Электротехника и электроника Трансформаторы. Принцип действия трансформатора и его уравнения

29.11.2020

Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, преобразующий величину переменного напряжения при неизменной частоте.Классификация трансформаторов:
По количеству фаз: однофазные и трехфазные
По виду магнитопровода: стержневые, броневые,
тороидальные
По назначению: силовые (питающие),
измерительные (расширяют пределы измерения
приборов) и специальные (например сварочные)
По значению выходного напряжения: понижающие
и повышающие

Виды однофазных трансформаторов

а) – стержневой трансформатор (обмотки
разнесены на два стержня)
б) – броневой трансформатор (обмотки
наматываются одна поверх другой, обмотка
высшего напряжения находится на обмотке
низшего напряжения)

Устройство однофазного трансформатора

Замкнутый магнитопровод (шихтован) набран из
листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм,
изолированных лаком (для уменьшения потерь на
вихревые токи). Верхняя часть магнитопровода – ярмо, там
где одеты обмотки – стержень.
Обмотки из медного провода располагаются на стержнях,
изолированы от них. Первичная обмотка запитывается от
сети, а к вторичной присоединяют нагрузку.

Принцип работы однофазного трансформатора основан на явлении взаимоиндукции и законе электромагнитной индукции

При подключении первичной
обмотки трансформатора в сеть по
обмотке протекает переменный
ток, который создает в
магнитопроводе переменный
магнитный поток Ф, он
замыкается, пронизывая витки
вторичной обмотки, и наводит там
по закону электромагнитной
индукции ЭДС. Эту ЭДС и
используют для питания нагрузки.
Преобразование напряжения
достигается за счет разного
количества витков обмоток.

Коэффициент трансформации показывает во сколько раз происходит изменение переменного напряжения

Ê òð
U1 W1 I 2
U 2 W2 I1
E1 4.44 f W1 Ô
E2 4.44 f W2 Ô
Формула трансформаторной ЭДС:
W – количество витков
Ф – магнитный поток (Вб)
f - частота переменного тока (Гц)

Режим холостого хода – к первичной обмотке подведено номинальное напряжение, в ней протекает минимальный ток, а вторичная

обмотка разомкнута.
*
*
W
~U1
~U2
Ваттметр включенный
в цепь первичной
обмотки измерит
потери холостого
хода, которые идут
на перемагничивание
железа (МАГНИТНЫЕ
ПОТЕРИ)

Режим короткого замыкания – к первичной обмотке подведено 5-10% от номинального напряжения, а вторичная обмотка замкнута, в ней

протекает максимальный ток.
*
~5-10% U1
*W
Ваттметр включенный
в цепь первичной
обмотки измерит
потери короткого
замыкания, которые
идут на нагрев
проводников обмотки
(ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ПОТЕРИ)

Коэффициент полезного действия трансформатора

P2
100
P1
Р1 = U · I
– потребляемая из сети мощность
Р2 = Р1 - (Рэл+Рм)
– полезная мощность,
отдаваемая нагрузке
Рэл+Рм
мощности
– электрические и магнитные потери

Трехфазные трансформаторы

В ЛЭП используют мощные трехфазные силовые трансформаторы.

Магнитопровод
имеет три
стержня, на
каждом
расположено по
две обмотки
каждой фазы
концентрично.

Принципиальная схема трехфазного трансформатора 1 – магнитопровод 2- первичная обмотка 3 – вторичная обмотка

Трехфазный силовой трансформатор

1 – переключатель (изменяет
коэффициент трансформации на
5%)
2- изоляторы выводов обмотки
высшего напряжения
3 – изоляторы обмотки низшего
напряжения
4 – маслоуказатель
5 – расширительный бак
6 – теплообменные трубы
7 – бак с трансформаторным
маслом
8 - стержень магнитопровода
9 – обмотка низшего
напряжения
10 – обмотка высшего
напряжения

Для подключения трансформатора к ЛЭП на крышке бака есть выводы- фарфоровые изоляторы с медными стержнями.

А В С – выводы высшего напряжения
а в с – выводы низшего напряжения
О – вывод нулевого провода

Коэффициент трансформации трехфазного трансформатора зависит от способа включения обмоток и может изменяться в 1,7 раз

а)Ктр =Uл1/Uл2= Uф1/ Uф2
б)Ктр =Uл1/Uл2= 1,7·Uф1/ Uф2
В)
Ктр =Uл1/Uл2= Uф1 / 1,7· Uф2

Специальные трансформаторы

Автотрансформатор – это трансформатор, часть первичной обмотки которого принадлежит вторичной, поэтому у него можно плавно

изменять коэффициент трансформации, т.е. напряжение на выходе
варьируется.
1 – регулятор
2 – бегунок (перемещается
по виткам обмотки)
3 – тороидальный
магнитопровод с
намотанной на него медной
обмоткой

Принцип работы автотрансформатора

Бегунок, перемещаясь
по виткам первичной
обмотки, отделяет их
часть для вторичной,
отдавая напряжение на
нагрузку, чем больше
витков, тем больше
напряжение на
нагрузке.
Применяется регулятор переменного
напряжения (ЛАТР) для
запуска асинхронных
машин.

Измерительные трансформаторы – расширяют пределы измерения приборов на переменном токе за счет разницы количества витков

первичной и вторичной
обмоток.
Измерительный
трансформатор
тока работает в
режиме короткого
замыкания, через
него можно
включить
амперметр и
токовую катушку
ваттметра.

Измерительный
трансформатор
напряжения
работает в режиме
холостого хода,
через него можно
включить
вольтметр,
герцметр и
вольтметровую
катушку ваттметра.

Сварочный трансформатор используется для получения электрической дуги, используемой для сварки.

Трансформатор должен легко переходить из режима
холостого хода в режим короткого замыкания. Для
этого у него увеличивают поток рассеивания, чтобы
получить падающую внешнюю характеристику.

Сварочный трансформатор типа ТСК с раздвижными обмотками

3 – стальной
сердечник
4 – рукоять для
раздвижения
обмоток
5и6–
раздвижные
обмотки

Сварочные трансформаторы типа СТН– с дроссельными катушками, которые увеличивающими поток рассеивания, служат для регулирования

сварочного тока.
1 – трансформатор
2 – регулятор
3 – сварочный
электрод
4 - плита

30 ноября30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки.1876 года патентаЯблочковым Павлом Николаевичем Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон [. В 1885 г. венгерские инженеры фирмы «Ганц и К°» Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери изобрели трансформатор с замкнутым магнитопроводом, который сыграл важную роль в дальнейшем развитии конструкций трансформаторов.1884 году

Трансформа́тор (от лат. transformo преобразовывать) это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного токалат. магнитопроводеэлектромагнитной индукции

Трансформа́тор Те́слы единственное из изобретений Николы Теслы, носящих его имя сегодня. Это классический резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. «Трансформатор Теслы» также известен под названием «катушка Теслы». Прибор был создан 22 сентября 1896 года и заявлен как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока в самых различных областях применения электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.автотрансформатормагнитопроводферромагнитного магнито-мягкого

Устройство трансформатора. Две катушки с разными числами витков одеты в стальной сердечник Катушка, подключенная к источнику – первичная катушка. (N 1, U 1, I 1) Катушка, подключенная к потребителю – вторичная катушка. (N 2, U 2, I 2) N-число витков. U-напряжение. I-сила тока.

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах: 1.Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)электрический токмагнитное полеэлектромагнетизм 2.Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)ЭДСэлектромагнитная индукция На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.магнитный потокэлектромагнитной индукцииЭДСпервой производной В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

Режим холостого хода Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в сердечнике.КПД

Коэффициент трансформации Вывод: если K N 1 или U 2 >U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 "> U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 "> U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 " title="Коэффициент трансформации Вывод: если K N 1 или U 2 >U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 "> title="Коэффициент трансформации Вывод: если K N 1 или U 2 >U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 ">

Поэтому для наиболее выгодной транспортировки электроэнергии в электросети многократно применяют трансформаторы: сначала для повышения напряжения генераторов на электростанциях перед транспортировкой электроэнергии, а затем для понижения напряжения линии электропередач до приемлемого для потребителей уровня. Применение в электросетях Поскольку потери на нагревание провода пропорциональны квадрату тока через провод, при передаче электроэнергии на большое расстояние выгодно использовать очень большие напряжения и небольшие токи. Из соображений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту желательно использовать не столь большие напряжения.

Применение в источниках питания. Компактный трансформатор Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Например, в телевизоре используются напряжения от 5 вольт, для питания микросхем и транзисторов, до 20 киловольт, для питания анода кинескопа. Все эти напряжения получаются с помощью трансформаторов (напряжение 5 вольт с помощью сетевого трансформатора, напряжение 20 кВ с помощью строчного трансформатора). В компьютере также необходимы напряжения 5 и 12 вольт для питания разных блоков. Все эти напряжения преобразуются из напряжения электрической сети с помощью трансформатора со многими вторичными обмотками.

Применение в источниках электропитания. Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Например, в телевизоре с помощью трансформаторов получают напряжения от 5 вольт (для питания микросхем и транзисторов) до нескольких киловольт (для питания анода кинескопа через умножитель напряжения).телевизорекинескопаумножитель напряжения

Силовой трансформатор трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово "силовой" отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями. Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений ЛЭП (кВ), городских электросетей (как правило 6 кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4 кВ, они же 380/220 В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные от единиц вольт до сотен киловольт). ЛЭП

ТРАНСФОРМАТОРЫ, устройство, принцип действия

Выполнил: учитель физики

МБОУ Ишунский УВК

муниципального образования

Красноперекопский район

Республики Крым

Бургу Николай Амвросиевич

Цели урока:

изучить назначение, устройство и принцип действия трансформатора;
научиться определять КПД трансформатора;
применение трансформатора.

Трансформатор –

устройство, применяемое для повышения или понижения переменного напряжения и силы электрического тока.

История создания трансформатора

В 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, которое легло в основу работы трансформатора. В этом же году появилось его схематическое изображение. Хоть Фарадей в своих опыта и использовал подобие современного трансформатора, однако основное свойство трансформатора – трансформация токов и напряжений, было открыто позже.
В 1848 году французским механиком Г.Румкорфом была изобретена индукционная катушка (индуктивность) – прообраз трансформатора.
Датой же рождения первого трансформатора считается 30 ноября 1876 года , когда русский изобретатель П. Н. Яблочков получил патент на трансформатор с разомкнутым сердечником. Это был стержень с намотанными на него обмотками.
В 1884 году в Англии братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсонами был создан первый трансформатор с замкнутым сердечником.
В конце 1880-х инженером Д. Свинберном было изобретено масляное охлаждение трансформатора – это повысило надежность и долговечность его обмоток.
В 1889 году русский электротехник М. О. Доливо-Добровольский вместе с предложенной им трехфазной системой переменного тока создал первый трехфазный трансформатор.
Дальнейшее развитие трансформаторов сводилось к усовершенствованию материала сердечника, что позволило снизить потери и значительно увеличить эффективность трансформаторов.

Стальной сердечник

Внешний вид разобранного трансформатора

Элементы трансформатора:

Пластины стального сердечника

Катушка с проволочной обмоткой

Работа трансформатора

Первичная обмотка

Вторичнаяобмотка

1 трансформатор является понижающим, а при K " width="640"

Работа трансформатора на холостом ходу

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции
При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке. Сердечник концентрирует магнитное поле, так что магнитный поток существует практически только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях. В режиме холостого хода , то есть при разомкнутой цепи вторичной обмотки, ток в первичной обмотке весьма мал из-за большого индуктивного сопротивления обмотки. В этом режиме трансформатор потребляет небольшую мощность.
Если полную ЭДС индукции, возникающую в первичной обмотке (имеющей N 1 витков) обозначить как ε 1 , а полную ЭДС индукции, возникающую во вторичной обмотке (N 2 витков) как ε 2 , то имеет место следующее соотношение:

Активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах катушки приблизительно равен модулю ЭДС индукции.
Величина K называется коэффициентом трансформации. При K 1 трансформатор является понижающим, а при K

Работа трансформатора под нагрузкой

Если к концам вторичной обмотки присоединить нагрузку, потребляющую электроэнергию, то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна нулю. Появившийся ток создает в сердечнике свой переменный магнитный поток, который по правилу Ленца должен уменьшить изменения магнитного потока в сердечнике. Уменьшение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока должно уменьшить и ЭДС индукции в первичной обмотке. Но это невозможно, так как модуль напряжения на зажимах первичной катушки по прежнему приблизительно равен модулю ЭДС индукции. Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличивается сила тока в первичной обмотке. Его амплитуда возрастает таким образом, чтобы восстановить прежнее значение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока. Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к номинальной, приблизительно равна мощности во вторичной цепи:

Таким образом, повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот).

Виды трансформаторов:

Силовой трансформатор

Данный вид трансформатора предназначен для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии.

Трансформатор тока

Трансформатор тока – трансформатор, предназначенный для измерения больших токов.

Этот вид трансформаторов широко используются для измерения электрического тока и в устройствах релейной защиты электроэнергетических систем, отсюда – требования к максимальной точности.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения – трансформатор, предназначенный для преобразования высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА (релейной защиты и автоматики). Применение этого вида трансформатора позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

Автотрансформатор

Автотрансформатор – вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Преимуществом этого вида трансформатора является достаточно высокий КПД (преобразованию подвергается только часть мощности).

Импульсный трансформатор

Этот вид трансформатора предназначен для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса.

Разделительный трансформатор

Разделительный трансформатор – трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана с вторичными обмотками. При работе с этим видом трансформатора нет угрозы поражения током при одновременном прикасании к земле и токоведущим частям (или нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением из-за повреждения изоляции).

Пик-трансформатор

Пик-трансформатор – трансформатор, преобразующий синусоидальное напряжение в импульсы пикообразной формы. Данный вид трансформаторов применяется для управления тиристорами либо другими полупроводниковыми и электронными устройствами.

Силовой трансформатор

Трансформатор

Импульсный

Трансформатор

напряжения

трансформатор

Автотрансформатор

ЗАКРЕПЛЕНИЕ

Вопросы:

1. На каком принципе базируется работа трансформатора?

2. Можно ли трансформировать постоянный ток?

3. Почему нагруженный трансформатор потребляет очень мало энергии?

4. Для чего сердечник трансформатора набирают из тонких стальных пластин, изолированных друг от друга?

5. Виды трансформаторов по принципу работы и по применению?

6. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка трансформатора для повышения напряжения от 220В до 11 000В, если в первичной обмотке 20 витков?

7. Какую роль играет трансформатор в жизни человека?

Режим короткого замыкания Так как ток I 2к во вторичной обмотке велик, то даже при малом входном напряжении U 1k ток в первичной обмотке I 1k достигает больших значений. Это может привести к перегреву или даже перегоранию одной из обмоток трансформатора.

Режим нагрузки Ток вторичной обмотки I 2 оказывает существенное влияние на ток в первичной обмотке I 1. Это обусловлено встречным включением обмоток, при котором общий магнитный поток в первичной обмотке равен разности магнитных потоков, создаваемых в ней токами первичной и вторичной обмоток: магнитный поток от тока I 2 уменьшает общий магнитный поток через первичную обмотку, а стало быть, уменьшает суммарную, индуцируемую в ней ЭДС, что приводит к увеличению тока I 1 в ней до такой его величины, при которой ее суммарная ЭДС совместно с падением напряжения на активном сопротивлении и, уравновесят приложенное к первичной обмотке напряжение U 1.

Особенности автотрансформаторов Ток в общей части обмотки автотрансформатора меньше, чем в остальной ее части, поскольку по общей части обмотки протекают почти встречные токи первичной и вторичной цепей. Мощность первичной цепи передается во вторичную цепь как электромагнитным (трансформаторным), так и электрическим способами.

Достоинства автотрансформаторов: экономичность обмоточные материалы расходуются только на одну обмотку; меньшие потери в меди и больший КПД - токи в общей части направлены встречно; возможность плавной регулировки напряжения U 2 вторичной цепи при непрерывном скольжении контакта по зачищенной поверхности витков.

Конструкция трансформаторов Конструктивное исполнение трансформатора зависит от его назначения и области применения. Однако почти все трансформаторы имеют одни и те же главные конструктивные элементы магнитную систему и обмотки. Наиболее широко применяются силовые трансформаторы, которые служат для передачи электрической энергии и распределения ее между потребителями.

Плотность тока в обмотках Плотность тока в обмотках выбирают по условиям нагрева в пределах (1-2,5)·10 6 А/м 2 в сухих и (2-4,5)·10 6 А/м 2 в масляных в зависимости от мощности и конструктивного выполнения трансформатора. По условиям технологии максимальное сечение круглого проводника выбирается примерно до 20 мм 2, а прямоугольного 80 мм 2. Предельный ток одного проводника соответственно 45 и 360 А.

Элементы обмотки Основным элементом обмотки является виток, который выполняется одним или группой параллельных проводов. Ряд витков на цилиндрической поверхности называется слоем. Витки могут группироваться в катушки. По направлению намотки обмотки делятся на правые и левые подобно резьбе винта. Большинство обмоток трансформаторов выполняются с левой намоткой для удобства изготовления.

Разновидности обмоток Определяющими для конструкции обмотки являются число витков, сечение витка и класс напряжения. По способу размещения обмоток на стержне различают обмотки концентрические и дисковые или чередующиеся. По конструктивно-технологическим признакам обмотки делятся на следующие основные типы: цилиндрические, винтовые и непрерывные.

Разновидности обмоток Обмотки каждого из этих типов могут подразделяться на одно- или многослойные цилиндрические, одно- или многоходовые винтовые, дисковые, переплетенные. В мощных трансформаторах, предназначенных для питания электропечей, применяют обмотки из листовой меди или алюминия, а также кованые катушки выполненные из шинной меди или алюминия.

Цилиндрические слоевые обмотки Цилиндрические слоевые обмотки выполняются из проводов прямоугольного или круглого сечения. Слои обмотки составляют витки, наматываемые по винтовой линии. При намотке каждый виток слоя укладывают вплотную к предыдущему витку в направлении высоты обмотки. Переход из слоя в слой осуществляется в процессе намотки без пайки. Витки состоят из одного или нескольких параллельных проводов, располагаемых обычно рядом в осевом направлении.

Катушечная многослойная цилиндрическая обмотка состоит из ряда последовательно соединенных многослойных катушек. Такое разделение необходимо для уменьшения напряжения между слоями. Обычно катушечные обмотки выполняют в виде последовательно соединенных парных (двойных) катушек.

Дисковые катушечные обмотки Дисковые катушечные обмотки состоят из ряда одинарных или двойных катушек. Число витков в одной катушке достигает 2025, число параллельных проводников в витке - до 8. Витки катушки намотаны один на другой по спирали в радиальном направлении. Намотанные катушки собирают на шаблоне и соединяют пайкой. Осевые и радиальные каналы образуются П-образными замковыми прокладками. Такие обмотки широко применяются в высоковольтных трансформаторах в качестве входных катушек.

Винтовые обмотки Винтовая обмотка состоит из ряда витков, наматываемых по винтовой линии. В трансформаторах большой мощности число параллельных проводников может достигать многих десятков. Винтовые обмотки бывают одно-, двух- и многоходовыми. Двухходовые и многоходовые обмотки состоят соответственно из двух или более отдельных винтовых обмоток, вмотанных одна в другую. Каналы для охлаждения образуются так же, как и в непрерывной обмотке.

Непрерывные обмотки Непрерывная обмотка состоит из ряда катушек, расположенных в осевом направлении и соединенных между собой последовательно без пайки. Число катушек в обмотке - от 30 до 150. Витки в катушке наматываются плашмя по спирали в радиальном направлении. Катушки наматываются на рейках, образующих вертикальные каналы. На рейки надеваются прокладки, создающие радиальные каналы между катушками.

Непрерывные обмотки Каждый виток обмотки может состоять из одного или нескольких параллельных проводов. Путем перестановки (транспозиции) параллельных проводов на переходах из катушки в катушку обеспечивается выравнивание их активного и индуктивного сопротивлений.

Трехфазный броневой трансформатор Трехфазный броневой трансформатор получается из трех однофазных, если их поставить друг на друга. При такой конструкции потоки в ярмах равны половине потока в стержнях. 1, 2, 3 обмотки НН фаз А, В, С; 1, 2", 3" обмотки ВН фаз А, В, С.

Конструкция силовых трансформаторов В силовых трансформаторах мощностью свыше 100 МВ·А и напряжениями 220 кВ и выше применяют бронестержневую или многостержневую конструкцию. Эта конструкция получается из стержневой, если добавить два стержня,закрывающих обмотки двух фаз, расположенных на крайних стержнях трехфазного стержневого трансформатора. По сравнению со стержневыми бронестержневые трансформаторы имеют меньшую высоту магнитопроводов, что очень важно при транспортировке, так как позволяет им лучше вписаться в железнодорожные габариты.

Стыковые конструкции Стержни и ярма собираются отдельно и крепятся друг с другом стяжными шпильками. В месте стыков ставятся изоляционные прокладки, которые устраняют замыкание листов стали стержней и ярм. Немагнитные зазоры при стыковой конструкции увеличивают магнитное сопротивление, что приводит к увеличению тока холостого хода. Поэтому стыковые соединения применяются редко, хотя стыковые конструкции менее трудоемки.

Материал магнитной системы В качестве материала магнитной системы используется главным образом холоднокатаная текстурованная электротехническая сталь марок 3413, 3404, 3405, 3406, которая поставляется на заводы в рулонах. Толщина стали 0,3; 0,35; 0,5 мм. Сталь толщиной 0,3 и 0,35 мм имеет электроизоляционное нагревостойкое покрытие, а сталь толщиной 0,5 мм не имеет электроизоляционного покрытия. Применение этой стали позволило повысить магнитную индукцию в магнитопроводах силовых трансформаторов до 1,71,8 Тл при одновременном уменьшении массы, потерь и тока холостого хода.

Шихтованные конструкции В шихтованных конструкциях стержни и ярма не являются отдельными элементами, а их пластины переплетаются (шихтуются) в смежных слоях. Магнитная система собирается из отдельных слоев, каждый из которых состоит из одной или нескольких пластин, уложенных в слое встык. По форме стыка шихтованные магнитные системы могут выполняться с прямым и косым стыками, что необходимо для уменьшения длины участков магнитной цепи, на которых направление магнитного потока не совпадает с направлением прокатки электротехнической стали.

55 Схемы и группы соединений В однофазных трансформаторах начала обмоток обозначаются А, а, а концы X, х. Большие буквы относятся к обмоткам высшего напряжения, а малые к обмоткам низшего напряжения. В трехфазных трансформаторах начала обмоток высшего напряжения обозначаются А, В, С, а концы X, У,Z. Начала обмоток низшего напряжения а, в, с, а концы х, у,z. Нулевые точки О и о. Если есть третья обмотка среднего напряжения, используются обозначения А m, B m, С m и Х т, У m,Z т.

Группы соединений однофазных трансформаторов Дня однофазных трансформаторов возможны две группы соединений: нулевая и шестая. Для нулевой (или двенадцатой) сдвиг между напряжениями равен 0° - минутная и часовая стрелки совпадают. Для шестой группы сдвиг между напряжениями 180°, стрелки показывают 6 ч. Эти группы обозначаются соответственно I/I-0 и I/I-6. Стандартизована и применяется группа 0.

Схемы и группы соединений Принято сдвиг фаз между линейными напряжениями обмоток характеризовать положением стрелок на циферблате часов. Электродвижущую силу обмотки высшего напряжения совмещают с минутной стрелкой и устанавливают на цифре 12. Часовая (малая) стрелка совмещается с напряжением обмотки низшего напряжения.

Схемы и группы соединений В трехфазных и многофазных трансформаторах наибольшее применение имеют схемы соединения в звезду и треугольник. Схема соединения в зигзаг применяется редко, а другие комбинации соединений обмоток практически не применяются. Схема соединения в звезду обозначается буквой Y, соединения в треугольник, в зигзаг Z.

Группы соединений трехфазных систем В трехфазной системе схемы соединений Y и образуют 12 групп соединений со сдвигом фаз линейных напряжений на 30°, что соответствует 12 цифрам циферблата часов. Стандартизованы две группы соединений Y/Y-О и Y/-11 со сдвигом фаз 0° и 330°. В эксплуатации вполне достаточно иметь две группы соединений и не выпускать 10 остальных групп.
Определение группы соединений Соединяют одноименные выводы обмоток высшего и низшего напряжений, например А и а. Присоединяют трансформатор к сети с симметричным напряжением и измеряют напряжения между выводами трансформатора. По измеренным напряжениям строят векторную диаграмму, которая должна совпасть с одной из диаграмм таблицы 1. После этого определяют группу соединения трансформатора.