темах используются несколько ступеней напряжения поэтому количество трансформаторов и их установленная мо

Работа добавлена на сайт samzan.net:

1. ЛЕКЦИЯ 9

Силовые трансформаторы и автотрансформаторы

1. Основные сведения

Трансформаторы и автотрансформаторы применяются для повышения или понижения величины напряжения.

1. В энергосистемах используются несколько ступеней напряжения, поэтому количество трансформаторов и их установленная мощность в несколько раз превышают число и установленную мощность генераторов.
2. В настоящее время на каждый установленный 1 кВт генераторной мощности приходится в среднем 7-8 кВА трансформаторной мощности.

В основе работы трансформатора лежит принцип электромагнитной индукции Фарадея. В современных силовых трансформаторах КПД достигает 0,98-0,995

При подключении первичной обмотки к источнику c напряжением U1, по ней протекает переменный ток I1, который создаёт в магнитопроводе поток Ф (                  ) 

Этот поток пронизывает вторичную обмотку и наводит в ней ЭДС, и присоединённая электрическая сеть с нагрузкой (Zн) будет под напряжением  U2; при этом во вторичной цепи будет протекать I2.

Отношенние напряжений вторичной U2 и первичной U1 обмоток при холостом ходе называется коэффициентом трансформации

Если U1>U2 (w1>w2), т.е. k<1, трансформатор называют понижающим, при  k>1 — повышающим. Таким образом, изменяя числа витков обмоток w1 и w2 можно подобрать такой коэффициент трансформации, который позволит получить требуемое напряжение U2 (     ).

Магнитопровод служит для усиления магнитной связи между обмотками и является конструктивным основанием (остовом) для установки и крепления обмоток и других деталей трансформатора

1. Маркировка  обмоток трансформатора
2. Для силовых трансформаторов установлены стандартные обозначения (маркировка) начал и концов (выводов) обмоток.
3. В однофазном трансформаторе начало и конец обмотки высшего напряжения (ВН) обозначается соответственно прописными буквами  А и Х, а обмотки низшего напряжения (НН) — строчными латинскими буквами а и х. При наличии третьей обмотки с промежуточным (средним) напряжением (СН) начало и конец обмотки обозначают соответственно  Am и Xm.
4. В трёхфазном трансформаторе начала и концы обмоток ВН обозначаются соответственно A, B , C и X, Y, Z и т.д.
5. Соединение  обмоток трансформатора
6. В трёхфазных трансформаторах обмотки могут быть соединены по схемам «звезда», «треугольник» или «зигзаг», которые соответственно обозначают русскими буквами У и Д и латинской . При выводе от нейтрали (общей точки обмоток фаз) у схемы «звезда» или «зигзаг» отвода (ответвления) его обозначают 0, добавляя к буквенным обозначениям схем соединения обмоток индекс «н» (Ун).
7.  Схемы соединения трёхфазного трансформатора обозначаются в виде дроби, в числителе которой ставят обозначение схемы соединения обмотки ВН, а в знаменателе - НН, например, для трансформатора с обмоткой ВН, соединённой в звезду с выведенной нейтралью, а НН - по схеме треугольник обозначение имеет вид Ун / Д.
8. Взаимное направление ЭДС в обмотках ВН и НН
9. При обслуживании трансформаторов кроме схем соединения необходимо знать взаимное направление ЭДС в обмотках ВН и НН. Если две обмотки 1 и 2 размещены на одном и том же стержне и пронизываются одним и тем же потоком , то при одинаковом направлении намотки и обозначении выводов (концов) наведённые ЭДС одинаково направлены (от концов к началам) и, следовательно, совпадают по фазе
10. Взаимное направление ЭДС в обмотках ВН и НН
11. Взаимное направление ЭДС в обмотках ВН и НН
12. Сдвиг между ЭДС Е1 и Е2 обмоток АХ и ах равен нулю, поэтому группа соединений обмоток обозначается как I/I-0, где «I» говорит об однофазном варианте трансформатора, при этом ЭДС высшего напряжения Е1 представляется минутной стрелкой часов и условно направляется на циферблате часов на цифру 12. Часовая стрелка часов представляет собой ЭДС низшего напряжения Е2 и обозначает группу соединения.
13. Взаимное направление ЭДС в обмотках ВН и НН
14. Фазовый сдвиг между фазными ЭДС обмоток ВН и НН зависит как от обозначения выводов, так и от направления намотки. При размещении обмоток на одном стержне этот сдвиг может быть равным либо 0, либо 180°.
15. На рис. б, в при изменении обозначений концов обмотки НН (рис. б) или изменении направления намотки обмотки НН (в) ЭДС Е2 поворачивается на угол 180°, что даёт группу соединений I/I-6.

Для трансформирования трёхфазного тока (напряжения) применяют группы однофазных трансформаторов (а) и трёхфазные (б), имеющие общий для трёх фаз магнитопровод.

Автотрансформаторы, также как и трансформаторы, могут быть понижающими и повышающими

Недостатки автотрансформаторов, ограничивающих их применение:

1. усложнение устройства регулирования напряжения,
2. повышенная опасность атмосферных перенапряжений.
3.  Схемы соединения обмоток

В трёхфазных трансформаторах схемы соединения У, Д,  могут образовывать 12 различных групп со сдвигом фаз линейных ЭДС через 30°.

Наиболее распространённые соединения по схеме звезда-звезда (а)  и по схемезвезда-треугольник (б). 

Часто при соединении обмоток в звезду выводится нулевой (четвёртый) провод (нейтраль); если этот провод заземляется, то соединение обмоток называется звезда с заземлённой нейтралью.

1. Фазные и линейные напряжения

Напряжение между фазой (фазным проводом) и нейтралью (нулевым проводом) называется   

фазным напряжением Uф;

напряжение между фазами (междуфазное напряжение) называется линейным напряжением Uл.

При соединении обмоток в звезду       

при соединении обмоток в треугольник 

1.  Конструкция (авто)трансформатора 
2. Трансформатор кроме активной части - магнитопровода и обмоток - включает и конструктивную часть.
3. Активная часть трансформатора, состоящая из магнитопровода 1 и обмоток (2-НН, 3-ВН) помещена в бак 6, который также является резервуаром для трансформаторного масла. Трансформаторное масло выполняет роль хладагента и изоляции.
4. Для присоединения обмоток к сети служат вводы (4-для обмотки ВН, 5-для обмотки НН), состоящие из токоведущей части, фарфоровой оболочки и опорного фланца. Крышка бака используется для установки вводов, крепления расширителя 8, термометров, устройства ПБВ и других деталей.
5.  
6.  Разрез трёхфазного трансформатора 
7. Обмотки силовых трансформаторах
8. В мощных силовых трансформаторах в качестве обмоток низшего напряжения в основном применяют винтовые обмотки. Они могут иметь от 4 до 20 (и более) параллельных проводов.
9. В качестве обмоток высшего и низшего напряжения широко используются непрерывные катушечные обмотки ввиду их большой механической прочности и надёжности.
10. Винтовые обмотки и непрерывные катушечные обмотки
11. Регулирование напряжения
12. При эксплуатации трансформаторов возникает необходимость изменения их коэффициента трансформации для регулирования напряжения. Это осуществляется либо при отключённом от сети трансформаторе - переключателями без возбуждения (ПБВ) путём подсоединения к различным отпайкам обмотки, либо регулированием под нагрузкой (РПН), которое осуществляется при помощи специальной аппаратуры, состоящей из переключателя (избирателя отпаек), контактора, приводного механизма и других элементов (для отсоединения и присоединения выбранной отпайки при номинальном токе обмотки).
13.  Изоляция в трансформаторах 
14.  Изоляция в трансформаторах определяет срок его службы. Она обеспечивается правильным выбором соответствующих изоляционных промежутков, которые могут выполнять в трансформаторе роль охлаждающих каналов.
15. Изоляция в трансформаторах должна без повреждений выдерживать электрические, тепловые, механические и другие воздействия, которым она подвергается в процессе эксплуатации.
16.  Изоляция в трансформаторах 
17. Трансформатор постоянно находится в процессе эксплуатации во включённом состоянии, и на его изоляцию длительно воздействует электрическое поле, соответствующее номинальному рабочему напряжению. Это воздействие изоляция должна выдерживать неограниченно длительное время.
18. При работе трансформатора в энергосистеме возможны кратковременные повышения напряжения (перенапряжения), возникающие вследствие нормальных коммутационных процессов в сети (включение и отключение больших мощностей) или процессов аварийного характера, а также импульсные волны перенапряжения, возникающие из-за грозовых атмосферных разрядов.
19.  Изоляция в трансформаторах 
20. Обмотки трансформатора и все его токоведущие части при работе нагреваются. Воздействие высоких температур приводит к старению изоляции, вследствие чего она теряет эластичность, становится хрупкой, снижается ее электрическая прочность. В правильно спроектированном трансформаторе и при правильной эксплуатации изоляция может служить 20-25 лет и более. Теплостойкость изоляции, позволяющая обеспечить безаварийную работу трансформатора, достигается применением изоляционных материалов соответствующего класса, а также конструкцией обмоток и деталей изоляции, обеспечивающей их нормальное охлаждение.
21.  Тенденции развития трансформаторостроения 
22. В электрических сетях России эксплуатируются трансформаторы напряжением от 6 до 1150 кВ и номинальной мощностью от 5 кВ · А до 1200 MB · А; общая мощность установленных силовых трансформаторов к 2000 г. составила более 570 ГВ · А. Основная часть силовых трансформаторов имеет маслобумажную изоляцию с естественной или направленной циркуляцией масла. В пожароопасных зонах используются трансформаторы с сухой (полимерной) изоляцией и воздушным охлаждением, а также с элегазовой изоляцией. В последнее время разработаны трансформаторы с обмотками кабельного типа, имеющие полиэтиленовую изоляцию.
23.  Тенденции развития трансформаторостроения 
24. Направления совершенствования силовых трансформаторов характеризуются изменением ряда технических показателей и совершенствованием элементов конструкции.
25. Одна из существенных задач - уменьшение потерь энергии в трансформаторах, т.е. потерь холостого хода и короткого замыкания.
26.  Уменьшение потерь холостого хода (магнитных потерь) может быть достигнуто при использовании холоднокатаной электротехнической стали с содержанием кремния 3 % и выше, имеющей изотропию магнитных свойств (одинаковые свойства независимо от направления проката) и сниженные удельные потери при толщине листа 0,23; 0,18 и 0,15 мм.
27.  Тенденции развития трансформаторостроения 
28. Сокращение расхода изоляционных материалов, трансформаторного масла, массы обмоток и металла, используемого на изготовление баков и систем охлаждения трансформаторов, может быть достигнуто уменьшением изоляционных расстояний на основе новых технологий и применения новых средств защиты от перенапряжений. Значительный эффект для экономии конструктивных материалов даёт применение форсированного охлаждения с направленной циркуляцией масла в каналах обмоток и эффективных охладителях.
29.  Тенденции развития трансформаторостроения 
30. Для обеспечения экономичной работы сетей и надлежащего качества энергии, отпускаемой потребителям, т.е. для поддержания постоянства напряжения, возникает необходимость в расширении выпуска трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН).
31.  Исследование поля рассеяния трансформаторов имеет целью также обеспечить определённую организацию и локализацию этого поля за счёт рационального размещения обмоток и применения магнитных экранов, что позволяет существенно уменьшить добавочные потери в обмотках и конструктивных деталях трансформатора - стенках бака, прессованных деталях обмоток и остова.
32. В энергосистемах сети делятся на следующие классы напряжений:
33. электрические сети высокого (ВН),
34. среднего (СН)
35. низкого (НН) напряжений.

Величина напряжения различных участков сети выбирается в зависимости от передаваемой мощности и дальности передачи электроэнергии.

Стандартные номинальные линейные напряжения электрических сетей России составляют:

сети НН — 220, 380, 660 В;

сети СН — 3, 6, 10, 35 кВ;

сети ВН — 110, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ.

Сети 1150 кВ используются только в России.

1. ду входами равно нулю
2.  Who were the Normns who conquered Englnd Some 150 yers before the conquest of Englnd they cme to prt of Frnce opposite Englnd prt tht we cll Normndy
3. Макроэкономическое планированияе и прогноирование
4. Ссылочный тип данных. Динамические объекты.
5. задержка психического развития 1
6. Вариант 3 Вопрос 1 В ремонтном производстве распространены следующие формы организации технологических п
7. Понятие бизнес-плана в системе планов предприятия
8. Конституционно правовые основы религиозного и религиоведческого образования в РФ
9. Инновационная политика РФ 1
10. Механика грунтов 1
11. Інноваційне забезпечення виробництва біопалива Інноваційне забезпечення як рушійна сила
12. Научное познание и его специфические признаки. Методы научного познания
13. Поиграй со мной ~ как часто слышим мы эту просьбу
14.  Подготовительный этап предварительное формирование отношения к делу интереса к нему подготовка необходи
15. Расчет ленточного ковшового элеватора
16. Подготовила - Ступина С
17. Тульский государственный университет Кафедра Финансы и менеджмент социальная Экономиче
18. Макроэкономика1
19. І. Клочко доктор педагогічних наук професор А
20.  Иисус сказал- Пусть тот кто ищет не перестает искать до тех пор пока не найдет и когда он найдет он будет п

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе