ТРАНСФОРМАТОРИ. ТИПИ ТРАНСФОРМАТОРІВ, ОПИС І КЛАСИФІКАЦІЯ

Електричним трансформатором називають пристрій, який застосовується в мережі змінного струму для зміни величини напруги. Принцип його роботи грунтується на явищі електромагнітної індукції. Коли первинну обмотку підключають до джерела, який виробляє змінний струм, в обмотці відбувається генерація магнітного поля, яке вражає поява ЕРС у вторинній обмотці. При цьому ЕРС прямо залежить від числа витків в первинній та вторинній обмотках. Коефіцієнт трансформації можна знайти, якщо взяти відношення ЕРС в первинній обмотці до вторинної обмотці. Основні елементи, які входять в конструкцію трансформатора є обмотки як первинна, так і вторинна, а також ферромагнетик замкнутого типу. Обмотки розташовуються на муздрамтеатрі і індуктивно зв’язуються між собою. Завдяки магнітопровода акумулюється велика частина магнітного поля всередині самого трансформатора, що дозволяє збільшити коефіцієнт корисної дії. Магнитопровод в більшості випадків складається з пластин металу, які обов’язково покриваються ізоляцією. Це необхідно для того, щоб запобігти виникненню так званих «паразитних» струмів всередині пристрою. Часто відбувається так, що вторинна обмотка служить частиною первинної або ж навпаки. Такого роду трансформатор називається автотрансформатор. При використанні такого типу трансформатора кінці первинної обмотки підключають до мережі, де є змінна напруга, а вторинну обмотку до джерела споживання електроенергії.

Трансформатори і їх класифікація.

Класифікувати трансформатори можна за кількома параметрами.
Для початку трансформатори класифікуються за призначенням. Керуючись цим, вони бувають вимірювальними захисними, лабораторними, проміжними. За способом установки бувають зовнішніми, внутрішніми, шинними, опорними, стаціонарними, переносними. Якщо розглядати число ступенів, то трансформатори бувають каскадні і одноступенчатние. Їх також поділяють по номінальній напрузі на високовольтні і низьковольтні трансформатори. Також дані пристрої ділять на компаундні, з сухою ізоляцією і паперово-масляні.

Силовий тип трансформатора – найбільш поширений на сьогоднішній день. Застосовуються дані пристрої для того, щоб змінювати енергію змінного струму в електромережі енергосистеми, електрообладнанні і системах освітлення.
Класифікувати даний тип можна по номінальній напрузі і кількісних ву фаз. Найбільше застосування знайшли однофазні та трифазні серії ОСМ і ТП.
Найбільш популярними в енергетиці на сьогоднішній момент вважаються високовольтні трансформатори ТМГ з охолодження за допомогою масла в герметичному баці. Дана серія видає коефіцієнт корисної дії до 99%, а також показують високий ступінь захисту від перегріву, високі характеристики в експлуатації, і мінімальні витрати на обслуговування під час роботи.

Крім силового типу трансформаторів є безліч і інших, які відрізняються за своїм призначенням. Існують вимірювальні трансформатори для вимірювання великої напруги і струму, пік-трансформатори, які використовують для перетворення напруги з форми синусоїди в імпульсну форму. Для перетворення імпульсів напруги і струмів використовують імпульсні трансформатори. Є також такі пристрої, які дозволяють виділити змінну складову струму, розділити або узгодити електричний ланцюг на гальванічні частини.

Вимірювальними є трансформатори, що призначаються для того, щоб змінити рівень напруги з високим показником точності трансформації. Їх класифікують за зміни рівня струму і напруги, а також за призначенням. Діляться на низьковольтні струмові трансформатори типу ТТІ-066, ТШ-066, Т-066, а також високовольтні трансформатори напруги типів ЗНОЛ і НАМИТ.

Вторинна обмотка в кожному з цих пристроїв з’єднана з пристроєм для вимірювання таким як, амперметр, лічильник електроенергії, вольтметр, фазометр, реле струму). Дане обладнання застосовується також для ізоляції вимірювального устаткування від великого впливу напружень і струмів в ланцюзі вимірювання, плюс до всього дає можливість проведення стандартизації обладнання.

Автотрансформатор являє собою пристрій, в якому обмотки з’єднуються між собою гальванічним способом. Малий коефіцієнт трансформації цих пристроїв дозволяє зменшити їх габарити і відповідно вартість. Головним недоліком є ​​те, що гальванічна ізоляція ланцюга неможлива. Даний трансформатор знайшов застосування в пускових пристроях електричних машин, для зміни напруги. Також застосовується при плавному регулюванні напруги в системі релейного захисту. Якщо ж змінити в автотрансформаторі кількість робочих витків у вторинній обмотці, можна зберегти вторинна напруга на стабільному рівні, навіть якщо зміниться первинна напруга. Даний механізм застосовують в стабілізаторах напруги.

Трансформатор імпульсного типу являє собою пристрій, в якому є феромагнітний сердечник, щоб змінювати імпульси напруги і струму. Їх великою мірою застосовують в системах радіолокації, імпульсної радіозв’язку, електронно-обчислювальних пристроях. Головною умовою, яка повинна виконуватися в таких трансформаторах є збереження форми імпульсу при будь-якому його зміні. Досягається це при максимальному зменшенні міжвиткової ємності, взаємне розташування, а також зменшення кількості обмоток як первинних, так і вторинних.

Пік-трансформатор є генераторами імпульсу в високовольтному дослідній ділянці будь-якої установки, а також в системі автоматики. Дозволяє змінити напругу форми синусоїдального типу в імпульсний тип зі змінною полярністю в полперіода.

Скільки коштує купити трансформатор?

Трансформатори силових стовпів коштують від 3000 до 7000 доларів кожен, залежно від того, скільки електроенергії вони призначені для роботи. Гроші надходять від споживачів комунальних послуг. PG&E має майже 990 000 розподільних трансформаторів над або під землею по всій своїй системі.

Скільки служить полюсний трансформатор?

Трансформатори розраховані на очікуваний термін служби 30 років, хоча деякі в Японії прослужили понад 50 років.

Скільки прослужить житловий трансформатор?

Середній термін служби сухих трансформаторів загального призначення становить понад 25 років. Якщо трансформатор сухого типу з повітряним охолодженням експлуатується в безпиловому, добре вентильованому середовищі, уникаючи прямого попадання, пилу, вологості та вологості з номінальними параметрами, він може прослужити більше 35 років навіть 50+ років.

Чи можу я купити власний трансформатор?

Зазвичай комунальна компанія володіє трансформатором, оскільки він потрібен на останньому етапі поїздки для розподілу електроенергії на ваш бізнес. Крім того, у вас є можливість самостійно володіти цим трансформатором, перемістити свою робочу напругу на первинну, високовольтну сторону та заощадити гроші для свого бізнесу.

Чи можна спроектувати трансформатор з однією обмоткою?

Цілком можливо зібрати такий трансформатор, як наведений вище (одна первинна обмотка, дві вторинні обмотки), в якому одна вторинна обмотка є понижувальною, а інша — підвищуваною.

Чому трансформатор розрахований у КВА, а не в кВт?

Подібні індуктивні навантаження завжди підключаються до асинхронних машин. Але тут у випадку з трансформатором навантаження абсолютно непередбачувана, і конструктор спроектував трансформатор, враховуючи одиничний коефіцієнт потужності. Таким чином, номінал трансформатора в КВА, а не в кВт.

Як ви розраховуєте оберти на вольт?

1. Первинні витки (n1) = обороти на вольт (Tpv) * Первинна напруга (V1)
2. Вторинні витки (n2) = обороти на вольт (Tpv) * вторинна напруга (V2) * 1,03 (Припустимо, що в обмотках трансформатора падіння на 3%)
3. Ширина язичка ламінацій приблизно визначається як:

Як розрахувати кількість витків у котушці?

Такі сердечники типові для електромагнітів. У наведеному вище виразі для магнітного поля B n = N/L — це кількість витків на одиницю довжини, яку іноді називають «щільністю витків». Магнітне поле B пропорційне струму I в котушці.

Чи дорівнює нулю магнітне поле всередині соленоїда?

Магнітне поле по суті паралельне осі соленоїда, тому B • ds дорівнює нулю для двох вертикальних сторін петлі, оскільки поле перпендикулярно цим сторонам. Якщо соленоїд має однакову кількість витків на одиницю довжини n = N/L, струм дорівнює nwI.

Чому магнітне поле за межами соленоїда дорівнює 0?

Лінії магнітного поля існують поза соленоїдом, але кількість силових ліній на одиницю площі за межами соленоїда набагато менша в порівнянні з кількістю ліній на одиницю площі всередині соленоїда. Отже, зовнішнє магнітне поле настільки слабке, що вважається практично нульовим.

Чому крутний стрижень має сильніше магнітне поле, ніж моментна котушка?

Крім того, напруженість його магнітного поля збільшується зі струмом через стрижень, який має силові лінії, спрямовані в одному напрямку, замкнуті разом і майже паралельні з рівномірно розташованими. Ця установка вказує на те, що поле крутного стрижня створювало потужніше магнітне поле, ніж крутну котушку.