09 | 02 | 2017
Главное меню

Основные определения и обозначения трансформаторов и автотрансформаторов

Трансформатором называется статичес­кое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связан­ных обмоток и предназначенное для пре­образования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем пе­ременного тока в одну или несколько дру­гих систем переменного тока. Различают двухобмоточные трансформаторы, имеющие две гальванически не связанные обмотки, и трех- и многообмоточные трансформаторы, имеющие три (и более) гальванически не связанные обмотки. Передача энергии из первичной цепи трансформатора во вторич­ную происходит посредством магнитного поля.

Автотрансформатором называется трансформатор, две или большее число об­моток которого гальванически связаны так, что они имеют общую часть. Обмотки ав­тотрансформатора связаны электрически и магнитно, и передача энергии из первичной цепи во вторичную происходит как посредством магнитного поля, так и электричес­ким путем. Помимо гальванически связан­ных обмоток автотрансформатор может иметь и другие обмотки с трансформатор­ной связью.

Магнитное поле, созданное в трансфор­маторе совокупностью МДС всех его обмоток и других частей, в которых протекает электрический ток, можно для расчетов, определения параметров и проведения ис­следований условно разделить на взаимо­связанные части: основное поле, поле рассеяния обмоток, поле токов нулевой последовательности и т. д. Часть маг­нитного поля трансформатора, созданная той частью МДС всех его основных обмоток, геометрическая сумма векторов кото­рых в каждой фазе обмоток равна нулю, называется магнитным полем рассеяния об­моток. Магнитным полем токов нулевой последовательности называется часть маг­нитного поля, созданная геометрической суммой МДС токов нулевой последователь­ности всех его основных обмоток. Основ­ным магнитным полем трансформатора на­зывается часть магнитного поля, созданная разностью суммы МДС всех его обмоток и суммы МДС обмоток, создающих поле рассеяния обмоток и поле токов нулевой последовательности обмоток.

Основные части трансформатора

Основными частями трансформатора являются магнитная система (магнитопровод), обмотки и система охлаждения.

Магнитная система (магнитопровод) трансформатора представляет собой комп­лект пластин или других элементов электро­технической стали или другого ферромаг­нитного материала, собранных в опреде­ленной геометрической форме, предназначен­ный для локализации в нем основного маг­нитного поля трансформатора. Магнитная система в полностью собранном виде сов­местно со всеми узлами и деталями, служа­щими для скрепления ее отдельных частей в единую конструкцию, называется осто­вом трансформатора.

Основным элементом обмотки является виток, т. е. электрический проводник, или ряд параллельно соединенных проводников, однократно охватывающий часть магнит­ной системы трансформатора, электричес­кий ток которого совместно с токами дру­гих частей трансформатора создает магнит­ное поле трансформатора и в котором под действием этого магнитного поля наводится ЭДС.

Обмоткой называется совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведенные в витках с целью получения высшего, средне­го или низшего напряжения трансформато­ра или с другой целью. В трехфазном транс­форматоре под обмоткой обычно подразу­мевают совокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения трех фаз.

Классификация трансформаторов

По системам охлаждения

 

а)     Естественное воздушное    охлажде­ние — обмотки,   магнитная  система   и дру­гие части трансформатора имеют непосред­ственное    соприкосновение с окружающим воздухом;    охлаждение   происходит   путем излучения и естественной конвекции возду­ха; применяется для мощностей до 1600— 2500  кВА  и  напряжений  до  10—20 кВ, трансформатор может снабжаться    защит­ным кожухом.

Сравнительно редко применяются сухие герметичные трансформаторы, заполненные воздухом или другим газом, играющим роль изолирующей среды и теплоносителя, и трансформаторы с литой изоляцией или кварценаполненные, в которых изолирующей средой и теплоносителем служат литой электроизоляционный компаунд или кварце­вый песок.

б)  Естественное масляное охлаждение — активная часть трансформатора     помеща­ется в бак, заливаемый трансформаторным маслом, служащим изолирующей средой и теплоносителем; охлаждение обмоток и маг­нитной системы происходит путем естествен­ной конвекции масла,  поверхности бака — путем  излучения  и естественной  конвекции воздуха; применяется для мощностей от 10 до 10000 кВ-А.

В некоторых случаях бак заливается другим жидким диэлектриком, например совтолом, играющим в охлаждении транс­форматора ту же роль, что и масло.

в)   Масляное   охлаждение   с   дутьем — теплоотдача с поверхности бака форсирует­ся путем обдувания поверхности вентилято­рами  при  естественной    конвекции    масла внутри бака; позволяет увеличить теплоот­дачу примерно в   1,5—1,6  раза по сравне­нию с естественным применяется для мощ­ностей 10000—63000 кВ-А.

г)  Масляное охлаждение с принудитель­ной    циркуляцией    масла — масло из бака откачивается  насосом,     прогоняется  через водяной  или   воздушный  теплообменник  и охлажденное   возвращается   в   бак;  приме­няется  при  мощностях   16000—25000кВ-А и более, а для специальных трансформато­ров,    служащих   для   питания     электропе­чей,— при   мощностях   2800—5000 кВ-А и более.

Параллельная работа трансформаторов и группы соединения обмоток

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

При параллельном соединении одно­именные зажимы трансформаторов присо­единяются к одному и тому же проводу сети.

В целях правильного распределения нагрузки между параллельно работающи­ми трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям параллельная работа двухобмоточных трансформаторов допускается при:

Несимметричная нагрузка трехфазных двухобмоточных трансформаторов

Трехфазный трансформатор может быть нагружен несимметричной нагрузкой, когда по отдельным фазам протекают разные токи. Такая нагрузка вызывает изме­нение фазных напряжений трансформато­ра и поэтому является нежелательной для трансформатора и питающихся от него по­требителей энергии.