ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 208
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
= UIII; uК.ЗI=UК.З.II и т. д.), под действием разности э. д. с. во вторичных цепях трансформаторов возникает уравнительный ток. Так как первичные и вторичные обмотки трансформаторов связаны между собой магнитными полями, то уравнительный ток IуII во вторичном контуре вызовет появление уравнительного тока и в первичном контуре, образованном первичными обмотками трансформаторов. При значительной разнице в коэффициентах трансформации этот ток может достигать недопустимо больших значений и представлять опасность для работы трансформаторов.
При включении в параллельную работу трансформаторов с разными напряжениями короткого замыкания, но с соблюдением первого и второго условий, трансформаторы будут нагружаться непропорционально. Трансформатор с большим напряжением короткого замыкания окажется недогруженным, а с меньшим напряжением короткого замыкания — перегруженным. Нагрузка между трансформаторами распределится обратно пропорционально номинальным напряжениям короткого замыкания
Совершенно недопустима параллельная работа трансформаторов с разными группами соединений, так как при этом возникает в контуре вторичных обмоток результирующая э. д. с, которая создает значительный по величине ток, вызывающий чрезмерный нагрев обмоток.
§ 8.9. Специализированные трансформаторы
Трехобмоточный трансформатор имеет три обмотки: первичную и две вторичных (рис. 8.19). По существу трехобмоточный трансформатор заменяет два трансформатора с напряжениями U1/U2и U1/U3. Трехобмоточные трансформаторы широко применяются в качестве силовых в трансформаторных подстанциях. Согласно ГОСТ 401-41 обмотки трехобмоточных силовых трансформаторов могут соединяться по схеме
Y0/Y0/
-12-11 или Y0/ / -11-11, а однофазных — по схеме 1/1/1-12-12. Различают обмотки трансформатора: высшего напряжения (ВН), среднего напряжения (СН) и низшего напряжения (НН). За номинальную мощность трансформатора принимается мощность его первичной, наиболее мощной обмотки.
Уравнение токов трехобмоточного трансформатора
Током холостого хода I0 можно пренебречь, так как он обычно составляет не более 2,5—3,5% от тока нагрузки Iн,
тогда
Отсюда следует, что первичный ток трехобмоточного трансформатора равен геометрической сумме приведенных вторичных токов. Исходя из этого равенства и учитывая, что вторичные обмотки обычно не бывают одновременно длительно и полностью нагружены, номинальная мощность первичной обмотки, как правило, меньше суммарной мощности вторичных обмоток.
В соответствии с тем, что за номинальную мощность трехобмоточного трансформатора принимается мощность наиболее мощной обмотки к ней приводятся напряжения короткого замыкания uК.З.12, uК.З13, uК.З23, которые и указываются на щитке-паспорте трансформатора.
Так как трансформатор имеет три обмотки, то им соответствуют и три коэффициента трансформации:
Трехобмоточные трансформаторы, помимо силовых, широко используются в радиотехнике, связи и системах автоматического уп
равления.
Автотрансформаторы. В отличие от обычных эти трансформаторы имеют вместо двух обмоток высшего и низшего напряжения одну обмотку. Часть витков этой обмотки является общей для первичной и вторичной цепей трансформатора (рис. 8.20). Таким образом, первичная и вторичная обмотки автотрансформатора имеют между собой не только электромагнитную, но и электрическую связь. Обмотка автотрансформатора размещается на замкнутом магнитопроводе. Автотрансформаторы могут быть понижающие и повышающие, однофазные и трехфазные. Принцип действия автотрансформатора тот же, что и обычного трансформатора. Между первичной и вторичной э. д. с. и числом витков обмоток действительно соотношение
где k— коэффициент трансформации, отсюда U2=U1/k
Токи I1 и I2 относятся обратно пропорционально числу витков, т. е.
откуда
Токи первичной и вторичной обмоток сдвинуты по фазе относительно друг друга на 180°. Так как первичный и вторичный контуры автотрансформатора связаны между собой электрически, то по общей части обмотки аВ протекают оба тока Ij и I2 и результирующий ток
Если учесть, что у понижающего трансформатора I2> I1, то
I12 равен геометрической сумме токов I1 и I2, т. е.
Для определения величины мощности, передаваемой из первичной цепи во вторичную, токи I12
и I1 выразим через ток I2 и коэффициент трансформации (I1=I3/k) Тогда
Из равенства
получаем
Если все члены равенства умножить на величину вторичного напряжения U2, то получим уравнение мощности
где
электромагнитная мощность, т. е. та часть
мощности, которая поступает во вторичную цепь через магнитное поле;
электрическая мощность, поступающая во вторичную цепь непосредственно, благодаря наличию электрической связи между первичным и вторичным контурами.
Как видно, магнитным путем в автотрансформаторе передается только часть мощности, что позволяет уменьшить сечение магнитопровода. сократить размеры
провода, сократить размеры трансформатора и облегчить его массу.
П
ри увеличении коэффициента трансформации kэлектрическая мощность уменьшается, а электромагнитная растет. Поэтому автотрансформаторы применяют обычно при небольших коэффициентах трансформации ка= 1,25
2.
Серьезным недостатком автотрансформаторов является наличие электрической связи между вторичной и первичной цепью, в связи с чем
вичной цепью, в связи с чем вторичная цепь должна иметь такую же изоляцию по отношению к земле, как и первичная. Это также ограничивает величину коэффициента трансформации. По этой же причине автотрансформаторы нельзя использовать для преобразования высокого напряжения в низкое. Автотрансформаторы нередко снабжаются устройством, позволяющим плавно и в широких пределах регулировать вторичное напряжение. Применяются автотрансформаторы для
регулирования напряжения при пуске синхронных и асинхронных двигателей, для осветительных установок и в ряде специальных схем, где требуется изменение напряжения в небольших пределах.
Измерительные трансформаторы применяются для расширения пределов измерения измерительных приборов, для обеспечения безопасности дежурного персонала, обслуживающего высоковольтные сети, для включения релейной аппаратуры.
Различают измерительные трансформаторы напряжения и тока.
Трансформаторы напряжения позволяют расширить пределы измерения вольтметра. Первичная обмотка трансформатора включается в сеть так же, как и вольтметр, между двумя линейными или фазным и нулевым проводами сети (рис. 8.21, а). Вторичная обмотка замыкается на вольтметр. Обмотка вольтметра имеет большое сопротивление, поэтому ток в ней мал и мощность трансформатора незначительна. Режим его работы приближается к режиму холостого хода. Это обеспечивает практически постоянное соотношение между первичным и вторичным напряжениями на зажимах трансформатора, равное его коэффициенту трансформации.
Следовательно, величина первичного напряжения определяется как произведение вторичного напряжения на коэффициент трансформации, т. е. U1=kU2- Обычно шкалы вольтметров, предназначенных для включения через трансформаторы напряжения, градуируются непосредственно на напряжение первичной цепи, т. е. с учетом коэффициента трансформации.
Вторичное напряжение трансформаторов, предназначенных для измерений в высоковольтных сетях, обычно рассчитано на 100 в. Для безопасности обслуживания трансформатора один конец его вторичной обмотки и кожух заземляются.
Трансформаторы тока позволяют расширить пределы измерения амперметров. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линейный провод цепи (рис. 8.21, б). Вторичная обмотка замыкается на амперметр. Так как сопротивление обмотки амперметра мало, трансформатор практически работает в режиме короткого замыкания. По первичной обмотке трансформатора протекает весь ток нагрузки. Число витков первичной
При включении в параллельную работу трансформаторов с разными напряжениями короткого замыкания, но с соблюдением первого и второго условий, трансформаторы будут нагружаться непропорционально. Трансформатор с большим напряжением короткого замыкания окажется недогруженным, а с меньшим напряжением короткого замыкания — перегруженным. Нагрузка между трансформаторами распределится обратно пропорционально номинальным напряжениям короткого замыкания
Совершенно недопустима параллельная работа трансформаторов с разными группами соединений, так как при этом возникает в контуре вторичных обмоток результирующая э. д. с, которая создает значительный по величине ток, вызывающий чрезмерный нагрев обмоток.
§ 8.9. Специализированные трансформаторы
Трехобмоточный трансформатор имеет три обмотки: первичную и две вторичных (рис. 8.19). По существу трехобмоточный трансформатор заменяет два трансформатора с напряжениями U1/U2и U1/U3. Трехобмоточные трансформаторы широко применяются в качестве силовых в трансформаторных подстанциях. Согласно ГОСТ 401-41 обмотки трехобмоточных силовых трансформаторов могут соединяться по схеме
Y0/Y0/
-12-11 или Y0/ / -11-11, а однофазных — по схеме 1/1/1-12-12. Различают обмотки трансформатора: высшего напряжения (ВН), среднего напряжения (СН) и низшего напряжения (НН). За номинальную мощность трансформатора принимается мощность его первичной, наиболее мощной обмотки.Уравнение токов трехобмоточного трансформатора
Током холостого хода I0 можно пренебречь, так как он обычно составляет не более 2,5—3,5% от тока нагрузки Iн,
тогда
Отсюда следует, что первичный ток трехобмоточного трансформатора равен геометрической сумме приведенных вторичных токов. Исходя из этого равенства и учитывая, что вторичные обмотки обычно не бывают одновременно длительно и полностью нагружены, номинальная мощность первичной обмотки, как правило, меньше суммарной мощности вторичных обмоток.
В соответствии с тем, что за номинальную мощность трехобмоточного трансформатора принимается мощность наиболее мощной обмотки к ней приводятся напряжения короткого замыкания uК.З.12, uК.З13, uК.З23, которые и указываются на щитке-паспорте трансформатора.
Так как трансформатор имеет три обмотки, то им соответствуют и три коэффициента трансформации:
Трехобмоточные трансформаторы, помимо силовых, широко используются в радиотехнике, связи и системах автоматического уп
равления.
Автотрансформаторы. В отличие от обычных эти трансформаторы имеют вместо двух обмоток высшего и низшего напряжения одну обмотку. Часть витков этой обмотки является общей для первичной и вторичной цепей трансформатора (рис. 8.20). Таким образом, первичная и вторичная обмотки автотрансформатора имеют между собой не только электромагнитную, но и электрическую связь. Обмотка автотрансформатора размещается на замкнутом магнитопроводе. Автотрансформаторы могут быть понижающие и повышающие, однофазные и трехфазные. Принцип действия автотрансформатора тот же, что и обычного трансформатора. Между первичной и вторичной э. д. с. и числом витков обмоток действительно соотношение
где k— коэффициент трансформации, отсюда U2=U1/k
Токи I1 и I2 относятся обратно пропорционально числу витков, т. е.
откуда
Токи первичной и вторичной обмоток сдвинуты по фазе относительно друг друга на 180°. Так как первичный и вторичный контуры автотрансформатора связаны между собой электрически, то по общей части обмотки аВ протекают оба тока Ij и I2 и результирующий ток
Если учесть, что у понижающего трансформатора I2> I1, то
I12 равен геометрической сумме токов I1 и I2, т. е.
Для определения величины мощности, передаваемой из первичной цепи во вторичную, токи I12
и I1 выразим через ток I2 и коэффициент трансформации (I1=I3/k) Тогда
Из равенства
получаем
Если все члены равенства умножить на величину вторичного напряжения U2, то получим уравнение мощности где
электромагнитная мощность, т. е. та часть
мощности, которая поступает во вторичную цепь через магнитное поле;
электрическая мощность, поступающая во вторичную цепь непосредственно, благодаря наличию электрической связи между первичным и вторичным контурами.
Как видно, магнитным путем в автотрансформаторе передается только часть мощности, что позволяет уменьшить сечение магнитопровода. сократить размеры
провода, сократить размеры трансформатора и облегчить его массу.
П
ри увеличении коэффициента трансформации kэлектрическая мощность уменьшается, а электромагнитная растет. Поэтому автотрансформаторы применяют обычно при небольших коэффициентах трансформации ка= 1,25 2.Серьезным недостатком автотрансформаторов является наличие электрической связи между вторичной и первичной цепью, в связи с чем
вичной цепью, в связи с чем вторичная цепь должна иметь такую же изоляцию по отношению к земле, как и первичная. Это также ограничивает величину коэффициента трансформации. По этой же причине автотрансформаторы нельзя использовать для преобразования высокого напряжения в низкое. Автотрансформаторы нередко снабжаются устройством, позволяющим плавно и в широких пределах регулировать вторичное напряжение. Применяются автотрансформаторы для
регулирования напряжения при пуске синхронных и асинхронных двигателей, для осветительных установок и в ряде специальных схем, где требуется изменение напряжения в небольших пределах.
Измерительные трансформаторы применяются для расширения пределов измерения измерительных приборов, для обеспечения безопасности дежурного персонала, обслуживающего высоковольтные сети, для включения релейной аппаратуры.
Различают измерительные трансформаторы напряжения и тока.
Трансформаторы напряжения позволяют расширить пределы измерения вольтметра. Первичная обмотка трансформатора включается в сеть так же, как и вольтметр, между двумя линейными или фазным и нулевым проводами сети (рис. 8.21, а). Вторичная обмотка замыкается на вольтметр. Обмотка вольтметра имеет большое сопротивление, поэтому ток в ней мал и мощность трансформатора незначительна. Режим его работы приближается к режиму холостого хода. Это обеспечивает практически постоянное соотношение между первичным и вторичным напряжениями на зажимах трансформатора, равное его коэффициенту трансформации.
Следовательно, величина первичного напряжения определяется как произведение вторичного напряжения на коэффициент трансформации, т. е. U1=kU2- Обычно шкалы вольтметров, предназначенных для включения через трансформаторы напряжения, градуируются непосредственно на напряжение первичной цепи, т. е. с учетом коэффициента трансформации.
Вторичное напряжение трансформаторов, предназначенных для измерений в высоковольтных сетях, обычно рассчитано на 100 в. Для безопасности обслуживания трансформатора один конец его вторичной обмотки и кожух заземляются.
Трансформаторы тока позволяют расширить пределы измерения амперметров. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линейный провод цепи (рис. 8.21, б). Вторичная обмотка замыкается на амперметр. Так как сопротивление обмотки амперметра мало, трансформатор практически работает в режиме короткого замыкания. По первичной обмотке трансформатора протекает весь ток нагрузки. Число витков первичной