 варианта:

  1. Договориться с председателем на подключение нужной вам мощности. Обычно, устного согласия достаточно, но лучше зафиксировать выделение мощности документально.
  2. Принять решение на общем собрании о выделении лично вам мощности. Это затрагивает только ваши интересы, поэтому, скорее всего, из членов СНТ на это мало кто пойдет. Но есть вариант, который затрагивает общие интересы — передача линии на баланс.
  3. Передать линии СНТ на баланс в электросеть. В этом случае каждый член СНТ сможет подключить напрямую 15 кВт и более. При этом столбы, провода и трансформаторы теперь будет обслуживает электросеть. Она за свой счет их будет чинить, модернизировать и гарантирует надежное энергоснабжение. Решение о передаче принимается на общем собрании.
  4. Использовать генератор или солнечные батареи.

 

Не можете договориться с председателем — договоритесь с СНТ на общем собрании

Мощность трансформатора тока

Электрическая мощность трансформатора определяют максимальную нагрузку, которую можно к нему подключить. Например, если мощность разделительного трансформатора составляет 250 Ватт, то к нему можно подключить паяльник на 250 Ватт, либо паяльник мощностью 100 Ватт и 3 лампочки на 40 Ватт.

При этом к такому трансформатору нельзя подключать потребители выше 250 Ватт, например, шлифовальную машинку мощностью 1200 Ватт. Трансформатор попросту сгорит, да и для питания такого устройства выходной мощности будет недостаточно.

Кроме электрической мощности, существует еще и габаритная. Она характеризует сердечник трансформатора:

  • габариты;
  • частотные свойства;
  • магнитные свойства.

На практике габаритная мощность сердечника помогает выбрать подходящее устройство среди множества моделей, представленного на полках магазинов. Электрическая мощность, в свою очередь, устанавливает, какую нагрузку нельзя подключать к его выходу.

При расчете мощности и конструировании трансформатора должно выполняться условие: электрическая мощность трансформатора не должна превышать габаритную. В свою очередь электрическая мощность представляет собой половину суммы мощностей первичной и вторичной обмотки.

Первичная обмотка – это обмотка, через которую подается ток от источника энергии. Через вторичную обмотку энергия подается к приемнику энергии. Энергия между обмотками передается посредством магнитного потока.

Мощность обмотки трансформатора представляет собой произведение напряжения на обмотке и силы тока. Напряжение источника энергии нам известно, осталось определить максимальный ток, который способна выдержать обмотка. Для этого вводится понятие плотности тока в проводе. Она рассчитывается как отношение тока, проходящего через провод к его поперечному сечению. Для обмоток с медным проводом оптимальная плотность находится в диапазоне от 2,5 при габаритной мощности больше 200 Ватт до 5 при мощности меньше 10 Ватт. Увеличение плотности приведет к перегреву обмотки и выходу трансформатора из строя.

Зная диаметр провода обмотки можно определить плотность. Для этого понадобится таблица «Медный обмоточные провода», которую можно найти в Интернете. Далее, чтобы узнать максимально допустимый ток обмотки, нужно плотность умножить на сечение.

Теперь имеются все данные для расчета мощности первичной обмотки, а, соответственно, и электрической мощности трансформатора.


Выбор мощности трансформаторов | Как выполняются заводские подстанции | Архивы

Страница 4 из 22

ВЫБОР МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ, ДОПУСТИМЫЕ ПЕРЕГРУЗКИ
В связи с ростом удельных плотностей электрических нагрузок во всех отраслях промышленности повысились наивыгоднейшие мощности цеховых подстанций по сравнению с теми, которые были рекомендованы в начале внедрения принципа дробления цеховых подстанций, в 1934—1935 гг. Теперь во многих случаях целесообразно применять цеховые трансформаторы мощностью 1 600— 2 500 кВА вместо прежних 320—750 кВА. Однако повышение мощностей трансформаторов вызывает увеличение тока короткого замыкания на вторичном их напряжении.


На цеховых ТП применяют трансформаторы мощностью 630, 1000, 1600 и 2 500 кВА в зависимости от плотности электрических нагрузок. Наиболее часто применяются трансформаторы мощностью 1 000 и 630 кВА; трансформаторы мощностью менее 630 кВА применяются при относительно малой плотности нагрузок, в частности на периферийных участках предприятий, для административных зданий, клубов и т. и.
При большой удельной плотности нагрузок (более 0,2 кВА/м2) применяются трансформаторы 1600 кВА, а при очень концентрированном расположении крупных электроприемников уже становится целесообразным применение трансформаторов мощностью 2500 кВА (с учетом возросших токое к. з. на вторичном напряжении).
На ГШ и ЛГВ наиболее часто применяются трансформаторы мощностью 32, 40, 63 и 80 Мва. Трансформаторы меньшей мощности: 10, 16 и 25 МВА целесообразны при нагрузках, разбросанных на большей территории: горнорудные и рудоподготовительные предприятия, карьеры и т. и.
Рекомендуется применять трансформаторы, начинав с мощности 40 МВА и выше на три предела мощности при различной степени их охлаждения, например трансформатор мощностью 80/63/50 МВА.
На УРП при наличии трансформации электроэнергии (500/220, 330/220, 330/110, 220/110) рекомендуется, как правило, применять автотрансформаторы мощностью 120, 240 или 400 МВА (в группе).
При выборе трансформаторов необходимо приводить унификацию их типоразмеров и мощностей для удобства эксплуатации, удешевления и облегчения резервирования.
Наивыгоднейшая мощность трансформатора соответствует минимальным ежегодным затратам. Она зависит от величины и графика электрической нагрузки и длительности нарастания ее по годам, коэффициента мощности, удаленности трансформатора от источника питания, числа часов работы предприятия, стоимости энергии, условий окружающей среды и др. Эти факторы могут быть в различных сочетаниях, и в зависимости от них получаются различные значения наивыгоднейшей номинальной мощности трансформаторов. Работа трансформатора может оказаться выгодной как с недогрузкой, так и с перегрузкой, не допуская, конечно, предела теплового износа трансформатора, приводящего к сокращению его нормального срока службы.
Величина и продолжительность перегрузок зависят от коэффициента заполнения суточного графика нагрузки, температуры окружающего воздуха, охлаждения трансформатора и т. и. (см. ниже). Температура окружающего воздуха +40 °С, принятая в стандарте, не держится длительно даже в жарких поясах и колеблется в очень больших пределах, достигая значений —25—35°С. Поэтому даже при одинаковом максимуме нагрузки наивыгоднейшие мощности трансформаторов могут быть разными, если режим их работы неодинаков. К тому же перечисленные факторы могут меняться во времени, что бывает очень трудно учесть заранее.
Для правильного выбора мощности трансформатора необходимо иметь график его нагрузки или, в крайнем случае, знать максимальную и среднесуточную нагрузки данной подстанции и хотя бы приблизительно суммарную продолжительность максимума нагрузки. Выбор трансформаторов только по максимальной нагрузке, как это часто делается, приводит к неоправданному увеличению мощности трансформаторов. Кроме того, следует тщательно анализировать вместе с технологами и эксплуатационниками работу предприятия при после- аварийном режиме1 для выявления возможности отключения на этот период части менее ответственных потребителей, в тех случаях  когда нагрузка выбранного трансформатора при нормальном режиме приближается к его номинальной мощности.

1 Послеаварийным режимом предприятия называется режим, возникающий после отключения поврежденного элемента энергетической системы или сети, продолжающийся до восстановления нормальных условий работы, но длительностью не более суток.

Во многих производствах нагрузка трансформаторов при эксплуатации не бывает постоянной, а в течение многих часов суток оказывается ниже номинальной, иногда значительно ниже. Такие графики характерны для металлообрабатывающих и деревообрабатывающих предприятий, заводов стройматериалов и других отраслей промышленности. В других предприятиях, наоборот, график очень ровный, это — металлургия, химия и др.
В ряде случаев мощность трансформаторов выбирается по послеаварийному режиму, и, следовательно, при нормальном режиме они работают с недогрузкой. Благодаря этому трансформатор в определенные периоды времени может быть перегружен сверх номинальной мощности и зависимости от графика чего нагрузки и окружающей температуры без какого-либо ущерба для нормального срока его службы. На подстанциях с ровным графиком нагрузки трансформаторы допускают значительно меньшие перегрузки в основном за счет выбора мощности трансформаторов по нагрузкам послеварийного режима, обусловливающего их недогрузку при нормальном режиме работы.


Рис. 1. Суточный график нагрузки предприятия при трехсменной работе.
Сказанное наглядно иллюстрируется графиком, приведенным на рис. 1. Заштрихованная часть представляет собой реальный суточный график нагрузки. На вертикальной оси (оси ординат) отложены токи: максимальный /м (по пику графика), средний /ср (см. пунктирную прямую) и номинальный ток трансформатора при полной его нагрузке 1„ (см. пунктир с точкой). На горизонтальной оси (ось абсцисс) отложены часы суток. График характеризует изменение токов I в течение суток за промежутки времени At. Средний ток /ср представляет собой отношение суммы произведений 2/Af ко времени суток

Таким образом, средний ток /ср всегда меньше максимального /м, а в ряде случаев он значительно меньше.

Рис. 2. Допустимая перегрузка трансформатора в период максимума в зависимости от его продолжительности t и от величины коэффициента заполнения суточного графика а.
Максимальный же ток может при определенных условиях превышать номинальный благодаря факторам, приведенным свыше.
Поэтому трансформатор в течение определенного периода времени t может быть Перегружен сверх номинального тока /и в зависимости от характера трафика его нагрузки и от окружающей температуры без какого-либо ущерба для «нормального срока его службы.
Значения и продолжительность допустимых нормальных перегрузок зависит от коэффициента заполнения суточного графика нагрузки, характера изменения суточной и годовой температуры окружающей среды, от способа охлаждения трансформаторов  и других условий.
На рис. 2 показаны кратности допустимых перегрузок трансформаторов К в период максимальной нагрузки на питаемом им объекте в зависимости от продолжительности максимума /, ч, и от коэффициента заполнения суточного графика а, который представлен несколькими величинами (от 0,25 до 0,9).
Коэффициент « является отношением среднесуточного тока /Ср к максимальному току /м а=/СрДм-
Он почти всегда меньше единицы.
Коэффициент перегрузки К представляет отношение максимального тока /м к номинальному току трансформатора /и

он больше единицы и в частном случае равен ей. На рис. 2 отчетливо видно, что чем больше величина а и чем больше время t перегрузки, тем меньше "величина К. Так, например, при и=0,4 и if =1,3 ч трансформатор может быть перегружен на 40%, а при а=0.8 и t=3 ч— всего лишь на 12%. Следовательно, трансформаторы, длительно работающие на подстанциях с ровным графиком нагрузки, т. е. с малым а, значительно меньше способны к перегрузке. К числу таких подстанций относятся подстанции на заводах черной и цветной металлургии, химии и др. В этих случаях перегрузка может быть допущена, главным образом, лишь за счет температуры окружающей среды и за счет выбора мощности трансформаторов по противоаварийному режиму, обусловливающему их -недогрузку при нормальном режиме работы.
Правила устройства электроустановок допускают перегрузку трансформаторов при противоаварийных режимах до 40%, на время максимума общей суточной продолжительности не более 6 ч, в течение не более 5 суток. При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформатора а в условиях его перегрузки
должен быть не выше 0,75, т. е. должно быть выдержано соотношение

или

где Sep— среднесуточная нагрузка трансформатора; -Ьн — номинальная мощность трансформатора.
Следовательно, в вышеуказанных аварийных условиях превышение среднесуточной нагрузки трансформатора над его номинальной мощностью допускается не более 5%.

Рис. 3. Величины аварийных перегрузок трансформаторов в зависимости от их длительности.
I — трансформаторы масляные: 2 — трансформаторы сухие.
Это показывает, что при ровном графике нагрузки, т. е. при небольшом, допустимая перегрузка невелика. Приведенные указания полезны не только при выборе трансформатора, но и при работе его в эксплуатации, когда режим его работы и характер графика точно известны и можно полностью выявить и использовать его перегрузочную способность.
Кроме упомянутых перегрузок, обусловленных режимом нагрузок, трансформаторы допускают также аварийные перегрузки, которые могут иметь место, напри мер, при аварии с одним из параллельно работающих трансформаторов или при автоматическом переключении нагрузки аварийно отключившегося трансформатора на соседний трансформатор, который воспримет на себя его нагрузку. Величина этих перегрузок не зависит от предшествовавшего режима работы трансформатора, но она очень кратковременна и используется главным образом на время разгрузки перегрузившегося трансформатора от второстепенных потребителей, временное отключение которых не влияет на прохождение производственного процесса предприятия.
В табл. 1 и на рис. 3 приведены величины и продолжительности аварийных перегрузок масляных и сухих трансформаторов и автотрансформаторов. Трансформаторы с расщепленными обмотками допускают такие же перегрузки, как и обычные трансформаторы.
Аварийные перегрузки трансформаторов и автотрансформаторов в процентах их номинальной мощности

Кроме требований, предъявляемых к трансформатору при нормальном и аварийном режимах работы, он должен выдерживать без повреждений и остаточных деформаций установившийся ток короткого замыкания, не превышающий 25-кратный номинальный ток при замыкании на зажимах вторичной обмотки. При этом длительность протекания тока короткого замыкания в секундах не должна превышать значения tK=900/K2, где К=/к//и — кратность установившегося тока короткого замыкания в данной обмотке по отношению к номинальному току трансформатора /и, но при всех условиях величина tK не должна быть более 5 сек.
Величина 1К определяется по формуле

где 5Н — номинальная мощность трансформатора, МВА; UK — напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Более подробные дифференцированные указания по допустимым перегрузкам трансформаторов в разных условиях их работы и в зависимости от этих условий приведены в ГОСТ 14209-69 под названием «Трансформаторы (и автотрансформаторы) силовые масляные. Нагрузочная способность».
Ниже приведены примеры выбора трансформаторов с учетом сказанного выше.

Трансформаторы заводских подстанций при нормальном режиме работают в большинстве случаев с недогрузкой, так как они выбираются по условиям обеспечения питания при послеаварийном режиме, т. е по условиям взаимного резервирования. При большом числе часов использования максимума такая недогрузка при нормальном режиме является экономически целесообразной с точки зрения уменьшения потерь энергии.
Однако нельзя выбирать трансформаторы с заведомой недогрузкой, не оправдываемой их взаимным резервированием, так как при бурном росте промышленности потребность в них очень велика. Нужно также иметь в виду, что исходные данные, положенные в основу выбора трансформаторов: величины и суточные графики нагрузок, коэффициент мощности к др., часто являются весьма ориентировочными, как правило, завышенными и более точно выявляются уже в процессе эксплуатации.
При малом числе часов использования максимума экономически целесообразно использовать полностью нагрузочную способность трансформатора, выбирая его мощность минимально возможной по техническим соображениям без ущерба для сохранности трансформатора, т. е. в пределах перегрузок, допускаемых заводом. Такое положение может иметь место на предприятиях с односменной работой с преобладанием неответственных нагрузок, где требование к резервированию невелико, в частности на стройплощадках и на других временных электроустановках, а также на предприятиях с сезонной работой (торфоразработки, сахарные заводы, плодоовощные предприятия и т. и.).
Если же но время эксплуатации возникнут дополнительные нагрузки, то для их покрытия предусматривается возможность размещения в данной камере или на фундаментах (при открытой установке) трансформатора следующей по шкале мощности.
Очень важно соблюдать рациональную эксплуатацию трансформаторов и не допускать их работу с большой перегрузкой или недогрузкой. Отключение части трансформаторов в часы минимума нагрузок   в ночные смены, выходные дни) дает большой экономический эффект в потерях энергии и в коэффициенте мощности.

Модернизация | Энерготранс

модернизация силовых трансформаторов

- Увеличение мощности за счет установки дополнительного охлаждения трансформаторов
на определенной стадии расширения производств, возникают проблемы с подключением новых объектов и энергопотребителей к существующим электросетям, из-за ограничения проектной мощности существующих подстанций и достижения пределов нагрузки понижающих трансформаторов.
Увеличение пропускной способности электрических подстанций обычно решается путем их реконструкции с заменой трансформаторов на более мощные или строительством новой подстанции. Строительство новой подстанции связано с большими финансовыми затратами и требует длительного времени. Замена трансформаторов на более мощные, так же имеет определенные проблемы, так как трансформаторы большей мощности имеют и большие габаритные размеры, что не позволяет в ряде случаев, установить их на место старых трансформаторов без существенной реконструкции подстанции.
Одним из вариантов решения данной проблемы, является модернизация трансформаторов с увеличением их нагрузочной способности путем реконструкции и повышения эффективности работы системы охлаждения для рассеивания, возрастающих, с ростом допустимых нагрузок, суммарных потерь холостого хода и короткого замыкания, с обеспечением термической стойкости трансформатора (т.е. допустимых температур обмоток и масла).
Модернизация сводится, в основном, к наращиванию мощности систем охлаждения путем дополнительного монтажа на стенках бака трансформатора в дополнение к имеющимся радиаторам маслоохладителей с принудительными потоками масла и воздуха, то есть создания комбинации систем охлаждения ONAN-ONAF и OFAF (ДЦ) с большей суммарной мощностью охлаждения. Изменения состоят также в дополнительной установке на стенке бака трансформатора нового шкафа ШАОТ для автоматического управления работой вентиляторов и насосов системы OFAF.

Все работы по модернизации, производятся на основании проектного решения, которое разрабатывается индивидуально, в зависимости от типа трансформатора и его технического состояния.

- замена выхлопной трубы на предохранительный клапан.
- замена старых моделей переключающего устройства трансформатора на современные отечественные или зарубежные аналоги

модернизация распределительных устройств

Наша компания предлагает услуги по модернизации морально устаревших распределительных устройств, находящихся в эксплуатации.
Модернизация распределительных устройств, производится на основании технического решения, которое разрабатывается нашей компанией индивидуально, исходя из типа распределительного устройства, объёма модернизации, условий эксплуатации и требований заказчика. Техническое решение включает в себя: обоснование выбора оборудования, расчет токов короткого замыкания, проверка трансформаторов тока на термическую и динамическую устойчивость, технические решение по релейной защите, выбор и расчет уставок, расчет нагрузки вторичных цепей трансформаторов тока по условиям РЗА. Организация учета.
При модернизации распределительных устройств, кроме замены основных аппаратов, производится замена фасадной панели.

До реконструкции

После реконструкции

с чего начать? / Статьи и обзоры / Элек.ру

При выборе силового трансформатора не стоит ограничивать себя таблицей основных показателей устройства. Все «за» и «против» должны в этом вопросе иметь максимальное количество точек соприкосновения, т.е. тех факторов, с которыми придется столкнуться в ходе работы рабочему персоналу, обслуживающего трансформатор. Компания ДКС предлагает ознакомиться с некоторыми из них и понять, какие именно станут решающими аргументами в пользу выбора того или иного силового трансформатора.

На что следует обращать внимание при выборе трансформатора

При выборе силового трансформатора необходимо обратить внимание на его нагрузку и область применения. Но чтобы решить задачу, следует правильно поставить вопрос. В данном случае их основных будет три:

  1. Мощность выбранного трансформатора является достаточной для того, чтобы справляться с предполагаемой нагрузкой, так же, как и с определенной величиной перегрузки?
  2. Возможно ли увеличение номинальной мощности трансформатора при возможном увеличении нагрузки?
  3. Срок службы трансформатора? Стоимость трансформатора, стоимость монтажа, пусконаладки и обслуживания?

Если эти вопросы все еще остались открытыми, то предлагаем воспользоваться конфигуратором ДКС, специально разработанный специалистами компании для решения подобных задач.

Рассмотрим факторы подробнее

Стоимость силового трансформатора и его номинальная мощность связаны с перечнем оценочных факторов:

При выборе силового трансформатора необходимо определить:

  • первичное напряжение
  • вторичное напряжение (необходимое для питаемого оборудования)
  • частота (в Гц) и фазы (одно- или трехфазные?)
  • нагрузка в кВА; с учетом возможного дальнейшего роста
  • где именно будет установлен силовой трансформатор?
  • необходим ли нестандартный трансформатор?

1. Область применения трансформатора

От сферы применения зависит вид нагрузки (амплитуда, продолжительность и распространение нагрузок с линейными и нелинейными характеристиками). Если стандартные параметры не соответствуют требованиям специального применения, тогда следует обратиться к производителю, чтобы он изготовил трансформатор с желаемыми эксплуатационными характеристиками, размерами и другими показателями. К слову, сделать это могут не все на нашем рынке, либо ценник будет изрядно кусаться.

2. Тип изоляции (с жидким диэлектриком или сухая)

При выборе типа изоляции необходимо обратить внимание на следующие преимущества и недостатки:

Безопасность

Применение в силовом трансформаторе литой изоляции позволяет обеспечить высокий уровень пожаробезопасности. Токсичность выделяемых газов при горении (F1).

Легкость обслуживания

Так как в сухих трансформаторах в качестве охлаждающего элемента выступает воздушный поток, который возобновляется непрерывно, то необходимость чистки и замены масла (как в масляном трансформаторе) исключается. Следовательно, сервисного обслуживания во время срока службы не требуется, как и устранения загрязнения вследствие утечек трансформаторного масла.

Малые весогабаритные характеристики

Применение литой обмотки в сухих трансформаторах дает возможность в тех же габаритах получить трансформаторы для использования в сетях с более высоким уровнем напряжения.

Простота эксплуатации

Обмотки трансформатора изолированы при помощи специального диэлектрического лака, который обеспечивает стабильную работу устройства с высоким коэффициентом магнитной индукции. Это дает возможность установки трансформатора рядом с низковольтным оборудованием внутри помещений. Уменьшение магнитной нагрузки, а также применение системы шихтовки Step-lap с двойным лазерным срезом для стали сердечника послужили снижению уровня шума и потери холостого хода.

Стойкость к атмосферным воздействиям

Учитывая расположение РФ сразу в нескольких климатических зонах, трансформаторы ДКС разработаны под УХЛ с нижним значением температуры при транспортировании, хранении и эксплуатации до −65 ºС. Для усиления механической прочности каждый слой обмотки армируется ВН сеткой из стекловолокна с двух сторон. А благодаря стальному кожуху степень пылевлагозащиты трансформатора достигается IP23-IP31, обеспечивая тем самым стабильную работу оборудования в местах с высокой влажностью (E2).

Сухой трансформатор


В первую очередь сухие трансформаторы с литой изоляцией применяются в местах, где особое значение имеет высокий уровень безопасности людей, оборудования и окружающей среды. Благодаря отсутствию в конструкции поддерживающих горение материалов, трансформаторы ДКС могут быть установлены непосредственно в помещении и не требуют строительства отдельно стоящих трансформаторных подстанций. Это позволяет размещать трансформаторы вблизи центра нагрузки, что в результате значительно уменьшает потери электроэнергии посредством оптимизации цепей низкого напряжения в схеме электроснабжения.

Трансформаторы с жидким диэлектриком. Температурные факторы

Масло в трансформаторах с жидким диэлектриком используется как изолирующая, так и охлаждающая среда. Конструкция обмоток предопределяет собой цилиндрическую форму. Между слоями обмотки устанавливаются распорки, что позволяет жидкости циркулировать между обмотками и сердечником и тем самым охлаждать трансформатор.

Трансформаторы с изоляцией сухого типа. Температурные факторы

В трансформаторах сухого типа изоляция обеспечивает электрическую прочность диэлектрика и его возможность противостоять более высоким температурам в сравнении с масляными трансформаторами, в зависимости от класса используемого изоляционного материала. В трансформаторах ДКС применяется изоляция класса F.

Классификация изоляционного материала

3. Выбор материала для обмоток

Для изготовления обмоток силовых трансформаторов используется медь или алюминий. Силовые трансформаторы с алюминиевыми обмотками имеют низкую себестоимость и по своим характеристикам мало чем отличаются от обмоток с медным проводником. Тем не менее, трансформаторы с медными обмотками немного компактнее, медь лучше проводит ток. Важно понимать какой именно материал обмоток подойдет для ваших конкретных требований. Компания ДКС может предложить трансформаторы как с алюминиевыми, так и с медными обмотками.

4. Внешние факторы (условия окружающей среды)

Необходимо обратить особое внимание на защиту трансформатора (сердечник, обмотки, вводы /выводы и вспомогательное оборудование) при эксплуатации в суровых условиях окружающей среды. В трансформаторы с жидким диэлектриком должны иметь герметичную конструкцию, для защиты внутренних компонентов. Основная проблема трансформаторов с жидким диэлектриком коррозии, избежать ее можно только при использовании баков из нержавеющей стали. Сухие трансформаторы с литой изоляцией имеют степень защиты от влаги и пыли IP00. Для агрессивных условий окружающей среды компания ДКС разработала трансформаторы под УХЛ с нижним значением температуры при транспортировании, хранении и эксплуатации до −65 °С. Благодаря защитному кожуху степень пыле-влагозащиты трансформатора достигается IP23-IP31, обеспечивая тем самым стабильную работу оборудования в местах с высокой влажностью (E2).

5. Переключатели входного напряжения

Выходное напряжение трансформатора может измениться, если будет изменяться входное напряжение. Трансформаторы, подключенные к электрической сети, зависимы от ее напряжения. При изменении в работе электрической сети либо при подключении к ней новых нагрузок, входное напряжение к вашему оборудованию может понизиться или возрасти. Для компенсации напряжения, трансформаторы оборудуют переключателями напряжения без нагрузки (ПБВ), иногда РПН (под нагрузкой). Эти устройства состоят из ответвлений или выводов, соединенных в разных местах и с первичными обмотками. В трансформаторах с жидким диэлектриком переключатель ПБВ находиться непосредственно в баке трансформатора и для переключения напряжения необходимо соответственно снять крышку с бака трансформатора тем самым нарушив герметичность. В отличие от трансформаторов с масляным диэлектриком ПБВ располагается на обмотках высокого напряжения и разбора трансформатора не требует.

6. Перегрузка

Работа трансформатора может повлечь за собой его перегрузку. Что может последовать за перегрузкой и может ли трансформатор выдержать перегрузку без развития проблем и возникновения замыканий? Решением данного вопроса может послужить достаточная теплоотдача. При перегрузке трансформатора на 20% сверх допустимой номинальной мощности на протяжении определенного времени, тепло выделенное обмотками может быть выведено из трансформатора в зависимости от продолжительности перегрузки. При циркуляции теплообмена вероятность короткого замыкания не велика. Но, определенно, может пройти такой период времени, после которого трансформатор не может оставаться в состоянии перегрузки. Трансформатор неизбежно начнет перегреваться и может вызвать серьезные проблемы, постепенно создавая условия для возникновения короткого замыкания и отключения подачи энергии. В трансформаторах с жидким диэлектриком охлаждение происходит за счет масла. В сухих трансформаторах с литой изоляцией охлаждение происходит за счет циркуляции воздуха (в данном случае увеличить скорость теплообмена можно с помощью принудительной вентиляции). На заметку: в трансформаторах ДКС принудительная вентиляция увеличивает номинальную мощность на 40%.

7. Размещение силовых трансформаторов рядом с нагрузкой

Сокращение расстояния низковольтной линии между силовым трансформатором и основной нагрузкой полезны по нескольким причинам:

  • снижение потерь энергии и меньшего падения напряжения;
  • снижается стоимость низковольтной линии электропередач до потребителя.

Необходимо помнить то, что установка масляного трансформатора в помещении имеет ограничения. Установка сухого трансформатора не имеет ограничений и не требует согласования.

8. Дополнительные аксессуары

Нужно помнить, что все дополнительные аксессуары устанавливаются в случае индивидуальной необходимости и увеличивают конечную стоимость проекта.

Например:

  • крюки для перемещения;
  • принудительная вентиляция;
  • защитный кожух IP23-IP31;
  • виброопоры.

Особенности работы трансформаторов малой мощности

Режим холостого хода. Трансформаторы средней и большой мощности проектируют так, чтобы потребляемая ими из сети реактивная мощность была невелика. При этом ток холостого хода должен быть сравнительно небольшим (обычно он не превышает нескольких процентов от номинального тока). В трансформаторах малой мощности при проектировании решающую роль играет получение минимально возможной массы и объема трансформатора, что приводит к существенному увеличению тока холостого хода. Его значение при частоте 50 Гц и пластинчатых сердечниках достигает 30—60% номинального тока. Увеличению отношения I/Iном способствует также возрастающее влияние магнитного сопротивления в стыках магнитопровода при относительном уменьшении пути магнитного потока по его ферромагнитным элементам.

Зависимость отношения I0/Iном от номинальной мощности можно представить в виде I0/Iном ≈ Iμ/Iном ≈ Qμ/Sном ≈ qμMст/Sном, где Qμ = qμMст — намагничивающая мощность; qμ — удельная намагничивающая мощность (на 1 кг массы стали магнитопровода), зависящая от индукции в стержнях, ярмах и стыках; Мст — масса стали магнитопровода.

Номинальная мощность трансформатора Sном приблизительно пропорциональна четвертой степени линейных размеров трансформатора, масса стали сердечника Мст — третьей степени этих размеров. Поэтому в геометрически подобных трансформаторах, имеющих одинаковые электромагнитные нагрузки (т. е. при qμ = const), при уменьшении номинальной мощности отношение I0/Iном увеличивается.  Применение повышенной частоты способствует значительному уменьшению намагничивающего тока и приближает условия работы трансформаторов малой мощности при холостом ходе к условиям работы силовых трансформаторов средней мощности.

Схема замещения и внешние характеристики. В трансформаторах малой мощности, работающих при частоте 50 Гц, потоки рассеяния относительно малы, и индуктивными сопротивлениями обмоток X1 и Х'2 в некоторых случаях можно пренебречь При этом схема замещения (рис. 2.37,a) содержит только активные сопротивления обмоток R1 и R'2.

Зависимость напряжения uка от номинальной мощности имеет вид

uк.а = IномRк/U1ном = I2номRк/U1номIном) = ΔPэл/Sном.

Рис. 2.37. Схема замещения и внешние характеристики трансформаторов малой мощности

В геометрически подобных трансформаторах при уменьшении номинальной мощности Sномэлектрические потери в обмотках ΔРэл уменьшаются медленнее, чем мощность Sном, поэтому падение напряжения uка в трансформаторах малой мощности значительно больше, чем в мощных трансформаторах. Соответственно меньше и отношение Iк/Iном.

При увеличении частоты ƒ номинальная мощность Sном, которую может дать трансформатор заданных габаритных размеров, возрастает и отношение ΔPэл/Sном уменьшается, вследствие чего уменьшается и величина ик.а. Поэтому увеличение частоты приближает условия работы трансформаторов малой мощности (соотношение между ика и uкр) к условиям работы мощных трансформаторов.

В трансформаторах малой мощности uка >> uкр, а следовательно, и активная нагрузка вызывает большее изменение напряжения, чем реактивная. При активно-индуктивной нагрузке чем меньше cos φ2, тем выше располагаются внешние характеристики. При активно-емкостной нагрузке они располагаются выше, чем при активной (рис. 2.37,6) и активноиндуктивной.

Электрооборудование: энергоэффективность - повышение температуры и КПД трансформатора

Эта статья взята из компакт-диска «Двигатели и трансформаторы с повышенным КПД», который можно получить от CDA, перейдя в Список публикаций.

Что такое повышение температуры трансформатора?

Все устройства, использующие электричество, выделяют отработанное тепло как побочный продукт своей работы. Трансформеры не исключение. Тепло, выделяемое при работе трансформатора, вызывает повышение температуры внутренних структур трансформатора.Как правило, более эффективные трансформаторы имеют тенденцию к меньшему повышению температуры, в то время как менее эффективные блоки имеют тенденцию к более высокому повышению температуры.

Повышение температуры трансформатора определяется как повышение средней температуры обмоток выше температуры окружающей среды, когда трансформатор нагружен до номинальных значений, указанных на паспортной табличке.

Стандартные характеристики и перегрузочная способность

Сухие трансформаторы доступны для трех стандартных температурных диапазонов: 80 ° C, 115 ° C или 150 ° C.Трансформаторы с жидкостным заполнением имеют стандартные температуры нагрева 55 ° C и 65 ° C. Эти значения основаны на максимальной температуре окружающей среды 40 ° C. Это означает, например, что сухой трансформатор с повышением температуры 80 ° C будет работать при средней температуре обмотки 120 ° C при полной номинальной нагрузке в окружающей среде 40 ° C. (Так называемые горячие точки внутри трансформатора могут иметь более высокую температуру, чем в среднем.) Поскольку в большинстве сухих трансформаторов используется одинаковая изоляция на своих обмотках (обычно рассчитанная на 220 ° C), независимо от проектного повышения температуры, блок с повышением температуры на 80 ° C имеет больше место для случайных перегрузок, превышающих температуру блока на 150 ° C, без повреждения изоляции и снижения срока службы трансформатора.

КПД трансформатора и повышение температуры

Лучше всего получить фактическую нагрузку и потери холостого хода в ваттах от производителя трансформатора, но иногда эти данные недоступны. В этом случае повышение температуры является приблизительным показателем эффективности трансформатора. Например, трансформатор с повышением температуры на 80 ° C потребляет на 13-21% меньше рабочей энергии, чем блок с повышением температуры на 150 ° C.

Более эффективный трансформатор в первую очередь генерирует меньше отходящего тепла, но повышение температуры трансформатора связано не только с количеством выделяемого тепла, но и от того, сколько тепла отводится.Будьте осторожны, чтобы устройство с низким показателем превышения температуры не было неэффективным, используя вентиляторы для отвода избыточного тепла.

Примеры трансформаторов 1500 кВА и 75 кВА в таблице ниже представляют собой высокоэффективные трансформаторы с медной обмоткой, рассчитанные на повышение температуры на 80 ° C и высокий КПД. Их сравнивают с блоками стандартной эффективности с алюминиевой обмоткой, которые рассчитаны на повышение температуры до 150 ° C. Как видно из этой таблицы, повышающие трансформаторы 80C с более высоким КПД имеют надбавку к первоначальной стоимости, но более короткую окупаемость, чем менее эффективные трансформаторы повышения 150C. Трансформатор с меньшим превышением температуры не только будет иметь меньше потерь, но также будет иметь более длительный срок службы.


Производитель A 1500 кВА *
Стандартный (алюминий) Высокоэффективный (медь) Стандартный (алюминий) Высокоэффективный (медь)
Коэффициент нагрузки ** 65% 85%
КПД 98.64% 99,02% 98,47% 99,02%
Темп. Подъем
(нагрузка 100%)
150 ° С 80 ° С 150 ° С 80 ° С
Потери в сердечнике 4,3 кВт 5,5 кВт 4,3 кВт 5,5 кВт
Проводник
Потеря
9,1 кВт 4,1 кВт 15,5 кВт 7,1 кВт
Общий убыток 13. 4 кВт 9,6 кВт 19,8 кВт 12,6 кВт
Энергосбережение 3,8 кВт 7,2 кВт
Первая стоимость $ 16 750 22 650 долл. США $ 16 750 22 650 долл. США
Стоимость
Премиум
$ 5 900 $ 5 900
Преимущества использования высокоэффективных трансформаторов сухого типа с медной обмоткой
Стоимость электроэнергии Годовая экономия Срок окупаемости Годовая экономия Срок окупаемости
0 руб.05 / кВтч $ 1 660 3,5 года 3 150 долл. США 1,9 года
0,07 USD / кВтч $ 2,330 2,5 года $ 4 420 1,3 года
0,09 USD / кВтч 3000 долларов США 2,0 года $ 5 680 1. 0 y
Производитель B 75 кВА *
Стандартный (алюминий) Высокоэффективный (медь) Стандартный (алюминий) Высокоэффективный (медь)
Коэффициент нагрузки 50% 75%
КПД 97.24% 98,61% 96,61% 98,38%
Темп. Подъем
(нагрузка 100%)
150 ° С 80 ° С 150 ° С 80 ° С
Потери в сердечнике 0,34 кВт 0,21 кВт 0,34 кВт 0,21 кВт
Конд. Убыток 0,73 кВт 0,32 кВт 1,64 кВт 0,72 кВт
Общий убыток 1.07 кВт 0,53 кВт 1,98 кВт 0,93 кВт
Энергосбережение 0,54 кВт 1,05 кВт
Первая стоимость $ 890 $ 1,790 $ 890 $ 1,790
Стоимость
Премиум
$ 900 $ 900
Преимущества использования высокоэффективных трансформаторов сухого типа с медной обмоткой
Стоимость электроэнергии Годовая экономия Срок окупаемости Годовая экономия Срок окупаемости
$ 0. 05 / кВтч $ 240 3.8 года 460 долл. США 2,0 года
0,07 USD / кВтч $ 330 2,7 года 640 долл. США 1,4 y
0,09 USD / кВтч 420 долларов США 2,1 года $ 830 1,1 года
* Фактические примеры трансформаторов 1500 кВА, 15 кВ - 277/480 В и 75 кВА, 480 В - 120/208.
** Комбинация рабочего цикла и процента полной нагрузки.

Как температура влияет на срок службы трансформатора?

Температура - один из основных факторов, влияющих на срок службы трансформатора. Фактически, повышенная температура является основной причиной сокращения срока службы трансформатора. Кроме того, причиной большинства отказов трансформатора является нарушение системы изоляции, поэтому все, что отрицательно влияет на изолирующие свойства внутри трансформатора, сокращает срок службы трансформатора. Такие вещи, как перегрузка трансформатора, влажность в трансформаторе, некачественное масло или изоляционная бумага, а также экстремальные температуры влияют на изоляционные свойства трансформатора.Большинство трансформаторов рассчитаны на работу в течение как минимум 20-30 лет при нагрузке, указанной на паспортной табличке, при правильном размере, установке и техническом обслуживании. Трансформаторы, нагруженные в течение длительного периода времени, превышающие указанные на паспортной табличке, могут сократить ожидаемый срок службы.

Более низкий рост температуры означает повышенную устойчивость к перегрузкам

Трансформатор с меньшим превышением температуры дает трансформатор с более высокой перегрузочной способностью. Например, установка сухого типа с подъемом на 80 ° C с изоляцией 220 ° C имеет резервную емкость 70 ° C по сравнению с установкой на 150 ° C.Это позволяет блоку 80C работать с перегрузкой 15-30%, не влияя на ожидаемый срок службы трансформатора. Кроме того, более холодный трансформатор означает более надежное устройство и большее время безотказной работы.

Разработка трансформатора с меньшим повышением температуры

В трансформаторах с меньшим превышением температуры часто используются обмотки с меньшим сопротивлением. Низкое сопротивление на единицу длины меди позволяет изготавливать трансформаторы с меньшим превышением температуры без излишнего строительства трансформатора большего размера.Например, для обмотки трансформатора с алюминиевой обмоткой требуются проводники с площадью поперечного сечения примерно на 66% больше, чем для обмотки трансформатора с медной обмоткой, чтобы обеспечить такую ​​же пропускную способность по току.

Высокая эффективность и кондиционированные помещения

Высокоэффективные трансформаторы с низкой температурой (нарастание 80 ° C сухого типа или 55 ° C с жидкостным заполнением) часто встречаются в ограниченных пространствах, например, в помещениях с электрооборудованием, подземных хранилищах и помещениях с кондиционированием воздуха в зданиях. Высокая эффективность означает меньше выделяемого тепла, что снижает требования к вентиляции и кондиционированию воздуха. Выбор такого трансформатора, размер которого соответствует требованиям нагрузки, обеспечивает максимальную эффективность, более длительный срок службы и повышенную устойчивость к перегрузкам.

Все, что вам нужно знать о возможности передачи мощности трансформатора

Можно ли использовать трансформатор 30 ВА в приложении 40 ВА? И если да, то каковы будут его последствия? Номинальная мощность трансформатора, безусловно, может быть увеличена, причем наибольшее влияние оказывает дополнительное повышение температуры и небольшое падение выходного напряжения при полной нагрузке из-за увеличения выходной нагрузки.Может возникнуть еще один вопрос: если не принимать во внимание повышение температуры, возможно ли, что мощность трансформатора может быть увеличена бесконечно? Это как раз тот случай, когда чашка чая наполняется больше, чем ее конечный объем, что приводит к переполнению чая. Точно так же невозможно бесконечно увеличивать мощность трансформатора, так как это приведет к переполнению мощности. Проблема здесь в способности трансформатора передавать мощность.

Идеальный силовой трансформатор - это устройство, которое не производит, не хранит и не потребляет энергию.Все, что он делает, это передает мощность от электросети к нагрузке, изменяя первичное и вторичное напряжение в соответствии с фиксированным соотношением витков. Однако полностью передать мощность невозможно из-за потерь в сердечнике и меди. В трансформаторе, пока первичная обмотка подключена к источнику напряжения, вторичная обмотка будет индуцировать выходное напряжение.

В условиях холостого хода петля в первичной цепи и разомкнутая вторичная цепь приводят к протеканию тока через первичную цепь.Этот ток известен как ток холостого хода, который можно рассматривать как ток возбуждения трансформатора. Именно этот ток возбуждения устанавливает рабочее магнитное поле и изменяет выходное напряжение. В случае очень малого тока возбуждения созданная напряженность магнитного поля прикладывается к сердечнику, который затем намагничивается, что приводит к слабому магнитному полю. Когда ток возбуждения увеличивается, сердечник намагничивается, что приводит к быстрому увеличению магнитного потока. Когда ток возбуждения увеличивается до определенного уровня, изменение напряженности магнитного поля намного больше, чем изменение плотности магнитного потока.В этот момент сердечник трансформатора достигает насыщения. Здесь важно отметить, что на уровне насыщения трансформатора преобладает входное напряжение, а не ток.

В условиях нагрузки вторичная цепь отражается в первичную цепь, что приводит к очень большому реактивному сопротивлению возбуждения по сравнению с отраженным сопротивлением вторичной обмотки первичной стороны. Если входное напряжение здесь не изменяется, ток возбуждения остается неизменным, тогда как ток первичной стороны увеличивается с передачей энергии.Следовательно, повышенный ток в первичной обмотке уравновешивает ток, генерируемый вторичной нагрузкой. В этом случае, если нагрузка увеличивается бесконечно, как первичный, так и вторичный токи увеличиваются. Это приводит к снижению напряжения, загружаемого в цепь возбуждения поля, а также к снижению тока намагничивания и вторичного индуцированного напряжения. Одновременно увеличивается падение напряжения на вторичной обмотке, что значительно снижает напряжение нагрузки.

При проектировании трансформаторов необходимо тщательно выбирать подходящую плотность магнитного потока, чтобы гарантировать, что трансформатор не насыщается.Кроме того, следует выбрать правильный калибр обмоточного провода, чтобы повышение температуры было в разумных пределах для потребления энергии и применения. Все эти правила необходимо учитывать при проектировании трансформатора. Как проектировщик и инженер трансформаторов, важно также помнить, что трансформатор не обязательно должен быть большим и громоздким, чтобы соответствовать требованиям к производительности. Должен соблюдаться баланс между размером, производительностью, технологичностью производства и другими факторами. Следовательно, трансформатор должен быть спроектирован как можно ближе к его максимальной передаваемой мощности с разумным повышением температуры.После определения размера сердечника трансформатора можно также определить и спрогнозировать максимальную мощность передачи. Miracle Electronics - это имя, на которое вы можете положиться, чтобы получить наилучшие запланированные, а также индивидуальные силовые трансформаторы в Индии , которые обеспечивают высочайший уровень безопасности для оператора за счет регулирования и понижения напряжения на устройствах управления станком.

Должна ли стоимость быть препятствием при настройке тороидальных трансформаторов? Почему в сборке проводов используются кабели с оболочкой?

ТРАНСФОРМАТОРЫ - прикладное промышленное электричество

Что такое повышающие и понижающие трансформаторы

Это действительно очень полезное устройство.С его помощью мы можем легко умножить или разделить напряжение и ток в цепях переменного тока. Действительно, трансформатор сделал передачу электроэнергии на большие расстояния реальностью, поскольку напряжение переменного тока может быть «повышено», а ток «понижен» для уменьшения потерь мощности сопротивления проводов вдоль линий электропередач, соединяющих генерирующие станции с нагрузками. На обоих концах (как на генераторе, так и на нагрузках) уровни напряжения снижаются трансформаторами для более безопасной работы и менее дорогого оборудования.

Трансформатор, который увеличивает напряжение от первичной к вторичной (больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки), называется повышающим трансформатором .

И наоборот, трансформатор, предназначенный для работы с точностью до наоборот, называется понижающим трансформатором .

Давайте еще раз рассмотрим фотографию, показанную в предыдущем разделе:

Рис. 8.1. Поперечное сечение трансформатора, показывающее первичную и вторичную обмотки, имеет высоту несколько дюймов (приблизительно 10 см).

Это понижающий трансформатор, что подтверждается большим числом витков первичной обмотки и малым числом витков вторичной. В качестве понижающего блока этот трансформатор преобразует низковольтную слаботочную мощность в низковольтную сильноточную мощность.Провод большего сечения, используемый во вторичной обмотке, необходим из-за увеличения тока. Первичная обмотка, которая не должна проводить такой большой ток, может быть изготовлена ​​из провода меньшего сечения.

Обратимость работы трансформатора

На случай, если вам интересно, - это , что можно использовать любой из этих типов трансформаторов в обратном направлении (питание вторичной обмотки от источника переменного тока и обеспечение питания нагрузки первичной обмоткой) для выполнения противоположной функции: может функционировать повышающий как понижение и виза-наоборот.

Однако, как мы видели в первом разделе этой главы, эффективная работа трансформатора требует, чтобы индуктивности отдельных обмоток были спроектированы для определенных рабочих диапазонов напряжения и тока, поэтому, если трансформатор будет использоваться «в обратном направлении», как это должны использоваться в пределах исходных проектных параметров напряжения и тока для каждой обмотки, чтобы не оказаться неэффективным (или чтобы не повредить из-за чрезмерного напряжения или тока!).

Этикетки конструкции трансформатора

Трансформаторы

часто имеют такую ​​конструкцию, что не очевидно, какие провода ведут к первичной обмотке, а какие - к вторичной.В электроэнергетике для облегчения недоразумений используется одно из условных обозначений «H» для обмотки более высокого напряжения (первичная обмотка в понижающем блоке; вторичная обмотка в повышающем) и «X». обозначения низковольтной обмотки. Следовательно, у простого силового трансформатора будут провода с маркировкой «H 1 », «H 2 », «X 1 » и «X 2 ». Обычно это имеет значение для нумерации проводов (H 1 по сравнению с H 2 и т. Д.), который мы рассмотрим немного позже в этой главе.

Практическое значение повышающих и понижающих трансформаторов

Тот факт, что напряжение и ток «скачкообразно изменяются» в противоположных направлениях (одно вверх, другое вниз), имеет смысл, если вы вспомните, что мощность равна напряжению, умноженному на ток, и поймете, что трансформаторы не могут производить мощность , а только преобразовывают ее . Любое устройство, которое могло бы выдавать больше энергии, чем потребляло, нарушило бы закон сохранения энергии в физике, а именно, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована.Как и в случае с первым рассмотренным нами примером трансформатора, эффективность передачи энергии от первичной к вторичной стороне устройства очень хорошая.

Практическое значение этого становится более очевидным, когда рассматривается альтернатива: до появления эффективных трансформаторов преобразование уровня напряжения / тока могло быть достигнуто только за счет использования двигателей / генераторных установок. Чертеж двигателя / генераторной установки показывает основной принцип: (рисунок ниже)

Рисунок 8.2 Двигатель-генератор иллюстрирует основной принцип работы трансформатора.

В такой машине двигатель механически соединен с генератором, причем генератор предназначен для выработки требуемых уровней напряжения и тока при скорости вращения двигателя. Хотя и двигатели, и генераторы являются довольно эффективными устройствами, использование обоих таким образом усугубляет их неэффективность, так что общий КПД находится в диапазоне 90% или меньше. Кроме того, поскольку для двигателей / генераторных установок, очевидно, требуются движущиеся части, механический износ и балансировка являются факторами, влияющими как на срок службы, так и на производительность.С другой стороны, трансформаторы могут преобразовывать уровни переменного напряжения и тока с очень высоким КПД без движущихся частей, что делает возможным широкое распространение и использование электроэнергии, которую мы считаем само собой разумеющимся.

Справедливости ради следует отметить, что моторные / генераторные установки не обязательно были заменены трансформаторами для всех приложений . Хотя трансформаторы явно превосходят мотор-генераторные установки для преобразования переменного напряжения и уровня тока, они не могут преобразовывать одну частоту переменного тока в другую или (сами по себе) преобразовывать постоянный ток в переменный или наоборот.Электродвигатели / генераторные установки могут выполнять все эти задачи с относительной простотой, хотя и с уже описанными ограничениями эффективности и механических факторов.

Электродвигатели / генераторные установки также обладают уникальным свойством аккумулирования кинетической энергии: то есть, если по какой-либо причине питание двигателя прерывается на мгновение, его угловой момент (инерция этой вращающейся массы) будет поддерживать вращение генератора на короткое продолжительность, таким образом изолируя любые нагрузки, питаемые от генератора, от «сбоев» в основной энергосистеме.

Анализ работы повышающего и понижающего трансформатора

Обмотка с большей индуктивностью имеет более высокое напряжение и меньший ток, чем другая. Поскольку две катушки индуктивности намотаны вокруг одного и того же материала сердечника в трансформаторе (для наиболее эффективной магнитной связи между ними), параметры, влияющие на индуктивность для двух катушек, равны, за исключением количества витков в каждой катушке. Если мы еще раз посмотрим на нашу формулу индуктивности, мы увидим, что индуктивность пропорциональна квадрату числа витков катушки:

[латекс] L = \ frac {N ^ 2µA} {I} [/ латекс]

Где,

[латекс] L = \ text {индуктивность катушки Генри} [/ латекс]

[латекс] N = \ text {Количество витков в катушке провода (прямой провод = 1)} [/ латекс]

[латекс] \ mu = \ text {Проницаемость основных материалов (абсолютная, а не относительная)} [/ латекс]

[латекс] A = \ text {Площадь рулона в квадратных метрах} [/ латекс]

[латекс] I = \ text {Среднее значение рулона в метрах} [/ латекс]

Итак, должно быть очевидно, что наши два индуктора должны иметь отношение витков катушки 10: 1, потому что 10 в квадрате равно 100. Это похоже на то же соотношение, которое мы обнаружили между первичным и вторичным напряжениями и токами (10: 1), поэтому мы можем сказать, как правило, что коэффициент трансформации напряжения и тока равен отношению витков обмотки между первичной и вторичной обмотками.

Рисунок 8.3 Пример понижающего трансформатора.

Понижающий трансформатор: (много витков: несколько витков).

Эффект повышения / понижения передаточных чисел катушки в трансформаторе аналогичен передаточным числам зубчатых колес в механических зубчатых передачах, преобразуя значения скорости и крутящего момента почти таким же образом:

Рисунок 8.4 Зубчатая передача понижает крутящий момент, уменьшая крутящий момент при увеличении скорости.

Повышающие и понижающие трансформаторы для целей распределения электроэнергии могут быть гигантскими по сравнению с показанными ранее силовыми трансформаторами, причем некоторые блоки имеют высоту дома. На следующей фотографии показан трансформатор подстанции высотой около двенадцати футов:

Рисунок 8. 5 Трансформатор подстанции.

Существуют приложения, в которых необходима электрическая изоляция между двумя цепями переменного тока без какого-либо преобразования уровней напряжения или тока.В этих случаях используются трансформаторы под названием изолирующие трансформаторы с коэффициентами трансформации 1: 1. Настольный изолирующий трансформатор показан на рисунке ниже.

Рисунок 8.6 Разделительный трансформатор изолирует питание от линии питания.

Поскольку трансформаторы по сути являются устройствами переменного тока, нам необходимо знать фазовые соотношения между первичной и вторичной цепями. Мы можем изобразить формы волны для первичной и вторичной цепей и увидеть фазовые соотношения.

Рисунок 8.7 Вторичное напряжение V (3,5) синфазно с первичным напряжением V (2) и понижено в десять раз.

Вторичное напряжение V (3,5) синфазно с первичным напряжением V (2) и понижено в десять раз.

При переходе от первичной обмотки V (2) к вторичной обмотке V (3,5) напряжение понижалось в десять раз, а ток повышался в десять раз. Формы сигналов как тока, так и напряжения являются синфазно при переходе от первичного к вторичному.

Рисунок 8.8 Первичный и вторичный токи синфазны. Вторичный ток увеличивается в десять раз.

Условные обозначения трансформатора

Похоже, что напряжение и ток двух обмоток трансформатора синфазны, по крайней мере, для нашей резистивной нагрузки. Это достаточно просто, но было бы неплохо узнать , каким образом мы должны подключить трансформатор, чтобы обеспечить правильное соотношение фаз. В конце концов, трансформатор - это не что иное, как набор индукторов с магнитной связью, а на индукторах обычно нет какой-либо маркировки полярности.Если бы мы посмотрели на трансформатор без маркировки, у нас не было бы возможности узнать, каким образом подключить его к цепи, чтобы получить синфазное (или не синфазное на 180 °) напряжение и ток:

Рисунок 8.9 На практике полярность трансформатора может быть неоднозначной.

Поскольку это практическая проблема, производители трансформаторов разработали своего рода стандарт маркировки полярности для обозначения фазовых соотношений. Он называется условным обозначением точек и представляет собой не что иное, как точку, помещенную рядом с каждым соответствующим плечом обмотки трансформатора:

Рисунок 8.10 Пара точек указывает полярность.

Обычно трансформатор поставляется с какой-то схематической диаграммой, на которой отмечены выводы проводов для первичной и вторичной обмоток. На схеме будет пара точек, похожая на то, что видно выше. Иногда точки будут опускаться, но когда метки «H» и «X» используются для обозначения проводов обмотки трансформатора, предполагается, что нижние индексы обозначают полярность обмоток. Провода «1» (H 1 и X 1 ) обозначают места, где обычно размещаются точки маркировки полярности.

Подобное расположение этих точек рядом с верхними концами первичной и вторичной обмоток говорит нам о том, что любая мгновенная полярность напряжения, наблюдаемая на первичной обмотке, будет такой же, как и на вторичной обмотке. Другими словами, фазовый сдвиг от первичного к вторичному будет равен нулю градусов.

С другой стороны, если точки на каждой обмотке трансформатора не совпадают с , фазовый сдвиг между первичной и вторичной обмотками будет 180 °, например:

Рисунок 8.11 Не в фазе: основной красный - точка, дополнительный черный - точка.

Конечно, условное обозначение точек указывает только на то, какой конец каждой обмотки является каким относительно другой обмотки (ей). Если вы хотите самостоятельно изменить соотношение фаз, все, что вам нужно сделать, это поменять местами соединения обмотки следующим образом:

Рисунок 8.12 В фазе: основной красный - точка, дополнительный красный - точка.

Трансформаторы «повышают» или «понижают» напряжение в соответствии с соотношением витков первичной и вторичной обмоток.

[латекс] \ text {Коэффициент передачи напряжения} = \ frac {N_ {вторичный}} {N_ {первичный}} [/ latex]

[латекс] \ text {Текущий коэффициент передачи} = \ frac {N_ {первичный}} {N_ {вторичный}} [/ latex]

Где,

[латекс] N = \ text {Количество витков в обмотке} [/ латекс]

  • Трансформатор, предназначенный для увеличения напряжения от первичной до вторичной, называется повышающим трансформатором . Трансформатор, предназначенный для понижения напряжения с первичной обмотки на вторичную, называется понижающим трансформатором .
  • Коэффициент трансформации трансформатора будет равен квадратному корню из отношения его первичной индуктивности к вторичной индуктивности (L).

[латекс] \ text {Коэффициент передачи напряжения} = \ sqrt {\ frac {L_ {вторичный}} {L_ {первичный}}} [/ латекс]

  • Имея возможность передавать мощность от одной цепи к другой без использования соединительных проводников между двумя цепями, трансформаторы обеспечивают полезную функцию электрической изоляции .
  • Трансформаторы, предназначенные для обеспечения гальванической развязки без скачков напряжения и тока вверх или вниз, называются изолирующими трансформаторами .
  • Фазовое соотношение для напряжения и тока между первичной и вторичной цепями трансформатора прямое: в идеале нулевой сдвиг фазы.
  • Условное обозначение из точек - это тип маркировки полярности для обмоток трансформатора, показывающий, какой конец обмотки является каким относительно других обмоток.

Трансформаторы с несколькими вторичными обмотками

Трансформаторы - очень универсальные устройства. Базовая концепция передачи энергии между взаимными индукторами достаточно полезна между одной первичной и одной вторичной обмотками, но трансформаторы не обязательно должны быть сделаны с двумя наборами обмоток. Рассмотрим схему трансформатора:

Рисунок 8.13 Трансформатор с несколькими вторичными обмотками обеспечивает несколько выходных напряжений.

Здесь три катушки индуктивности имеют общий магнитный сердечник, магнитно «связывая» или «связывая» их вместе.Взаимосвязь соотношений витков обмоток и отношений напряжений, наблюдаемая с одной парой взаимных индукторов, все еще сохраняется здесь для нескольких пар катушек.

Вполне возможно собрать трансформатор, подобный приведенному выше (одна первичная обмотка, две вторичные обмотки), в котором одна вторичная обмотка является понижающей, а другая - повышающей. Фактически, такая конструкция трансформатора была довольно распространена в цепях питания вакуумных ламп, которые требовались для подачи низкого напряжения на нити ламп (обычно 6 или 12 вольт) и высокого напряжения для пластин ламп (несколько сотен вольт) от источника питания. номинальное первичное напряжение 110 вольт переменного тока.

С таким трансформатором возможны не только напряжения и токи совершенно разных величин, но все цепи электрически изолированы друг от друга.

Рисунок 8.14 Фотография многообмоточного трансформатора с шестью обмотками, первичной и пятью вторичными обмотками.

Трансформатор на рисунке выше предназначен для обеспечения высокого и низкого напряжения, необходимого в электронной системе с использованием электронных ламп. Низкое напряжение требуется для питания нитей электронных ламп, в то время как высокое напряжение требуется для создания разности потенциалов между пластиной и катодными элементами каждой лампы.Одного трансформатора с несколькими обмотками достаточно, чтобы обеспечить все необходимые уровни напряжения от одного источника 115 В. Провода для этого трансформатора (их 15!) На фотографии не показаны, они скрыты от глаз.

Если электрическая изоляция между вторичными цепями не имеет большого значения, аналогичный эффект может быть получен путем «постукивания» одной вторичной обмотки в нескольких точках по ее длине, как показано на рисунке ниже.

Рисунок 8.15. Вторичная обмотка с одним ответвлением обеспечивает несколько напряжений.

Многополюсный коммутирующий трансформатор

Ответвитель - это не что иное, как соединение проводов, сделанное в некоторой точке обмотки между концами. Неудивительно, что соотношение витков обмотки / величины напряжения обычного трансформатора сохраняется для всех сегментов обмотки с ответвлениями. Этот факт можно использовать для производства трансформатора с несколькими передаточными числами:

Рисунок 8.16. Вторичная обмотка с ответвлениями, использующая переключатель для выбора одного из многих возможных напряжений.

Переменный трансформатор

Продолжая концепцию отводов обмотки, мы получаем «регулируемый трансформатор», в котором скользящий контакт перемещается по длине открытой вторичной обмотки, способной соединяться с ней в любой точке по ее длине.Эффект эквивалентен наличию отвода обмотки на каждом витке обмотки и переключателя с полюсами на каждом положении отвода:

Рисунок 8. 17 Скользящий контакт на вторичной обмотке непрерывно изменяет вторичное напряжение.

Одно из применений переменного трансформатора для потребителей - регулирование скорости для модельных поездов, особенно поездов 1950-х и 1960-х годов. Эти трансформаторы были по существу понижающими блоками, максимальное напряжение, получаемое от вторичной обмотки, было существенно меньше, чем первичное напряжение от 110 до 120 вольт переменного тока.Контакт с регулируемой разверткой обеспечивает простое средство управления напряжением с небольшими потерями энергии, намного более эффективное, чем управление с использованием переменного резистора!

Подвижно-скользящие контакты слишком непрактичны для использования в больших промышленных силовых трансформаторах, но многополюсные переключатели и отводы обмотки являются обычным явлением для регулировки напряжения. В энергосистемах необходимо периодически производить регулировку, чтобы приспособиться к изменениям нагрузок в течение месяцев или лет во времени, и эти схемы переключения обеспечивают удобное средство. Как правило, такие «переключатели ответвлений» не предназначены для работы с током полной нагрузки, а должны срабатывать только тогда, когда трансформатор обесточен (отсутствует питание).

Автотрансформатор

Учитывая, как мы можем отвести любую обмотку трансформатора, чтобы получить эквивалент нескольких обмоток (хотя и с потерей гальванической развязки между ними), имеет смысл полностью отказаться от электрической изоляции и построить трансформатор из одной обмотки. Действительно, это возможно, и получившееся устройство называется автотрансформатором :

. Рисунок 8.18 Этот автотрансформатор повышает напряжение с помощью одинарной ответвленной обмотки, экономя медь и жертвуя изоляцией.

Автотрансформатор, изображенный выше, выполняет функцию повышения напряжения. Понижающий автотрансформатор будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.

Рисунок 8.19. Этот автотрансформатор понижает напряжение с помощью одной обмотки с ответвлениями для экономии меди. Автотрансформаторы

находят широкое применение в приложениях, требующих небольшого повышения или понижения напряжения на нагрузке. Альтернативой обычному (изолированному) трансформатору было бы либо иметь правильное соотношение первичной / вторичной обмоток, предназначенное для работы, либо использовать понижающую конфигурацию с вторичной обмоткой, подключенной последовательно («повышающий») или последовательно. противодействующая («вздымая») мода.Для иллюстрации того, как это будет работать, приведены значения первичного, вторичного напряжения и напряжения нагрузки.

Конфигурации автотрансформатора

Во-первых, «бустерная» конфигурация. На рисунке ниже полярность вторичной катушки ориентирована так, что ее напряжение напрямую складывается с первичным напряжением.

Рисунок 8.20. Обычный трансформатор, подключенный как автотрансформатор для повышения линейного напряжения.

Далее, «раскладывающаяся» конфигурация. На рисунке ниже полярность вторичной катушки ориентирована так, что ее напряжение напрямую вычитается из первичного напряжения:

Рисунок 8. 21 Обычный трансформатор, подключенный как автотрансформатор для понижения сетевого напряжения.

Основным преимуществом автотрансформатора является то, что такая же функция повышения или понижения достигается только с одной обмоткой, что делает его дешевле и легче в производстве, чем обычный (изолирующий) трансформатор, имеющий как первичную, так и вторичную обмотки.

Автотрансформатор с вариатором

Подобно обычным трансформаторам, обмотки автотрансформатора могут иметь ответвления для изменения коэффициента передачи.Кроме того, их можно сделать бесступенчато регулируемыми с помощью скользящего контакта, чтобы постучать по обмотке в любой точке по ее длине. Последняя конфигурация достаточно популярна, чтобы заслужить собственное имя: Variac . (рисунок ниже)

Рис. 8.22. Вариак - это автотрансформатор со скользящим ответвлением.

Маленькие вариаторы для настольного использования - это популярное оборудование для экспериментаторов в области электроники. Они могут понижать (а иногда и повышать) напряжение переменного тока в домашних условиях с широким и точным диапазоном регулировки простым поворотом ручки.

  • Трансформаторы могут быть оснащены более чем одной парой первичной и одной вторичной обмоток. Это позволяет использовать несколько степеней повышения и / или понижения в одном устройстве.
  • Обмотки трансформатора также могут иметь «ответвления»: то есть пересекаться во многих точках для разделения одной обмотки на секции.
  • Переменные трансформаторы могут быть изготовлены с помощью подвижного плеча, который перемещается по длине обмотки, контактируя с обмоткой в ​​любой точке по ее длине.Обмотка, конечно же, должна быть оголенной (без изоляции) в области движения плеча.
  • Автотрансформатор - это одинарная катушка индуктивности с ответвлениями, используемая для повышения или понижения напряжения, как трансформатор, за исключением гальванической развязки.
  • A Variac - регулируемый автотрансформатор.

Поскольку трехфазные сети так часто используются в системах распределения электроэнергии, вполне логично, что нам потребуются трехфазные трансформаторы, чтобы иметь возможность повышать или понижать напряжение.Это верно лишь отчасти, так как обычные однофазные трансформаторы могут быть объединены вместе для преобразования мощности между двумя трехфазными системами в различных конфигурациях, устраняя необходимость в специальном трехфазном трансформаторе. Однако для этих задач созданы специальные трехфазные трансформаторы, которые могут работать с меньшими требованиями к материалам, меньшими размерами и меньшим весом, чем их модульные аналоги.

Обмотки и соединения трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор состоит из трех наборов первичной и вторичной обмоток, каждый из которых намотан на одну ногу узла железного сердечника.По сути, это выглядит как три однофазных трансформатора, совместно использующих объединенный сердечник, как показано на рисунке ниже.

Рисунок 8.23 ​​Сердечник трехфазного трансформатора имеет три набора обмоток.

Эти наборы первичной и вторичной обмоток будут соединены в конфигурации Δ или Y, чтобы сформировать единый блок. Различные комбинации способов, которыми эти обмотки могут быть соединены вместе, будут в центре внимания этого раздела.

Независимо от того, используют ли наборы обмоток общий сердечник в сборе или каждая пара обмоток представляет собой отдельный трансформатор, варианты подключения обмоток одинаковы:

Первичный - Вторичный

  • Y - Y
  • Y - Δ
  • Δ - Y
  • Δ - Δ

Причины выбора конфигурации Y или Δ для соединений обмоток трансформатора такие же, как и для любого другого трехфазного приложения: соединения Y обеспечивают возможность использования нескольких напряжений, в то время как соединения Δ имеют более высокий уровень надежности (при выходе из строя одной обмотки в открытом состоянии, два других могут поддерживать полное линейное напряжение на нагрузке).

Вероятно, наиболее важным аспектом соединения трех наборов первичной и вторичной обмоток для формирования трехфазного блока трансформаторов является уделение внимания правильному фазированию обмоток (точки, используемые для обозначения «полярности» обмоток). Помните правильное соотношение фаз между фазными обмотками Δ и Y: (рисунок ниже)

Рис. 8.24 (Y) Центральная точка «Y» должна связывать вместе все «-» или все «+» точки намотки. (Δ) Полярности обмоток должны складываться вместе (от + до -).

Правильная синхронизация фаз, когда обмотки не показаны в стандартной конфигурации Y или Δ, может быть сложной задачей. Позвольте мне проиллюстрировать это, начиная с рисунка ниже.

Рисунок 8.23. Входы A1, A2, A3 могут быть подключены к «Δ» или «Y», как и выходы B1, B2, B3.

Разводка фаз для трансформатора «Y-Y»

Три отдельных трансформатора должны быть соединены вместе для преобразования энергии из одной трехфазной системы в другую. Сначала я покажу электрические соединения для конфигурации Y-Y:

Рисунок 8. 25 Разводка фаз для трансформатора «Y-Y».

Обратите внимание на рисунок выше, как все концы обмотки, отмеченные точками, подключены к своим соответствующим фазам A, B и C, в то время как концы без точек соединены вместе, образуя центры каждой буквы «Y». Соединение первичной и вторичной обмоток по схеме «Y» позволяет использовать нейтральные проводники (N 1 и N 2 ) в каждой энергосистеме.

Разводка фаз для трансформатора «Y-Δ»

Теперь посмотрим на конфигурацию Y-Δ:

Рисунок 8.26 Подключение фаз для трансформатора «Y-Δ».

Обратите внимание на то, как вторичные обмотки (нижний набор, рисунок выше) соединены в цепочку, причем сторона с «точкой» одной обмотки соединена со стороной «без точки» следующей, образуя петлю Δ. В каждой точке соединения между парами обмоток выполняется подключение к линии второй энергосистемы (A, B и C).

Фазовая проводка для трансформатора «Δ-Y»

Теперь давайте рассмотрим систему Δ-Y на рисунке ниже.

Рисунок 8.27. Подключение фаз для трансформатора «Δ-Y».

Такая конфигурация (рисунок выше) позволит обеспечить несколько напряжений (линия-линия или линия-нейтраль) во второй энергосистеме от исходной энергосистемы без нейтрали.

Подключение фаз для трансформатора «Δ-Δ»

И наконец, переходим к конфигурации Δ-Δ:

Рисунок 8.28. Схема подключения фаз для трансформатора «Δ-Δ».

Когда нет необходимости в нейтральном проводе во вторичной энергосистеме, предпочтительны схемы подключения Δ-Δ (рисунок выше) из-за присущей надежности конфигурации Δ.

Фазовая проводка для трансформатора «V» или «открытый Δ»

Учитывая, что Δ-конфигурация может удовлетворительно работать без одной обмотки, некоторые разработчики энергосистем предпочитают создавать батарею трехфазных трансформаторов только с двумя трансформаторами, представляя конфигурацию Δ-Δ с отсутствующей обмоткой как на первичной, так и на вторичной стороне: Рисунок 8.29 «V» или «разомкнутый Δ» обеспечивает питание 2-φ только с двумя трансформаторами.

Эта конфигурация называется «V» или «Open-Δ». Конечно, каждый из двух трансформаторов должен быть большего размера, чтобы выдерживать такое же количество мощности, как три в стандартной Δ-конфигурации, но общие размеры, вес и стоимость часто того стоят.Однако следует иметь в виду, что при отсутствии одного набора обмоток в форме Δ эта система больше не обеспечивает отказоустойчивость нормальной системы Δ-Δ. Если один из двух трансформаторов выйдет из строя, это определенно повлияет на напряжение и ток нагрузки.

Пример из реальной жизни

На следующей фотографии (рисунок ниже) показан блок повышающих трансформаторов на плотине гидроэлектростанции Гранд-Кули в штате Вашингтон. С этой точки зрения можно увидеть несколько трансформаторов (зеленого цвета), которые сгруппированы по три: по три трансформатора на гидроэлектрический генератор, соединенные вместе проводом в той или иной форме трехфазной конфигурации.

На фотографии не показаны соединения первичной обмотки, но похоже, что вторичные обмотки соединены по схеме Y, так как из каждого трансформатора выступает только один большой высоковольтный изолятор. Это говорит о том, что другая сторона вторичной обмотки каждого трансформатора имеет потенциал земли или близок к нему, что может быть верно только в системе Y. В здании слева находится электростанция, в которой размещены генераторы и турбины. Справа наклонная бетонная стена - нижняя сторона плотины:

Рисунок 8.Плотина гидроэлектростанции Гранд-Кули 30

Мощность

Как уже отмечалось, трансформаторы должны быть хорошо спроектированы, чтобы обеспечить приемлемую связь по мощности, точное регулирование напряжения и низкие искажения тока возбуждения. Кроме того, трансформаторы должны быть спроектированы таким образом, чтобы без проблем выдерживать ожидаемые значения тока первичной и вторичной обмоток. Это означает, что проводники обмотки должны быть изготовлены из проволоки соответствующего сечения, чтобы избежать проблем с нагревом.

Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор должен иметь идеальную связь (без индуктивности рассеяния), идеальное регулирование напряжения, идеально синусоидальный ток возбуждения, отсутствие гистерезиса или потерь на вихревые токи и достаточно толстый провод, чтобы выдерживать любой ток. К сожалению, идеальный трансформатор должен быть бесконечно большим и тяжелым, чтобы соответствовать этим целям проектирования. Таким образом, при разработке практической конструкции трансформатора необходимо идти на компромиссы.

Кроме того, изоляция проводов обмотки является проблемой там, где встречаются высокие напряжения, как это часто бывает в повышающих и понижающих распределительных трансформаторах. Обмотки должны быть не только хорошо изолированы от стального сердечника, но и каждая обмотка должна быть достаточно изолирована от другой, чтобы поддерживать электрическую изоляцию между обмотками.

Номинальные характеристики трансформатора

С учетом этих ограничений трансформаторы рассчитаны на определенные уровни напряжения и тока первичной и вторичной обмоток, хотя номинальный ток обычно выводится из номинального значения вольт-ампер (ВА), присвоенного трансформатору. Например, возьмите понижающий трансформатор с номинальным напряжением первичной обмотки 120 вольт, номинальным вторичным напряжением 48 вольт и номинальной мощностью 1 кВА (1000 ВА) в ВА. Максимальные токи обмотки можно определить как таковые: кВА (1000 ВА).Максимальные токи обмотки можно определить как таковые:

[латекс] \ text {Максимальный ток обмотки} [/ латекс]

[латекс] \ tag {8.1} I_ {Max} = \ frac {S} {E} [/ latex]

Иногда обмотки имеют номинальный ток в амперах, но обычно это наблюдается на небольших трансформаторах. Большие трансформаторы почти всегда рассчитываются по напряжению обмотки и

ВА или кВА.

Потери энергии

Когда трансформаторы передают мощность, они делают это с минимальными потерями.Как было сказано ранее, КПД современных силовых трансформаторов обычно превышает 95%. Однако хорошо знать, куда уходит часть этой утраченной силы и что вызывает ее потерю.

Конечно, возможны потери мощности из-за сопротивления обмоток проводов. Если не используются сверхпроводящие провода, всегда будет рассеиваться мощность в виде тепла через сопротивление проводников с током. Поскольку для трансформаторов требуются такие длинные провода, эти потери могут быть существенным фактором. Увеличение диаметра обмоточного провода - один из способов минимизировать эти потери, но только при значительном увеличении стоимости, размера и веса.

Вихретоковые потери

Помимо резистивных потерь, большая часть потерь мощности трансформатора происходит из-за магнитных эффектов в сердечнике. Возможно, наиболее значительным из этих «потерь в сердечнике» являются потери на вихревые токи , которые представляют собой рассеяние резистивной мощности из-за прохождения индуцированных токов через железо сердечника. Поскольку железо является проводником электричества, а также отличным «проводником» магнитного потока, в железе будут индуцироваться токи, точно так же, как есть токи, индуцированные во вторичных обмотках из-за переменного магнитного поля.Эти индуцированные токи - как описано в пункте закона Фарадея о перпендикулярности - стремятся циркулировать через поперечное сечение сердечника перпендикулярно виткам первичной обмотки. Их круговое движение дало им необычное название: они похожи на водовороты в потоке воды, которые циркулируют, а не движутся по прямым линиям.

Железо является хорошим проводником электричества, но не так хорошо, как медь или алюминий, из которых обычно изготавливаются проволочные обмотки. Следовательно, эти «вихревые токи» должны преодолевать значительное электрическое сопротивление, поскольку они циркулируют по сердечнику.Преодолевая сопротивление утюга, они рассеивают энергию в виде тепла. Следовательно, у нас есть источник неэффективности трансформатора, который трудно устранить.

Индукционный нагрев

Это явление настолько выражено, что его часто используют как средство нагрева черных (железосодержащих) материалов. На фотографии ниже показан блок «индукционного нагрева», повышающий температуру большого участка трубы. Петли провода, покрытые высокотемпературной изоляцией, опоясывают окружность трубы, вызывая вихревые токи внутри стенки трубы за счет электромагнитной индукции.Чтобы усилить эффект вихревых токов, используется высокочастотный переменный ток, а не частота сети (60 Гц). Блоки в правой части изображения вырабатывают высокочастотный переменный ток и регулируют величину тока в проводах, чтобы стабилизировать температуру трубы на заранее определенном «заданном значении».

Рисунок 8.31 Индукционный нагрев: Первичная изолированная обмотка наводит ток в железную трубу с потерями (вторичную).

Снижение вихревых токов

Основная стратегия уменьшения этих расточительных вихревых токов в сердечниках трансформаторов состоит в том, чтобы сформировать железный сердечник в виде листов, каждый из которых покрыт изолирующим лаком, так что сердечник будет разделен на тонкие пластинки.В результате ширина сердечника очень мала для циркуляции вихревых токов:

Рисунок 8.32 Разделение стального сердечника на тонкие изолированные пластинки сводит к минимуму потери на вихревые токи.

Ламинированные сердечники , подобные показанному здесь, входят в стандартную комплектацию почти всех низкочастотных трансформаторов. Напомним, что на фотографии трансформатора, разрезанного пополам, железный сердечник состоял из множества тонких листов, а не из одной цельной детали. Потери на вихревые токи увеличиваются с увеличением частоты, поэтому трансформаторы, предназначенные для работы от высокочастотной энергии (например, 400 Гц, используемой во многих военных и авиационных приложениях), должны использовать более тонкие пластины, чтобы снизить потери до приемлемого минимума. Это имеет нежелательный эффект увеличения стоимости изготовления трансформатора.

Другой аналогичный метод минимизации потерь на вихревые токи, который лучше подходит для высокочастотных приложений, - это изготовление сердечника из железного порошка, а не из тонких листов железа. Подобно ламинированным листам, эти гранулы железа индивидуально покрыты электроизоляционным материалом, который делает сердечник непроводящим, за исключением ширины каждой гранулы. Сердечники из порошкового железа часто используются в трансформаторах, работающих с радиочастотными токами.

Магнитный гистерезис

Еще одна «потеря в сердечнике» - это магнитный гистерезис . Все ферромагнитные материалы имеют тенденцию сохранять некоторую степень намагниченности после воздействия внешнего магнитного поля. Эта тенденция оставаться намагниченным называется «гистерезисом», и требуются определенные затраты энергии, чтобы преодолеть это противодействие, изменяющееся каждый раз, когда магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, меняет полярность (дважды за цикл переменного тока).

Этот тип потерь может быть уменьшен за счет правильного выбора материала сердечника (выбор сплава сердечника с низким гистерезисом, о чем свидетельствует «тонкая» гистерезисная кривая B / H) и проектирования сердечника с минимальной магнитной индукцией (большая площадь поперечного сечения ).

Скин-эффект на высоких частотах

Потери энергии в трансформаторе возрастают с увеличением частоты. Скин-эффект внутри проводников обмотки уменьшает доступную площадь поперечного сечения для потока электрического заряда, тем самым увеличивая эффективное сопротивление при повышении частоты и создавая большие потери мощности из-за резистивного рассеивания. Потери в магнитном сердечнике также увеличиваются из-за более высоких частот, вихревых токов и эффектов гистерезиса. По этой причине трансформаторы значительных размеров предназначены для эффективной работы в ограниченном диапазоне частот.

В большинстве систем распределения энергии, где частота сети очень стабильна, можно подумать, что чрезмерная частота никогда не будет проблемой. К сожалению, это происходит в виде гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками.

Как мы видели в предыдущих главах, несинусоидальные формы сигналов эквивалентны аддитивным сериям множественных синусоидальных сигналов с разными амплитудами и частотами. В энергосистемах эти другие частоты являются целыми числами, кратными основной (линейной) частоте, что означает, что они всегда будут выше, а не ниже расчетной частоты трансформатора.В значительной степени они могут вызвать серьезный перегрев трансформатора. Силовые трансформаторы могут быть спроектированы для работы с определенными уровнями гармоник энергосистемы, и эта способность иногда обозначается рейтингом «K-фактор».

Паразитная емкость и индуктивность

Помимо номинальной мощности и потерь мощности, трансформаторы часто имеют и другие нежелательные ограничения, о которых следует знать разработчикам схем. Как и их более простые аналоги - индукторы - трансформаторы обладают емкостью из-за диэлектрической изоляции между проводниками: от обмотки к обмотке, от витка к витку (в одной обмотке) и от обмотки к сердечнику.

Частота резонанса трансформатора

Обычно эта емкость не имеет значения в силовых приложениях, но приложения с малыми сигналами (особенно высокочастотные) могут плохо переносить эту причуду. Кроме того, эффект наличия емкости наряду с расчетной индуктивностью обмоток дает трансформаторам способность резонировать с на определенной частоте, что определенно является проблемой проектирования в приложениях с сигналами, где прикладываемая частота может достигать этой точки (обычно резонансная частота мощности трансформатор находится далеко за пределами частоты переменного тока, для которой он был разработан).

Удерживание флюса

Сдерживание потока (обеспечение того, чтобы магнитный поток трансформатора не ускользнул, чтобы создать помехи для другого устройства, и убедиться, что магнитный поток других устройств экранирован от сердечника трансформатора) - еще одна проблема, которую разделяют как индукторы, так и трансформаторы.

Индуктивность утечки

Тесно связана с проблемой сдерживания флюса индуктивность рассеяния. Поскольку индуктивность рассеяния эквивалентна индуктивности, последовательно соединенной с обмоткой трансформатора, она проявляется как последовательное сопротивление с нагрузкой.Таким образом, чем больше ток потребляет нагрузка, тем меньше напряжения на выводах вторичной обмотки. Обычно при проектировании трансформатора требуется хорошее регулирование напряжения, но существуют и исключительные области применения. Как указывалось ранее, для цепей разрядного освещения требуется повышающий трансформатор с «слабым» (плохим) регулированием напряжения для обеспечения пониженного напряжения после возникновения дуги в лампе. Один из способов выполнить этот критерий проектирования - спроектировать трансформатор с путями рассеяния магнитного потока в обход вторичной (ых) обмотки (ов).Результирующий поток рассеяния будет создавать индуктивность рассеяния, которая, в свою очередь, приведет к плохому регулированию, необходимому для разрядного освещения.

Насыщенность ядра

Трансформаторы

также ограничены в своих характеристиках из-за ограничений магнитного потока сердечника. Для трансформаторов с ферромагнитным сердечником необходимо учитывать пределы насыщения сердечника. Помните, что ферромагнитные материалы не могут поддерживать бесконечную плотность магнитного потока: они имеют тенденцию «насыщаться» на определенном уровне (продиктованном материалом и размерами сердечника), а это означает, что дальнейшее увеличение силы магнитного поля (ммс) не приводит к пропорциональному увеличению магнитного поля. поток поля (Φ).

Когда первичная обмотка трансформатора перегружается из-за чрезмерно приложенного напряжения, магнитный поток сердечника может достигать уровней насыщения в пиковые моменты цикла синусоидального сигнала переменного тока. Если это произойдет, напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, больше не будет соответствовать форме волны, как напряжение, питающее первичную катушку. Другими словами, перегруженный трансформатор будет искажать форму волны от первичной до вторичной обмоток, создавая гармоники на выходе вторичной обмотки. Как мы обсуждали ранее, содержание гармоник в энергосистемах переменного тока обычно вызывает проблемы.

Пиковые трансформаторы

Специальные трансформаторы, известные как трансформаторы максимального напряжения , используют этот принцип для создания коротких импульсов напряжения вблизи пиков формы волны напряжения источника. Ядро рассчитано на быстрое и резкое насыщение при уровнях напряжения значительно ниже пикового. Это приводит к сильно обрезанной форме волны синусоидального потока и вторичным импульсам напряжения только при изменении потока (ниже уровней насыщения):

Рис. 8.33. Осциллограммы напряжения и потока для пикового трансформатора.

Работа на частотах ниже нормы

Другой причиной ненормального насыщения сердечника трансформатора является работа на частотах ниже нормы. Например, если силовой трансформатор, предназначенный для работы на частоте 60 Гц, вынужден работать на частоте 50 Гц, поток должен достичь более высоких пиковых уровней, чем раньше, чтобы создать такое же противодействующее напряжение, необходимое для балансировки с напряжением источника. Это верно, даже если напряжение источника такое же, как и раньше.

Рисунок 8.34. Магнитный поток выше в сердечнике трансформатора, работающем на 50 Гц, по сравнению с 60 Гц для того же напряжения.

Поскольку мгновенное напряжение обмотки пропорционально скорости изменения мгновенного магнитного потока в трансформаторе, форма волны напряжения, достигающая того же пикового значения, но требующая больше времени для завершения каждого полупериода, требует, чтобы магнитный поток поддерживал та же скорость изменения, что и раньше, но на более длительные периоды времени. Таким образом, если поток должен расти с той же скоростью, что и раньше, но в течение более длительных периодов времени, он поднимется до большего пикового значения.

Математически это еще один пример исчисления в действии.Поскольку напряжение пропорционально скорости изменения магнитного потока, мы говорим, что форма волны напряжения представляет собой производную формы волны магнитного потока, причем «производной» является операция вычисления, определяющая одну математическую функцию (форму волны) с точки зрения скорости: замены другого. Однако если мы возьмем противоположную точку зрения и свяжем исходную форму волны с ее производной, мы можем назвать исходную форму волны интегралом производной формы волны. В этом случае форма волны напряжения является производной формы волны магнитного потока, а форма волны магнитного потока является интегралом формы волны напряжения.

Интеграл любой математической функции пропорционален площади, накопленной под кривой этой функции. Поскольку каждый полупериод сигнала 50 Гц накапливает большую площадь между ним и нулевой линией графика, чем будет форма сигнала 60 Гц - а мы знаем, что магнитный поток является интегралом напряжения, - поток будет достигать более высоких значений в рисунок ниже.

Рисунок 8.35. Изменение потока с той же скоростью возрастает до более высокого уровня при 50 Гц, чем при 60 Гц.

Еще одна причина насыщения трансформатора - наличие постоянного тока в первичной обмотке.Любая величина постоянного напряжения, падающего на первичную обмотку трансформатора, вызовет дополнительный магнитный поток в сердечнике. Это дополнительное «смещение» или «смещение» магнитного потока будет подталкивать форму волны переменного магнитного потока ближе к насыщению в одном полупериоде, чем в другом.

Рис. 8.36. Постоянный ток в первичной обмотке смещает пики формы сигнала в сторону верхнего предела насыщения.

Для большинства трансформаторов насыщение сердечника является очень нежелательным эффектом, и его можно избежать за счет хорошей конструкции: конструирования обмоток и сердечника так, чтобы плотности магнитного потока оставались значительно ниже уровней насыщения.Это гарантирует, что соотношение между mmf и Φ будет более линейным на протяжении всего цикла магнитного потока, что хорошо, поскольку способствует меньшим искажениям в форме волны тока намагничивания. Кроме того, проектирование сердечника для низких плотностей магнитного потока обеспечивает безопасный запас между нормальными пиками магнитного потока и пределами насыщения сердечника, чтобы приспособиться к случайным ненормальным условиям, таким как изменение частоты и смещение постоянного тока.

Пусковой ток

Когда трансформатор изначально подключен к источнику переменного напряжения, может возникнуть значительный скачок тока через первичную обмотку, называемый пусковым током .Это аналогично пусковому току, наблюдаемому у электродвигателя, который запускается при внезапном подключении к источнику питания, хотя бросок тока трансформатора вызван другим явлением.

Мы знаем, что скорость изменения мгновенного потока в сердечнике трансформатора пропорциональна мгновенному падению напряжения на первичной обмотке. Или, как указано ранее, форма волны напряжения является производной формы волны магнитного потока, а форма волны магнитного потока является интегралом формы волны напряжения.В непрерывно работающем трансформаторе эти две формы сигнала сдвинуты по фазе на 90 °. Поскольку поток (Φ) пропорционален магнитодвижущей силе (mmf) в сердечнике, а mmf пропорционален току обмотки, форма волны тока будет синфазной с формой волны магнитного потока, и оба будут отстать от формы волны напряжения на 90 °:

Рисунок 8.37. Непрерывный установившийся режим: магнитный поток, как и ток, отстает от приложенного напряжения на 90 °.

Предположим, что первичная обмотка трансформатора внезапно подключается к источнику переменного напряжения в точный момент времени, когда мгновенное напряжение достигает своего положительного пикового значения.Чтобы трансформатор создавал противоположное падение напряжения, чтобы уравновеситься с этим приложенным напряжением источника, должен создаваться магнитный поток быстро возрастающей величины. В результате ток в обмотке увеличивается быстро, но на самом деле не быстрее, чем при нормальных условиях:

Рисунок 8.38. Подключение трансформатора к сети при пиковом напряжении переменного тока: поток быстро увеличивается от нуля, как и в установившемся режиме.

И поток сердечника, и ток катушки начинаются с нуля и достигают тех же пиковых значений, которые наблюдаются при непрерывной работе.Таким образом, в этом сценарии нет «всплеска», «броска тока» или тока.

В качестве альтернативы, давайте рассмотрим, что произойдет, если подключение трансформатора к источнику переменного напряжения произойдет в точный момент времени, когда мгновенное напряжение равно нулю. Во время непрерывной работы (когда трансформатор находится под напряжением в течение некоторого времени) это момент времени, когда и магнитный поток, и ток обмотки находятся на своих отрицательных пиках, испытывая нулевую скорость изменения (dΦ / dt = 0 и di / dt = 0). По мере того, как напряжение достигает своего положительного пика, формы волны магнитного потока и тока нарастают до своих максимальных положительных скоростей изменения, а затем повышаются до своих положительных пиков, когда напряжение опускается до уровня нуля:

Рисунок 8.39 Запуск при e = 0 В - это не то же самое, что непрерывный запуск на рисунке выше. Эти ожидаемые формы сигналов неверны - Φ и i должны начинаться с нуля.

Однако существует значительная разница между работой в непрерывном режиме и условием внезапного пуска, предполагаемым в этом сценарии: во время непрерывной работы уровни магнитного потока и тока были на своих отрицательных пиках, когда напряжение было в нулевых точках; однако в трансформаторе, который простаивает, и магнитный поток, и ток обмотки должны начинаться с ноль .

Когда магнитный поток увеличивается в ответ на повышение напряжения, он будет увеличиваться от нуля вверх, а не от ранее отрицательного (намагниченного) состояния, как это обычно бывает в трансформаторе, на который некоторое время подается питание. Таким образом, в трансформаторе, который только что «запускается», магнитный поток будет примерно в два раза больше обычного пикового значения, поскольку он «интегрирует» область под первым полупериодом формы волны напряжения:

Рис. 8.40. Начиная с e = 0 В, Φ начинается с начального состояния Φ = 0, увеличиваясь в два раза по сравнению с нормальным значением, при условии, что это не насыщает сердечник.

Начиная с e = 0 В, Φ начинается с начального состояния Φ = 0, увеличиваясь в два раза по сравнению с нормальным значением, при условии, что это не насыщает сердечник.

В идеальном трансформаторе ток намагничивания также увеличился бы примерно в два раза по сравнению с нормальным пиковым значением, генерируя необходимый mmf для создания этого потока, превышающего нормальный. Однако большинство трансформаторов не спроектированы с достаточным запасом между нормальными пиками магнитного потока и пределами насыщения, чтобы избежать насыщения в таких условиях, и поэтому сердечник почти наверняка будет насыщаться в течение этого первого полупериода напряжения.Во время насыщения для генерации магнитного потока необходимо непропорционально большое количество ммс. Это означает, что ток обмотки, который создает МДС, вызывающую магнитный поток в сердечнике, непропорционально возрастет до значения , легко превышая , вдвое превышая его нормальный пик:

Рис. 8.41 Начиная с e = 0 В, ток также увеличивается в два раза по сравнению с нормальным значением для ненасыщенного сердечника или значительно выше в случае (рассчитанном на) насыщение.

Это механизм, вызывающий пусковой ток в первичной обмотке трансформатора при подключении к источнику переменного напряжения.Как видите, величина пускового тока сильно зависит от точного времени, когда электрическое подключение к источнику выполнено. Если трансформатор имеет некоторый остаточный магнетизм в его сердечнике в момент подключения к источнику, бросок тока может быть еще более серьезным. Из-за этого устройства максимальной токовой защиты трансформатора обычно относятся к категории «медленно действующих», чтобы выдерживать такие скачки тока без размыкания цепи.

Тепло и шум

Помимо нежелательных электрических эффектов, трансформаторы также могут проявлять нежелательные физические эффекты, наиболее заметными из которых являются выделение тепла и шума.Шум - это прежде всего неприятный эффект, но нагрев - потенциально серьезная проблема, поскольку изоляция обмотки будет повреждена, если будет допущен перегрев. Нагрев можно свести к минимуму за счет хорошей конструкции, гарантирующей, что сердечник не приближается к уровням насыщения, что вихревые токи сведены к минимуму, и что обмотки не будут перегружены или работать слишком близко к максимальной допустимой нагрузке.

Силовые трансформаторы большой мощности имеют сердечник и обмотки, погруженные в масляную ванну для передачи тепла и глушения шума, а также для вытеснения влаги, которая в противном случае нарушила бы целостность изоляции обмотки.Теплоотводящие «радиаторные» трубки на внешней стороне корпуса трансформатора обеспечивают конвективный путь потока масла для передачи тепла от сердечника трансформатора к окружающему воздуху:

Рисунок 8.42. Большие силовые трансформаторы погружены в теплоизолирующее масло.

Безмасляные или «сухие» трансформаторы часто оцениваются с точки зрения максимального «повышения» рабочей температуры (превышения температуры окружающей среды) в соответствии с системой буквенных классов: A, B, F или H. Эти буквенные коды: расположены в порядке от наименьшей термостойкости к высшей:

  • Класс A: Повышение температуры обмотки не более чем на 55 ° C при температуре окружающего воздуха 40 ° C (макс.).
  • Класс B: Повышение температуры обмотки не более чем на 80 ° Цельсия при температуре окружающего воздуха 40 ° Цельсия (максимальной).
  • Класс F: Повышение температуры обмотки не более чем на 115 ° Цельсия при температуре окружающего воздуха 40 ° Цельсия (максимальной).
  • Класс H: Повышение температуры обмотки не более чем на 150 ° Цельсия при температуре окружающего воздуха 40 ° Цельсия (максимальной).

Слышимый шум - это эффект, в первую очередь возникающий из явления магнитострикции : небольшое изменение длины, проявляемое ферромагнитным объектом при намагничивании.Знакомый «гул», слышимый вокруг больших силовых трансформаторов, - это звук расширения и сжатия железного сердечника с частотой 120 Гц (в два раза выше частоты системы, которая в США составляет 60 Гц) - один цикл сжатия и расширения сердечника для каждого пика форма волны магнитного потока плюс шум, создаваемый механическими силами между первичной и вторичной обмотками. Опять же, поддержание низких уровней магнитного потока в сердечнике является ключом к минимизации этого эффекта, что объясняет, почему феррорезонансные трансформаторы, которые должны работать в режиме насыщения для большей части формы волны тока, работают как горячими, так и шумными.

Потери из-за наматывающих магнитных сил

Еще одно шумовое явление в силовых трансформаторах - это физическая сила реакции между первичной и вторичной обмотками при большой нагрузке. Если вторичная обмотка разомкнута, через нее не будет тока и, следовательно, магнитодвижущей силы (ммс), создаваемой ею. Однако, когда вторичная обмотка «загружена» (в настоящее время подается на нагрузку), обмотка генерирует МДС, которому противодействует «отраженная» МДС в первичной обмотке, чтобы предотвратить изменение уровней магнитного потока сердечника.Эти противодействующие МДС, возникающие между первичной и вторичной обмотками в результате вторичного (нагрузочного) тока, создают физическую силу отталкивания между обмотками, которая заставляет их вибрировать. Конструкторы трансформаторов должны учитывать эти физические силы при конструкции катушек обмотки, чтобы обеспечить адекватную механическую поддержку для выдерживания нагрузок. Однако в условиях большой нагрузки (высокого тока) эти напряжения могут быть достаточно большими, чтобы вызвать слышимый шум, исходящий от трансформатора.

  • Силовые трансформаторы ограничены по мощности, которую они могут передавать от первичной обмотки (обмоток) ко вторичной. Большие блоки обычно измеряются в ВА (вольт-амперы) или кВА (киловольт-амперы).
  • Сопротивление в обмотках трансформатора снижает эффективность, поскольку ток рассеивает тепло, тратя энергию.
  • Магнитные эффекты в железном сердечнике трансформатора также способствуют снижению эффективности. Среди эффектов - вихревых токов (циркулирующие индукционные токи в железном сердечнике) и гистерезис (потеря мощности из-за преодоления тенденции железа к намагничиванию в определенном направлении).
  • Повышенная частота приводит к увеличению потерь мощности в силовом трансформаторе. Наличие гармоник в энергосистеме является источником частот, значительно превышающих нормальные, что может вызвать перегрев в больших трансформаторах.
  • И трансформаторы, и катушки индуктивности обладают определенной неизбежной емкостью из-за изоляции проводов (диэлектрика), отделяющей витки обмотки от железного сердечника и друг от друга. Эта емкость может быть достаточно значительной, чтобы дать трансформатору естественную резонансную частоту , что может быть проблематичным в сигнальных приложениях.
  • Индуктивность утечки возникает из-за того, что магнитный поток не на 100% связан между обмотками трансформатора. Любой поток, не связанный с , передающий энергии от одной обмотки к другой, будет накапливать и выделять энергию, как и работает (само) индуктивность. Индуктивность утечки имеет тенденцию ухудшать регулировку напряжения трансформатора (вторичное напряжение «проседает» больше при заданной величине тока нагрузки).
  • Магнитное насыщение сердечника трансформатора может быть вызвано чрезмерным первичным напряжением, работой на слишком низкой частоте и / или наличием постоянного тока в любой из обмоток.Насыщение можно минимизировать или избежать с помощью консервативной конструкции, которая обеспечивает достаточный запас прочности между пиковыми значениями плотности магнитного потока и пределами насыщения сердечника.
  • Трансформаторы часто испытывают значительные пусковые токи при первоначальном подключении к источнику переменного напряжения. Пусковой ток наиболее велик, когда подключение к источнику переменного тока выполняется в момент, когда мгновенное напряжение источника равно нулю.
  • Шум - обычное явление, проявляемое трансформаторами, особенно силовыми трансформаторами, и в первую очередь вызывается магнитострикцией сердечника.Физические силы, вызывающие вибрацию обмотки, также могут создавать шум в условиях большой (сильноточной) нагрузки вторичной обмотки.
Объем рынка силовых трансформаторов

, анализ долей | Прогноз роста

ГЛАВА 1: ВВЕДЕНИЕ

1.1. Описание отчета

1.1.1. Основные преимущества для заинтересованных сторон

1.2. Ключевые сегменты рынка
1.3. Методология исследования

1.3.1. Первичное исследование
1.3.2. Вторичные исследования
1.3.3.Инструменты и модели аналитика

ГЛАВА 2: ОСНОВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

2.1.CXO Perspective

ГЛАВА 3: РЫНОЧНЫЙ ПЕЙЗАЖ

3.1. Определение и объем рынка
3.2.Основные выводы

3.2.1.Предметы основных инвестиций
.2. Анализ пяти сил Портера

3.3. Динамика рынка

3.3.1. Водители

3.3.1.1. Увеличение спроса на электроэнергию во всем мире
3.3.1.2. Замена существующих сетей передачи
3.3.1.3. Рост внедрения интеллектуальных сетей

3.3.2. Ограничение

3.3.2.1. Высокая стоимость установки, материально-технического обеспечения и вспомогательной инфраструктуры трансформатора

3.3.3. Возможности

3.3.3.1. Увеличение использования возобновляемых и невозобновляемых источников энергии. традиционные источники энергии

ГЛАВА 4: РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, РЕЙТИНГ

4.1. Обзор

4.1.1. Размер рынка и прогноз

4.2. Низкий (от 5 МВА до 100 МВА)

4.2.1. Основные тенденции рынка , факторы роста и возможности
4.2.2.Размер рынка и прогноз по регионам

4.3.Средний (от 100МВА до 500МВА)

4.3.1.Основные тенденции рынка, факторы роста и возможности
4.3.2.Размер и прогноз рынка, по регионам

4,4 .Высокая (более 500 МВА)

4.4.1.Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
4.4.2.Размер и прогноз рынка по регионам

ГЛАВА 5: РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПО РЕГИОНАМ

5.1.1. Объем и прогноз рынка

5.2. Северная Америка

5.2.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.2.2. Размер и прогноз рынка, по рейтингу
5.2.3. Анализ доли рынка, по странам
5.2.4.U.S.

5.2.4.1.Размер рынка и прогноз, по рейтингу

5.2.5.CANADA

5.2.5.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.2.6.MEXICO

5.2.6.1.Размер рынка и прогноз , по рейтингу

5.3. Европа

5.3.1. Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.3.2.Размер и прогноз рынка по рейтингу
5.3.3.Анализ доли рынка по странам
5.3.4.Россия

5.3.4.1.Размер и прогноз рынка по рейтингу

5.3.5.ГЕРМАНИЯ

5.3. 5.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.3.6.ФРАНЦИЯ

5.3.6.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.3.7.UK

5.3.7.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.3.8.ITALY

5.3.8.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.3.9.ОСТАТНАЯ ЕВРОПА

5.3.9.1.Размер рынка и прогноз по рейтингу

5.4.Азиатско-Тихоокеанский регион

5.4.1.Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.4.2.Размер и прогноз рынка, по рейтингу
5.4.3.Анализ доли рынка по странам
5.4.4.КИТАЙ

5.4.4.1.Размер рынка и прогноз по рейтингу

5.4.5.INDIA

5.4.5.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.4.6.ЯПОНИЯ

5.4.6.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.4.7.АВСТРАЛИЯ

5.4.7.1.Размер рынка и прогноз, по рейтингу

5.4.8.REST OF ASIA-PACIFIC

5.4.8.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.5.LAMEA

5.5.1 .Основные рыночные тенденции, факторы роста и возможности
5.5.2.Размер и прогноз рынка, по рейтингу
5.5.3.Анализ доли рынка, по странам
5.5.4.БРАЗИЛИЯ

5.5.4.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.5.5.ЮЖНАЯ АФРИКА

5.5.5.1.Размер рынка и прогноз по рейтингу

5.5.6.СРЕДНИЙ ВОСТОК

5.5.6.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

5.5.7.REST OF LAMEA

5.5.7.1.Размер и прогноз рынка, по рейтингу

ГЛАВА 6: КОНКУРЕНТНЫЙ ПЕЙЗАЖ

6.1. ВВЕДЕНИЕ

6.1.1. ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ ИГРОКОВ НА РЫНКЕ, 2019

6.2. СТРАТЕГИИ ВЫИГРЫША НА ТОП-10
6.3. КАРТА ПРОДУКТА ТОП-10 ИГРОКОВ
6.4. КОНКУРСНАЯ ТЕПЛОКАРТА
6.5. КЛЮЧЕВЫЕ РАЗРАБОТКИ

6.5.1.КЛЮЧЕВЫЕ РАЗРАБОТКИ

6.5.1. 7: КОНКУРСНЫЙ ПЕЙЗАЖ

7.1. ВВЕДЕНИЕ

7.1.1. ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ ИГРОКОВ НА РЫНКЕ, 2019

7.2. СТРАТЕГИИ ВЫИГРЫША ТОП-10
7.3. КАРТА ПРОДУКЦИИ ТОП-10 ИГРОКОВ
7.4. КОНКУРСНАЯ HEATMAP
7.5. КЛЮЧЕВЫЕ РАЗРАБОТКИ

и 7.5.1.

ГЛАВА 8: ПРОФИЛИ КОМПАНИИ:

8.1.CG Power and Industrial Solutions Ltd.

8.1.1. Обзор компании
8.1.2. Обзор компании
8.1.3. Операционные бизнес-сегменты
8.1.4. Портфель продукции
8.1. .5. Эффективность бизнеса

8.2.Siemens AG

8.2.1. Обзор компании
8.2.2. Обзор компании
8.2.3. Операционные бизнес-сегменты
8.2.4. Портфель продукции
8.2.5. Эффективность бизнеса

8.3. Schneider Electric SE

. 8.3.1. Обзор компании
8.3.2. Обзор компании
8.3.3. Операционные бизнес-сегменты
8.3.4. Портфель продукции
8.3.5. Эффективность бизнеса

8.4.TBEA Co. Ltd.

8.4.1. Обзор компании
8.4.2. Обзор компании
8.4.3. Портфель продукции

8.5.EMCO Ltd.

8.5.1. Обзор компании
8.5.2. Обзор компании
8.5.3. Портфель продукции
8.5.4. Эффективность бизнеса

8.6. Kirloskar Electric Co. Ltd.

8.6.1. Обзор компании
8.6.2. Обзор компании
8.6.3. Портфель продуктов

8.7.Toshiba Corporation

8.7.1. Обзор компании
8.7.2. Обзор компании
8.7.3. Операционные сегменты бизнеса
8.7.4. Продуктовый портфель
8.7.5. Показатели бизнеса

8.8.Hitachi Ltd.

8.8.1. Обзор компании
8.8.2. Обзор компании
8.8.3. Операционные бизнес-сегменты
8.8.4. Портфель продуктов
8.8.5. Эффективность бизнеса
8.8.6. Ключевые стратегические шаги и разработки

8.9.Bharat Heavy Electricals Ltd.

8.9.1. Обзор компании
8.9.2. Обзор компании
8.9.3. Операционные сегменты бизнеса
8.9.4. Портфель продуктов
8.9.5. Показатели бизнеса

8.10. Компания Дженерал Электрик

8.10.1. Обзор компании
8.10.2. Обзор компании
8.10.3. Операционные бизнес-сегменты
8.10.4. Портфель продукции
8.10.5. Результаты деятельности

СПИСОК ТАБЛИЦ

ТАБЛИЦА 01. РЫНОК ГЛОБАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 02. РЫНОК ТРАНСФОРМАТОРА МОЩНОСТИ ДЛЯ НИЗКОГО (5–100 МВА) ПО РЕГИОНАМ, 2019–2027 гг. (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 03. РЫНОК ТРАНСФОРМАТОРА МОЩНОСТИ ДЛЯ СРЕДНИХ (от 100 МВА до 500 МВА) РЕГИОН, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 04. РЫНОК ТРАНСФОРМАТОРМ ДЛЯ ВЫСОКОГО (ВЫШЕ 500 МВА), ПО РЕГИОНАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 05.ГЛОБАЛЬНЫЙ РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, ПО РЕГИОНАМ, 2019–2027 (МЛРД. ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 06. РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛ.) 2026 г. (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 08. США РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, 2019–2027 ГГ. (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 09. РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ КАНАДЫ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 гг. (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 10. РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ В МЕКСИКЕ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 гг. ($ МЛРД)
ТАБЛИЦА 11 РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ В ЕВРОПЕ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД)ЕВРОПЕЙСКИЙ РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, ПО СТРАНАМ, 2019–2027 (МЛРД. ДОЛЛ. МЛРД ДОЛЛ.)
ТАБЛИЦА 15. РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, 2019–2027 гг. (МЛРД ДОЛЛ. ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 18. ОСТАВЛЕНИЕ РЫНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ В ЕВРОПЕ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 гг. (МЛРД ДОЛЛ.)
ТАБЛИЦА 19.РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 20. АЗИАТСКО-ТИХООКЕАНСКИЙ РЫНОК ТРАНФОРМАТОРОВ ЭНЕРГЕТИКИ, ПО СТРАНАМ, 2018–2026 гг. (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 21. РЫНОК ЭЛЕКТРОТРАНФОРМАТОРОВ КИТАЯ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019– 2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 22. РЫНОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТРАНФОРМАТОРОВ ИНДИА, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛ. , ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 25. ОСТАВЛЕНИЕ РЫНКА ТРАНФОРМАТОРОВ ЭНЕРГЕТИКИ АЗИИ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 26.РЫНОК ЭЛЕКТРОТРАНФОРМАТОРОВ LAMEA, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД. ДОЛЛ. МЛРД. ДОЛЛ.)
ТАБЛИЦА 29. РЫНОК ТРАНФОРМАТОРОВ ЭНЕРГЕТИКИ В ЮЖНОЙ АФРИКЕ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 гг. (МЛРД ДОЛЛ. РЫНОК ТРАНФОРМАТОРОВ ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 32. ОСНОВНЫЕ СЛИЯНИЯ И ПРИОБРЕТЕНИЯ (2016-2019)
ТАБЛИЦА 33.КЛЮЧЕВЫЕ СЛИЯНИЯ И ПРИОБРЕТЕНИЯ (2016-2019)
ТАБЛИЦА 34.CG: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 35.AECI: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 36.CG: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 37. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ (МЛРД ДОЛЛ. ОБЗОР КОМПАНИИ
ТАБЛИЦА 39. ЗНАКИ: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 40. ЗНАЧЕНИЯ: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКЦИИ
ТАБЛИЦА 41. ОБЩИЙ ФИНАНСОВЫЙ СТАТУС (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 42.SCHNEIDER: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 43. : ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКЦИИ
ТАБЛИЦА 45.ОБЩИЙ ФИНАНСОВЫЙ СОСТОЯНИЕ (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 46.TBEA: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 47.TBEA: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКЦИИ
ТАБЛИЦА 48.EMCO: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 49.EMCO: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКЦИИ
$ ТАБЛИЦА 50. ОБЩИЙ ФИНАНСОВЫЙ БАЛЛОН
ТАБЛИЦА 51.KIRLOSKAR: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 52.KIRLOSKAR: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 53.TOSHIBA: COMPANY SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 54.TOSHIBA: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ )
ТАБЛИЦА 57.HITACHI: ОБЗОР КОМПАНИИ
ТАБЛИЦА 58.HITACHI: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 59. HITACHI: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКТОВ
ТАБЛИЦА 60. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
ТАБЛИЦА 61. HITACHI: КЛЮЧЕВЫЕ СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ КОМПАНИИ
.
ТАБЛИЦА 63.BHEL: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 64.BHEL: ПОРТФЕЛЬ ПРОДУКЦИИ
ТАБЛИЦА 65. ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ (МЛРД $)
ТАБЛИЦА 66.GE: КОМПАНИЯ SNAPSHOT
ТАБЛИЦА 67.GE: ОПЕРАЦИОННЫЕ СЕГМЕНТЫ
ТАБЛИЦА 68.GE: ПРОДУКТ ПОРТФОЛИО
ТАБЛИЦА 69.ОБЩЕЕ ФИНАНСОВОЕ СОСТОЯНИЕ (МЛРД ДОЛЛАРОВ)

СПИСОК ЦИФРОВ

РИСУНОК 01. КЛЮЧЕВЫЕ СЕГМЕНТЫ РЫНКА
РИСУНОК 02. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ РЕЗЮМЕ, ПО РЕЙТИНГУ
РИСУНОК 03. ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ РЕЗЮМЕ, ПО СТРАНЕ
РИСУНОК 04. ПЕРВЫЕ ИНВЕСТИЦИИ РИСУНОК МОЩНОСТЬ ПОСТАВЩИКОВ
РИСУНОК 06. УГРОЗА НОВЫХ ЗАПИСЕЙ
РИСУНОК 07. УГРОЗА ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ
РИСУНОК 08. НАСТРОЕННОСТЬ КОНКУРЕНТОВ
РИСУНОК 09. МОЩНОСТЬ ПОКУПАТЕЛЕЙ
РИСУНОК 10. ДИНАМИКА РЫНКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЭНЕРГИИ
РИСУНОК 11.МИРОВЫЙ РЫНОК ТРАНСФОРМАТОРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ПО РЕЙТИНГАМ, 2019–2027 гг. (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
РИСУНОК 12: СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДОЛИ РЫНКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ ПО СТРАНАМ, 2019 и 2027 гг. (МЛРД)
ДЛЯ СРЕДНИХ СТРАН, 2019 И 2027 ГОДА (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
РИСУНОК 14 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДОЛИ РЫНКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПО СТРАНАМ, 2019 и 2027 годы (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
РИСУНОК 15. ПОЛОЖЕНИЕ ИГРОКОВ НА РЫНКЕ, 2019 РИСУНОК 16. КАРТА ТОП-10 ИГРОКОВ
РИСУНОК 17.КОНКУРЕНТНАЯ КАРТА КЛЮЧЕВЫХ ИГРОКОВ
РИСУНОК 18. ПОЛОЖЕНИЕ ИГРОКОВ НА РЫНКЕ, 2019 г.
РИСУНОК 19. КАРТА ПРОДУКЦИИ 10 ЛУЧШИХ ИГРОКОВ
РИС. 22.CG: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО СЕГМЕНТАМ, 2018 г. (%)
РИСУНОК 23.CG: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО РЕГИОНАМ, 2018 г. (%)
РИСУНОК 24. ДИАГРАММА: ВЫРУЧКА, 2017–2019 гг. (МЛРД ДОЛЛ. ДОЛЯ ПО СЕГМЕНТАМ, 2019 (%)
РИСУНОК 26.SIEMENS: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО РЕГИОНАМ, 2019 (%)
РИСУНОК 27.SCHNEIDER: ЧИСТЫЕ ПРОДАЖИ, 2017–2019 гг. (МЛРД $)
РИСУНОК 28. SCHNEIDER: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО СЕГМЕНТАМ, 2019 г. (%)
РИСУНОК 29. SCHNEIDER: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО РЕГИОНАМ, 2019 г. (%)
РИСУНОК 30.EMCO: ВЫРУЧКА, 2015–2017 (МЛРД ДОЛЛАРОВ)
РИСУНОК 31. ЭМС: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО РЕГИОНАМ, 2017 г. (%)
РИСУНОК 32. ТОШИБА: ВЫРУЧКА, 2016–2018 (МЛРД ДОЛЛ.)
РИСУНОК 33. ТОШИБА: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО СЕГМЕНТАМ, 2018 ( %)
РИСУНОК 34.HITACHI: ВЫРУЧКА, 2016–2018 гг. (МЛРД ДОЛЛ. США)
РИСУНОК 35. HITACHI: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО СЕГМЕНТАМ, 2018 г. (%)
РИСУНОК 36.HITACHI: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО РЕГИОНАМ, 2018 г. (%)
РИСУНОК 37.BHEL: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ, 2016–2018 гг. (МЛРД $)
РИСУНОК 38.BHEL: ДОЛЯ ВЫРУЧКИ ПО СЕГМЕНТАМ, 2018 г. (%)
РИСУНОК 39. РЕГИОН, 2018 г. (%)
РИСУНОК 40.GE: ДОЛЯ ДОХОДА, 2017–2019 гг. (МЛРД $)
РИСУНОК 41.GE: ДОЛЯ ДОХОДА ПО СЕГМЕНТАМ, 2019 г. (%)
РИСУНОК 42.GE: ДОЛЯ ДОХОДА ПО РЕГИОНАМ, 2019 г. (% )

Мировой рынок силовых трансформаторов (с 2020 по 2027 год)

Дублин, 16 июля 2020 г. (ГЛОБАЛЬНЫЙ НОВОСТЕЙ) - «Рынок силовых трансформаторов по рейтингу [низкий, средний и высокий]: анализ глобальных возможностей и отраслевой прогноз» , 2020-2027 »добавлен отчет в ResearchAndMarkets.com предложение.

Объем мирового рынка силовых трансформаторов оценивался в 27,7 млрд долларов в 2019 году и, как ожидается, достигнет 50,8 млрд долларов к 2027 году, при этом CAGR составит 7,9% с 2020 по 2027 год.

Силовой трансформатор - это тип трансформатора, который используется в основном для получения электрическую мощность генератора низкого напряжения и передавать ее по распределительным каналам по электросетевой сети. Он является важной частью энергосистемы и помогает передавать электроэнергию из одной сети в другую без изменения частоты.Эти трансформаторы работают при пиковой нагрузке и рассчитаны на максимальный КПД при полной нагрузке. Десятилетия исследований передающих сетей привели к увеличению передающих напряжений. Силовые трансформаторы позволяют передавать энергию от низкого напряжения к высокому.

Рост потребления электроэнергии, замена существующих силовых трансформаторов и рост внедрения интеллектуальных сетей и интеллектуальных трансформаторов определяют мировой рынок силовых трансформаторов. Увеличение спроса на электроэнергию и появление возобновляемых источников энергии способствует внедрению технологий передачи высокого напряжения, таких как силовые трансформаторы сверхвысокого напряжения, переменного тока и постоянного тока.В большинстве бедных стран ресурсы энергии используются недостаточно, в то время как в развивающихся странах существует потребность в улучшении всей энергосистемы. Появление передачи сверхвысокого напряжения (СВН) (1100 кВ и выше) привело к необходимости модернизации сети передачи по всему миру. Силовые трансформаторы помогают интегрировать новые возобновляемые электростанции в существующие сети передачи. Таким образом, появление возобновляемых источников энергии в качестве основного источника энергии открывает возможности для долгосрочного роста мирового рынка силовых трансформаторов.

Однако стоимость сырья, сложность проектирования и изготовления силовых трансформаторов, а также вспомогательная инфраструктура, необходимая для стабильной и продолжительной работы трансформатора, делают силовые трансформаторы дорогими и недоступными.

Мировой рынок силовых трансформаторов сегментирован в зависимости от номинала трансформатора и региона. В зависимости от рейтинга рынок делится на силовые трансформаторы низкого, среднего и высокого номинала. По регионам он делится на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион и LAMEA.

Основные игроки в отрасли силовых трансформаторов включают Bharat Heavy Electricals Ltd., CG Power and Industrial Solutions Ltd., EMCO Ltd., General Electric Company, Hitachi Ltd., Kirloskar Electric Co. Ltd., Schneider Electric SE, Siemens AG, TBEA Co. Ltd. и Toshiba Corporation.

Ключевые преимущества

  • Анализ пяти сил Портера помогает проанализировать потенциал покупателей и поставщиков и конкурентный сценарий отрасли для построения стратегии.
  • В нем излагаются текущие тенденции и будущие оценки рынка с 2019 по 2027 год, чтобы понять преобладающие возможности и потенциальные инвестиционные карманы.
  • Основные страны региона были нанесены на карту в соответствии с их индивидуальным вкладом в доход регионального рынка.
  • Ключевые факторы, сдерживающие факторы и возможности, а также их подробный анализ воздействия освещаются в исследовании.
  • Профили ключевых игроков вместе с их ключевыми стратегическими разработками перечислены в отчете.

Основные результаты

  • Согласно прогнозам, объем рынка силовых трансформаторов будет расти со среднегодовым темпом роста почти 7,91% с точки зрения выручки в течение прогнозируемого периода.
  • По регионам Азиатско-Тихоокеанский регион доминировал на рынке силовых трансформаторов с долей выручки более 43% в 2019 году.
  • Ожидается, что в течение прогнозируемого периода выручка от трансформаторов средней мощности вырастет на 8,7%.

Ключевые темы:

Глава 1: Введение

Глава 2: Краткое содержание
2.1. Cxo Perspective

Глава 3: Рыночный ландшафт
3.1. Определение рынка и объем
3.2. Основные выводы
3.2.1. Верхние инвестиционные карманы
3.2.2. Анализ пяти сил Портера
3.3. Динамика рынка
3.3.1. Драйверы
3.3.1.1. Растущий спрос на электроэнергию во всем мире
3.3.1.2. Замена существующих сетей передачи
3.3.1.3. Растущее внедрение интеллектуальных сетей
3.3.2. Ограничение
3.3.2.1. Высокая стоимость установки, материально-технического обеспечения и вспомогательной инфраструктуры трансформатора
3.3.3. Возможности
3.3.3.1. Расширение использования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии

Глава 4: Рынок силовых трансформаторов по рейтингу
4.1. Обзор
4.1.1. Объем рынка и прогноз
4.2. Низкое (от 5 МВА до 100 МВА)
4.2.1. Ключевые тенденции рынка, факторы роста и возможности
4.2.2. Объем и прогноз рынка по регионам
4.3. Средняя (от 100 до 500 МВА)
4.3.1. Основные тенденции рынка, факторы роста и возможности
4.3.2. Объем рынка и прогноз по регионам
4.4. Высокая (более 500 МВА)
4.4.1. Ключевые тенденции рынка, факторы роста и возможности
4.4.2. Объем рынка и прогноз по регионам

Глава 5: Рынок силовых трансформаторов по регионам
5.1. Обзор
5.2. Северная Америка
5.2.1. Ключевые тенденции рынка, факторы роста и возможности
5.2.2. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.2.3. Анализ доли рынка по странам
5.2.4. США
5.2.4.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.2.5.Канада
5.2.5.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.2.6. Мексика
5.2.6.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.3. Европа
5.3.1. Основные тенденции рынка, факторы роста и возможности
5.3.2. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.3.3. Анализ доли рынка по странам
5.3.4. Россия
5.3.4.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.3.5. Германия
5.3.5.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.3.6. Франция
5.3.6.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.3.7. UK
5.3.7.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.3.8. Италия
5.3.8.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.3.9. Остальная Европа
5.3.9.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.4. Азиатско-Тихоокеанский регион
5.4.1. Ключевые тенденции рынка, факторы роста и возможности
5.4.2. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.4.3. Анализ доли рынка по странам
5.4.4. Китай
5.4.4.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.4.5. Индия
5.4.5.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.4.6. Япония
5.4.6.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.4.7. Австралия
5.4.7.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.4.8. Остальной Азиатско-Тихоокеанский регион
5.4.8.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.5. LAMEA
5.5.1. Ключевые тенденции рынка, факторы роста и возможности
5.5.2. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.5.3. Анализ доли рынка по странам
5.5.4. Бразилия
5.5.4.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.5.5. Южная Африка
5.5.5.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.5.6. Ближний Восток
5.5.6.1. Объем рынка и прогноз по рейтингу
5.5.7. Остальная часть LAMEA
5.5.7.1. Объем рынка и прогноз по рейтингам

Глава 6: Конкурентная среда
6.1. Введение
6.1.1. Позиционирование игроков на рынке, 2019
6.2. Лучшие выигрышные стратегии
6.3. Составление карты 10 лучших игроков
6.4. Конкурсная тепловая карта
6.5. Ключевые события
6.5.1. Слияния и поглощения

Глава 7: Конкурентная среда
7.1. Введение
7.1.1. Позиционирование игроков на рынке, 2019
7.2. Лучшие выигрышные стратегии
7.3. Составление карты 10 лучших игроков
7.4. Конкурсная тепловая карта
7.5. Ключевые события
7.5.1. Слияния и поглощения

Глава 8: Сведения о компании:
8.1. ООО «КГ Пауэр энд Индастриал Солюшнз»
8.1.1. Обзор компании
8.1.2. Снимок компании
8.1.3. Операционные бизнес-сегменты
8.1.4. Портфель продуктов
8.1.5. Деловые показатели
8.2. Siemens AG
8.3. Schneider Electric Se
8.4. Tbea Co. Ltd.
8.5. Emco Ltd.
8.6. Кирлоскар Электрик Лтд.
8.7. Корпорация Toshiba
8.8. Hitachi Ltd.
8.9. Бхарат Хэви Электрик Лтд.
8.10. General Electric Company

Для получения дополнительной информации об этом отчете посетите https://www.researchandmarkets.com/r/tmkc3j

Research and Markets также предлагает услуги Custom Research, обеспечивающие целенаправленное, всестороннее и индивидуальное исследование.

 КОНТАКТ: ResearchAndMarkets.com
Лаура Вуд, старший менеджер по прессе
[email protected]
В рабочие часы E.S.T звоните 1-917-300-0470
Для бесплатного звонка в США и Канаде: 1-800-526-8630
В рабочие часы по Гринвичу звоните + 353-1-416-8900
 

Оценка повышения температуры трансформаторов

Трансформаторы для силовых приложений часто имеют ограниченные размеры из-за допустимого повышения температуры. Допустимое повышение температуры трансформатора обычно зависит от ограничений материалов, используемых в трансформаторе, правил безопасности или проблем надежности при высоких температурах, связанных с другими компонентами, расположенными рядом с трансформатором.Повышение температуры трансформатора происходит из-за потерь мощности, рассеиваемых трансформатором в виде тепла. Потери мощности трансформатора состоят из потерь в сердечнике и катушке обмотки и могут быть точно предсказаны.

Основные потери

Потери в сердечнике значительно способствуют повышению температуры трансформатора. Потери на гистерезис, потери на вихревые токи и остаточные потери вносят вклад в общие потери в сердечнике. При высоких плотностях потока и относительно низких частотах обычно преобладают гистерезисные потери.

Потери на гистерезис - это величина, на которую намагничивание феррита отстает от силы намагничивания из-за молекулярного трения. Потери энергии, вызванные гистерезисными потерями, пропорциональны площади статической или низкочастотной петли B-H. На высоких частотах обычно преобладают потери на вихревые токи. Потери на вихревые токи возникают из-за переменной индукции, которая создает электродвижущие силы, которые вызывают циркуляцию тока в магнитном материале.

Эти вихревые токи приводят к потере энергии.Понимание поведения общих общих потерь в сердечнике в зависимости от плотности потока и частоты является наиболее важным. На рис. 1 показана зависимость потерь в сердечнике от частоты для энергетических ферритовых материалов. На рис. 2 показана зависимость потерь в сердечнике от плотности магнитного потока для энергетических ферритовых материалов. Производители обычно объединяют и расширяют информацию на рис. 1 и 2 , опубликовав потери в сердечнике как функцию плотности потока на различных частотах и ​​в логарифмических масштабах, как показано в рис.3 .

Обратите внимание, что зависимости между потерями в сердечнике и частотой и зависимостями потерь в сердечнике от плотности потока являются экспоненциальными. Симметричные синусоидальные, прямоугольные и однонаправленные возбуждения напряжения с прямоугольными волнами приводят к примерно одинаковым потерям в сердечнике, при условии, что частота и общее отклонение плотности потока остаются неизменными. Производители обычно публикуют данные об измеренных потерях в сердечнике с использованием возбуждения симметричным синусоидальным напряжением.

Для упомянутых типов возбуждения потери в сердечнике могут быть получены прямым способом из опубликованных производителями графиков или рассчитаны по формулам потерь в сердечнике.Возбуждения формы импульса напряжения непрямоугольной формы ( рис. 4 ) необходимо рассматривать по-другому.

Для возбуждения формы волны импульсного напряжения более точно рассчитать «кажущуюся частоту», взяв обратную величину периода времени для завершения одного цикла качания магнитного потока. В результате получается кажущаяся частота, превышающая частоту переключения. Используйте эту кажущуюся частоту для поиска потерь в сердечнике по опубликованным производителями графиков или для расчета потерь в сердечнике по формулам.Однако вы должны умножить этот результат на рабочий цикл, чтобы получить точную оценку потерь в сердечнике.

Для конкретного сорта материала потери мощности при данной температуре можно выразить одной формулой:

P C = K f x B y

Где:

P C = потери в сердечнике в мВт / см 3

K = постоянная для определенного сорта материала (0,08 для материала TSF-50ALL)

f = частота в кГц

B = плотность потока в килогауссах

x = показатель степени частоты (1.39 для TSF-50ALL)

y = показатель степени плотности потока (2,91 для TSF-50ALL)

Производители феррита установили эти зависимости потерь в сердечнике эмпирически на основе данных измерений. Показатели степени и константа определяются с помощью следующих формул.

При некоторой фиксированной плотности потока x = ln (P C @ 1 st f / P C @ 2 nd f) / ln (1 st f / 2 nd f)

На некоторой фиксированной частоте

y = ln (P C @ 1 st B / P C @ 2 nd B) / ln (1 st B / 2ndB)

k = P C @ B & f / (B y * f x )

Фиг.5 показывает потери в сердечнике как функцию температуры для нескольких марок материалов, включая новый материал (TSF-50ALL Flat Line). Мягкие ферритовые материалы были впервые разработаны в конце 1940-х годов для сигнальных приложений, и они имели минимальную плотность потерь в области комнатной температуры. Таким образом, в нормальных условиях работы потери увеличиваются с повышением температуры.

В 1970-х производители феррита обнаружили, что потери в феррите минимальны при температуре компенсации анизотропии.Благодаря этому открытию производители научились изменять состав материала, чтобы изготавливать материалы с минимальными потерями в сердечнике, близкими к ожидаемой рабочей температуре.

В настоящее время существует множество марок материалов, оптимизированных для определенной идеальной рабочей температуры. Настоящее время приносит дополнительные открытия, которые позволяют производителям ферритов разрабатывать новые марки материалов, которые демонстрируют такие же низкие потери в сердечнике в более широком диапазоне рабочих температур (50 мВт / см 3 при 100 кГц, 1000 Гс от комнатной температуры до более чем 100 ° C. ).Этот новый сорт материала будет способствовать созданию более энергоэффективных продуктов, поскольку потери в сердечнике будут оптимизированы во всем диапазоне рабочих температур. Изделия из этих материалов будут более безопасными, потому что вероятность теплового разгона будет меньше. Эти новые марки материалов также позволят свести к минимуму необходимые запасы сердечника, поскольку один сорт материала будет оптимальным для всех энергетических приложений, независимо от рабочей температуры.

Свойства ферритового материала

Хотя свойства материала, отличные от потерь в сердечнике, не важны при определении повышения температуры или размера сердечника трансформатора, другие свойства представляют интерес, если рассматриваются интегрированные магнитные элементы (трансформаторы и индукторы, намотанные на общий магнитный сердечник).

Величина и стабильность начальной проницаемости TSF-50ALL Flat Line в широком диапазоне рабочих температур могут быть полезными для некоторых приложений с низкой плотностью потока.

Для трансформаторов

требуется достаточная проницаемость, чтобы обеспечить хороший путь потока, чтобы поток оставался на заданном пути и не выходил из сердечника. Для индукторов выходной мощности в основном требуется сердечник с зазором. Размер зазора становится доминирующим фактором, в то время как определение индуктивности компонента и проницаемости материала относительно неважно.

Размер сердечника трансформатора часто ограничивается потерями в материале сердечника. Однако размер сердечника силового индуктора часто ограничивается свойствами насыщения материала сердечника при рабочих температурах.

Потери в обмотке

Потери в обмотке обмотки вносят вклад в общие потери трансформатора. Потери в меди (потери I 2 R) легко понять. Потери в обмотке из-за скин-эффекта, эффекта близости, влияния вихревых токов в обмотках, эффектов от граничного потока, пересекающего обмотки вблизи зазора сердечника, краевых эффектов и влияния посторонних проводников могут быть значительными, и их следует учитывать.Для простоты мы проигнорируем эти дополнительные потери в обмотке и рассмотрим только потери в меди I 2 R.

Сопротивление каждой обмотки можно рассчитать, умножив среднюю длину витка обмотки на сопротивление меди для соответствующего сечения провода и на общее количество витков.

R P или R S = MLT * R CU * N

Где:

R P = сопротивление первичной обмотки в Ом

R S = сопротивление вторичной обмотки в Ом

MLT = средняя длина поворота в см

R CU = сопротивление меди в мкОм / см

N = количество оборотов

Потери в меди для каждой обмотки рассчитываются по следующей формуле

P CU = I 2 R

Где:

P CU = потери в меди в ваттах

I = ток в амперах

R = сопротивление в Ом

Суммируйте первичные и все вторичные потери в обмотке, чтобы получить общие потери в обмотке, а затем суммируйте общие потери в обмотке с потерями в сердечнике, чтобы получить общие потери в трансформаторе (PΣ).

Повышение температуры

Выходная мощность трансформатора меньше его входной мощности. Разница заключается в количестве энергии, преобразованной в тепло за счет потерь в сердечнике и обмотках. Комбинация излучения и конвекции рассеивает это тепло с открытых поверхностей трансформатора. Таким образом, рассеивание тепла зависит от общей площади открытой поверхности сердечника и общей площади открытой поверхности обмоток.

Повышение температуры трансформатора трудно предсказать с точностью.Один из подходов состоит в том, чтобы объединить потери в обмотке с потерями в сердечнике и предположить, что тепловая энергия равномерно рассеивается по всей площади поверхности сердечника и узла обмотки при всех температурах окружающей среды. Это неплохое предположение, потому что большая часть площади поверхности трансформатора - это область ферритового сердечника, а не область обмотки, а теплопроводность феррита (˜40 мВт / см / ° C) низкая при любой температуре. С учетом этих предположений превышение температуры трансформатора можно оценить по следующей формуле:

ΔT = (PΣ / A T ) 0.833

Где:

ΔT = повышение температуры в ° C

PΣ = общие потери в трансформаторе (мощность, теряемая и рассеиваемая в виде тепла) в мВт; A T = площадь поверхности трансформатора в см 2 .

Показатель степени (0,833), используемый в приведенной выше формуле для оценки повышения температуры, был получен из эмпирических данных с использованием следующей формулы:

x = ln (PΣ при 1-м ΔT / PΣ при 2-м ΔT) / ln (1 ΔT / 2 ΔT)

На рис. 6 показано повышение температуры в зависимости от потерь мощности для нескольких трансформаторов с сердечником E различных типоразмеров.

Повышение температуры трансформатора частично вызвано потерями в сердечнике и частично потерями в катушке обмотки. Потери в сердечнике и обмотках, а также повышение температуры можно оценить с помощью расчетов, сделав несколько предположений. Из-за сделанных предположений может потребоваться эмпирическое подтверждение повышения температуры путем измерения трансформатора с использованием термопар. Новые ферритовые материалы, которые демонстрируют постоянные потери в сердечнике в широком диапазоне рабочих температур, упростят выбор ферритового материала и окажутся ценными для трансформаторной промышленности.

Список литературы

  1. Snelling, E.C. «Свойства мягких ферритов и их применение, второе издание», Баттерворт, 1988 г. .

  2. McLyman, C.Wm. T. «Выбор магнитного сердечника для трансформаторов и индукторов», Marcel Dekker Inc., 1982 .

  3. McLyman, C.Wm. T. «Справочник по проектированию трансформаторов и индукторов», Marcel Dekker Inc., 1978 .

  4. Джеймерсон, Клиффорд.«Расчет потерь в сердечнике магнитного переключателя нацеливания», Power Electronics Technology, февраль 2002 г., Vol. 28, № 2 .

  5. Карстен, Брюс. «Высокочастотные потери в проводниках в магнитных импульсах», PCIM, ноябрь 1986 г. .

  6. «Мягкие ферриты: руководство пользователя», Ассоциация производителей магнитных материалов, MMPA SFG-98, 1998 .

Для получения дополнительной информации по этой статье, CIRCLE 330 на сервисной карте устройства чтения

Трансформатор передачи мощности - Трансформаторы - Edexcel - GCSE Physics (Single Science) Revision - Edexcel

Для расчета электрической мощности используйте уравнение:

power = разность потенциалов × ток

\ [P = VI \]

Это когда:

  • мощность ( P ) измеряется в ваттах (Вт)
  • разность потенциалов ( В ) измеряется в вольтах (В )
  • ток ( I ) измеряется в амперах - также называемых амперами - (A)

Предполагая, что трансформатор имеет 100-процентный КПД, для расчета выходной мощности трансформатора можно использовать следующее уравнение :

разность потенциалов на первичной обмотке × ток в первичной обмотке = разность потенциалов на вторичной обмотке × ток во вторичной обмотке

\ [V_s \ times I_s = V_p \ times I_p \]

Ex достаточно

Понижающий трансформатор преобразует 11500 В в 230 В.Выходная мощность используется для работы чайника мощностью 2000 Вт. Рассчитайте ток, протекающий в первичной обмотке.

От \ (P = VI \), \ (мощность чайника = V_s \ times I_s = 2000 ~ W \)

\ [V_p \ times I_p = V_s \ times I_s \]

So \ (V_p \ times I_p = 2,000 ~ Вт \)

\ [I_p = 2,000 \ div 11,500 \]

Входной ток, \ (I_p = 0,174 ~ A \)

Передача электроэнергии высокого напряжения

Национальная сеть передает электричество по всей Великобритании. Чем выше ток в кабеле, тем больше энергии передается окружающей среде при нагревании.Это означает, что большие токи тратят больше энергии, чем низкие токи.

Для уменьшения передачи энергии в окружающую среду Национальная электросеть использует повышающие трансформаторы для повышения напряжения на электростанциях до тысяч вольт, что снижает ток в кабелях передачи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *