Дифференциальная защита трехобмот. (двухобмот.) трансформатора — РС830-ДТ3 (РС830-ДТ2)
Устройство предназначено для реализации полного комплекса защиты и автоматики трёхобмоточного трансформаторы, а также может поставляться в модификации, предназначенной для защиты двухобмоточного трансформатора.
ФУНКЦИИ
- 2 ступени дифзащиты — дифференциальная отсечка (ДО) и чувствительная дифференциальная защита с торможением (ДТ);
- 1 ступень защиты (сигнализации) недопустимого небаланса токов в плечах дифзащиты;
- 6 ступеней максимально-токовая защита (МТЗ) с независимой выдержкой времени и возможностью назначения каждой ступени независимо на работу по токам стороны ВН, СН и НН силового трансформатора;
- 2 ступени защиты от замыканий на землю (ЗНЗ) по расчётному току нулевой последовательности 3I0 стороны ВН;
- 2 ступени однофазной МТЗ по токам отдельных аналоговых входов ln1, ln2.
Для любой ступени МТЗ, ДО и ДТ возможен режим с блокировкой от броска намагничивающего тока (БНТ). Для любой ступени ДО и ДТ возможен режим с блокировкой от перевозбуждения.
Устройство может применяться для защиты трех обмоточных трансформаторов, с группами соединений 0/0, 0/11 или 11/11, которая задается уставкой. При этом компенсация сдвига фаз между токами обмоток ВН, СН и НН во всех режимах осуществляется автоматически внутренним алгоритмом работы устройства.
ПРЕИМУЩЕСТВА
- широкие возможности программирования свойств внутренних функций и связей между ними;
- расширенный диапазон питающих напряжений;
- расширенный диапазон рабочих температур;
- невысокое энергопотребление;
- высокая степень защиты устройств по лицевой панели (IP54);
- модульная конструкция с легко заменяемыми унифицированными модулями для устройств разного назначения.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
Тормозная характеристика второй ступени (ДТ) имееттрадиционный вид и состоит из трех участков: начального независимого, участка торможения и участкаограничения торможения. Тормозная характеристикапервой ступени (ДО), при условии Iд отс ≥ I огр, имеетвид прямой линии со значением I ср = Iд отс. В случае
Iд отс
огр>
Подробнее http://rzasystems.ru/product/rs830-dt3/
Источник: https://energybase.ru/equipment/differentsialnaya-zaschita-trehobmotochnogo-transformatora-rs830-dt3
Трансформаторы силовые. Общие технические условия
ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ
Общие технические условия
Москва Стандартинформ
2007
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Филиалом ОАО «НТЦ электроэнергетика» — ВНИИЭ, Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина» (ФГУП ВЭИ)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 37 «Электрооборудование для передачи, преобразования и распределения электроэнергии»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 апреля 2007 г. № 60-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений следующих международных стандартов:
МЭК 60076-1 (в части основных понятий и определений);
МЭК 60076-2, МЭК 60076-3 и МЭК 60076-5 (в части технических требований по нагреву, электрической прочности и стойкости при коротких замыканиях)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а тексты изменений и поправок — вежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты».
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты».
Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
СОДЕРЖАНИЕ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Дата введения — 2008-01-01
1. Область применения
Настоящий стандарт распространяется на силовые трансформаторы общего назначения, в том числе на автотрансформаторы, трансформаторы собственных нужд электростанций и трансформаторы для комплектных трансформаторных подстанций (КТП), трехфазные мощностью не менее 5 кВ · А и однофазные мощностью не менее 1 кВ · А классов напряжения до 1150 кВ включительно, предназначенные для нужд экономики страны.
Стандарт распространяется на оборудование, разработанное после 1 января 2008 г.
Стандарт не распространяется на трансформаторы малой мощности и специальные трансформаторы (преобразовательные, электропечные, тяговые, пусковые, сварочные и др.), а также трансформаторы с числом обмоток более трех. Требования настоящего стандарта могут полностью или частично применяться для этих трансформаторов, если на них нет отдельных нормативных документов (далее — НД).
Для тех из указанных силовых трансформаторов, на которые имеются отдельные НД, настоящий стандарт распространяется только в той мере, которая специально оговорена в НД на эти трансформаторы.
Примечание — Число обмоток трехобмоточного трансформатора определяют по числу его основных обмоток, т.е. без учета обмоток регулировочных и компенсационных.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 51685-2000 Рельсы железнодорожные. Общие технические условия
ГОСТ Р ИСО 9001-2001 Системы менеджмента качества. Требования
ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы
Источник: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/norma/241891/
1.3 Трансформаторы и автотрансформаторы
1) Систему постоянноготока одного класса напряжения в системупеременного тока такого же классанапряжения.
2) Систему переменноготока одного класса напряжения в системупеременного тока другого классанапряжения.
3) Систему переменноготока одного класса напряжения в системупостоянного тока такого же классанапряжения.
4) Систему постоянноготока одного класса напряжения в системупостоянного тока другого классанапряжения.
2. Чем отличается трехобмоточный трансформатор от автотрансформатора (ат)? (Выбрать правильный ответ)
1) У АТ нет магнитнойсвязи между обмотками высшего и среднегонапряжения.
2) У АТ имеетсяэлектрическая связь между сторонамивысшего и среднего напряжения.
3) У АТ и трехобмоточноготрансформатора разное число обмоток.
4) У АТ обмоткисреднего и низшего напряжения имеютэлектрическую связь.
3. Как расшифровать трдцнк? (Выбрать правильный ответ)
1) Трехфазный, срасщепленной обмоткой низшего напряжения,с масляным охлаждением с дутьем ипринудительной циркуляцией масла,двухобмоточный, наличие ПБВ, с кабельнымвводом.
2) Трехфазный,трехобмоточный, с масляным охлаждениемс дутьем, с РПН, с литой изоляцией.
3) Трехобмоточный, с масляным охлаждением с дутьем, с РПН,с кабельным вводом.
4) Трехфазный,двухобмоточный с расщепленной обмоткойнизшего напряжения, масляным охлаждениемс дутьем и принудительной циркуляциеймасла, с РПН и кабельным вводом.
3. Как расшифровать атдцтн 125000 — 220/110? (Выбрать правильный ответ.)
1) Автотрансформатортрехфазный, с масляным охлаждением сдутьем и принудительной циркуляциеймасла, трехобмоточный, наличие РПН,номинальная мощность 125000 кВА, классынапряжений сети 220 и 110 кВ.
2) Трансформатортрехфазный, с масляным охлаждением сдутьем и принудительной циркуляциеймасла, трехобмоточный, наличие РПН,номинальная мощность 125000 кВА, классынапряжений сети 220 и 110 кВ.
3) Автотрансформатортрехфазный, с масляным охлаждением сдутьем и принудительной циркуляциеймасла, трехобмоточный, наличие ПБВ,номинальная мощность 220000 кВА, классынапряжений сети 125 и 110 кВ.
5. Какие элементы содержит схема замещения трансформатора? (Выбрать ответ)
1) Активное ииндуктивное сопротивления, активную иемкостную проводимости.
2) Активное иемкостное сопротивления, активную иемкостную проводимости.
3) Активное иемкостное сопротивления, активную ииндуктивную проводимости.
4) Активное ииндуктивное сопротивления, активную ииндуктивную проводимости.
6. Какие опытынадо провести для определения параметровсхемы замещения двухобмоточноготрансформатора R, X, G, B? (Выбратьправильный ответ).
1) Для определенияR и X проводят опыт холостого хода, дляопределения G и B – опыт короткогозамыкания.
2) Для определениявсех параметров проводят опыт нагрузочногорежима.
3) Для определенияR и X проводят опыт короткого замыкания,для определения G и B – опыт нагрузочногорежима.
4) Для определенияR и X проводят опыт короткого замыкания,для определения G и B – опыт холостогохода.
7. Для чегоприменяется расщепление обмотки низшегонапряжения силового трансформатора?(Выбратьправильный ответ).
1) Для снижениятоков короткого замыкания.
2) Для уменьшениягабаритов трансформатора.
3) Для снижениянагрева обмотки в нагрузочном режиме.
4) Для снижениятоков непромышленной частоты.
8. Как меняютсясопротивления двухобмоточноготрансформатора с увеличением мощностипри неизменных номинальных напряжениях?(Выбратьправильный ответ).
1) Rт увеличивается,Хт увеличивается.
2) Rт уменьшается,Хт увеличивается.
3) Параметры Rти Хт с изменением мощности практическине изменяется.
4) Rт уменьшается,Хт уменьшается.
9. На какой сторонедвухобмоточного трансформатораустанавливается устройство РПН? (Выбратьправильный ответ).
1) Можетустанавливаться на стороне высшего инизшего напряжений по ситуации.
2) На стороненизшего напряжения.
3) На стороневысшего напряжения.
4) На стороневысшего напряжения, так как там нижетоки.
10. Какой типтрансформатора имеет следующее условноеобозначение в схемах электрическихсетей? (Выбратьправильный ответ).
1) Двухобмоточный. 2) Трехобмоточный. 3) Автотрансформатор.
4) Двухобмоточныйс расщепленной вторичной обмоткой.
11. Каково условноеобозначение в схемах электрическихсетей двухобмоточного трансформаторс расщепленной вторичной обмоткой?(Выбрать правильныйответ).
12. Как определитьактивное сопротивление двухобмоточноготрансформатора? (Выбратьправильный ответ)
1) . 2) . 3) . 4) .
13. .Как определить реактивное сопротивление двухобмоточного трансформатора?(Выбратьправильный ответ)
1) . 2) . 3) . 4) .
14. Как определитькоэффициент выгодности автотрансформатора?(Выбратьправильный ответ)
1) . 2) . 3) . 4) .
15.Какопределить реактивную проводимостьтрансформатора? (Выбратьправильный ответ)
1) . 2) . 3) . 4) .
16.Какопределить активную проводимостьтрансформатора? (Выбратьправильный ответ)
1) . 2) . 3) . 4) .
17. Между какимивыводами заключена последовательнаяобмотка автотрансформатора? (Выбратьправильный ответ)
1) С и О. 2) В и О. 3) В и С.
4) У автотрансформаторанет такой обмотки.
18.Между какимивыводами заключена общая обмоткаавтотрансформатора? (Выбратьправильный ответ)
1) С и О. 2) В и О. 3) В и С.
4) У автотрансформаторанет такой обмотки.
19. Каковоназначение радиаторов бака трансформатора?(Выбратьправильный ответ)
1) Для фильтрациимасла. 2) Для циркуляции масла.
3) Для охлаждениямасла. 4) Для контроля влаги масла
7
Источник: https://studfile.net/preview/1865264/page:3/
Автотрансформатор – устройство и принцип действия
Автотрансформатор является одним из вариантов трансформатора, имеющего первичную и вторичную обмотки, подсоединенные напрямую.
Благодаря такой особенности устройство обладает не только магнитной, но и электрической связью.
Устройство и принцип действия автотрансформаторов рассмотрим в статье.
Что такое автотрансформатор?
С общей точки зрения трансформаторы — приборы, предназначенные для преобразования показателей тока входного типа с одного напряжения на выходные токи другого напряжения. Если необходимо произвести замену уровня напряжения в незначительных пределах, то самым оптимальным вариантом станет применение однообмоточного прибора, также известного под названием автотрансформатор.
При коэффициенте трансформации на уровне единицы осуществляется полное поступление энергии непосредственно к заключительному потребителю.
Регулирование обеспечивается секционированной обмоткой внутри автотрансформатора, а сам прибор характеризуется удобством и ремонтопригодностью.
Автотрансформаторы обладают достаточно простой и интуитивно понятной конструкцией, что совершенно не умаляет достоинств такого прибора, но несколько ограничивает сферу применения.
Отличие автотрансформатора от трансформатора
Классические трансформаторы обладают не связанными друг с другом первичными и вторичными обмотками, поэтому процесс передачи энергии в таких устройствах обусловлен наличием магнитного поля.
На объединенной обмотке автотрансформатора располагается три вывода или более, при подключении к которым есть возможность получить различные показатели уровня напряжения.
В условиях малых коэффициентов трансформации, в пределах одной-двух единиц, любые автотрансформаторы показывают более высокую эффективность по сравнению с трансформаторными устройствами. Кроме всего прочего, такие приборы более легкие по весу и доступнее по стоимости, чем традиционные трансформаторы многообмоточного типа.
Устройство автотрансформатора
Однако, сравнивая основные характеристики автотрансформатора и классического трансформатора, можно смело утверждать, что второй вариант является максимально универсальным, а также отличается более широким диапазоном работы в процессе эксплуатации.
Автотрансформаторы характеризуются фактическим наличием одной обмотки с отходящими выводами, что обеспечивает высокоэффективную электромагнитную и электрическую связь.
Преимущества и недостатки
Основные преимущества автотрансформаторов закономерно снижаются в условиях повышения трансформирующего коэффициента, и именно по этой причине агрегаты такого типа недопустимо использовать при питании распределительной электрической сети 220 В от напряжения шесть тысяч Вольт.
Таким образом, достоинства автотрансформатора максимально проявляются при наименьшем коэффициенте трансформации, и в этом случае бывают представлены:
- незначительным расходом стали для изготовления сердечника;
- пониженным расходом меди для производства обмоток;
- простотой и незначительными габаритами конструкции;
- почти максимальным коэффициентом полезного действия, достигающим показателей 99 %;
- меньшими потерями на обмотках и стальных магнитных проводах;
- частичной передачей энергии с использованием электрических связей;
- достаточной полезной мощностью;
- наименьшими изменениями напряжения в условиях смены нагрузки;
- доступной для рядового потребителя стоимостью.
При наличии высшего и низшего напряжения в условиях одного порядка отсутствуют препятствия для электрического соединения цепей.
Основные недостатки автотрансформатора заключаются в малом сопротивлении короткого замыкания, объясняющим высокую токовую кратность и возможность передачи высшего напряжения в сеть с низкими показателями, что обусловлено наличием электрической связи. Низковольтная схема внутри устройства напрямую зависит от наличия в сети достаточно высокого уровня напряжения, поэтому для предотвращения сбоев разрабатываются специальные схемы.
Лабораторный автотрансформатор
Кроме всего прочего, небольшое рассеивание, возникающее между обмотками, может спровоцировать короткое замыкание. Важно помнить, что соединение между обмотками в обязательном порядке должно быть максимально равномерным, а нейтраль обладает исключительно двумя блоками.
Следует отметить, что из-за конструктивных особенностей автотрансформатора достаточно проблематично сохранять целостность электромагнитного баланса, а балансировка потребует увеличения габаритов, что негативно сказывается на весе и стоимости прибора.
Устройство автотрансформатора
Для электромагнитного устройства статического типа характерно наличие одной обмотки, часть которой одновременно отвечает как за первичную, так и за вторичную сеть. Таким образом, в автотрансформаторе существует не только магнитная, но и электрическая связь, которая возникает между обмотками первичного и вторичного вида. В настоящее время прибор выпускается в виде одно- и трехфазного, а также двух- или трехобмоточного устройства.
Двухобмоточный трансформатор и автотрансформатор
Автотрансформаторы имеют определенный тип конструкции и некоторые особенности, представленные первой обмоткой, которая используется в качестве части второго контура агрегата или наоборот.
Принцип действия
Наиболее важные характеристики принципа действия стандартного автотрансформатора определены особенностью подключения обмоточной части.
В процессе подключения к катушке тока переменного типа внутри сердечника отмечается наличие магнитного потока.
Каждый виток на этом этапе эксплуатации прибора характеризуется индукцией электродвижущей силы с идентичной величиной.
Таким образом, принцип работы прибора объясняется стандартной схемой автотрансформатора, а в результате подсоединения нагрузки наблюдается перемещение вторичного электрического потока по обмотке. В это же время по проводнику осуществляется движение первичного тока. В результате величины двух потоков суммируются, поэтому на участок обмотки осуществляется подача незначительных по величине показателей электрического тока.
Как показывает практика эксплуатации автотрансформаторов, по некоторым основным параметрам принцип работы такого прибора имеет не слишком существенные отличия от традиционных трансформаторов двухобмоточного типа.
Советы и рекомендации
В настоящее время наряду с однофазными приборами находят достаточно широкое применение и устройства трехфазного типа, отличающиеся обмоткой. Существуют современные трёхфазные автотрансформаторы, имеющие два и три контура.
Основные защитные характеристики автотрансформатора представлены несколькими вариантами:
- дифференциальная разновидность, предупреждающая выход из строя при любых нарушениях в обмотке;
- принцип токовой отсечки, корректирующий неполадки, возникшие на ошинковках или вводах;
- высокоэффективная токовая защита, которая четко срабатывает в условиях повреждения агрегата;
- газовый вид, оповещающий даже о выделениях или понижении количества маслянистой жидкости.
Конструкцией предусмотрена защита при появлении замыкания или перегрузки, но прибор не подлежит эксплуатации, если замечено повреждение изолирующего слоя, отмечается сбой на соединительных участках, присутствуют сторонние звуки или слишком сильная вибрация, а также прибор имеет на корпусе выраженные трещины или многочисленные сколы.
на тему
Источник: https://proprovoda.ru/elektrooborudovanie/transformatory/avtotransformator.html
Трехобмоточный трансформатор: описание, схемы, мощность, обмотки
Обычный трансформатор преобразовывает первичное напряжение U1 во вторичное U2. Нередко одного выходного напряжения для питания электроприемников бывает недостаточно. Задача создания третьего среднего напряжения СН (U3), наряду с высоким напряжением ВН (U1) и трансформируемым низким (U2), решается установкой трехобмоточного трансформатора с дополнительной третьей обмоткой на магнитопроводе. Этот электрический аппарат заменяет собой два двухобмоточных трансформатора.
Общее описание и назначение
Если взять двухобмоточный трансформатор и на стержень намотать проводом витки дополнительной катушки индуктивности, наводимое в ней напряжение будет пропорционально числу витков. В зависимости от исполнения вторичные катушки могут быть одинаковой или разной мощности.
Cхема 3-х обмоточного трансформатора
Существуют 2 вида трансформаторов подобного типа:
- с 1-й первичной и 2-мя вторичными обмотками – самый распространенный вид;
- с 2-мя первичными и 1-ой вторичной обмоткой – этот вид задействован в трансформаторных группах электростанций.
Условное обозначение 3-х обмоточного трансформатора
Номинальной мощностью 3-х обмоточного аппарата считается параметр самой мощной его катушки, которой в данном типе электрических устройств является обмотка ВН. Размещение силового 3-х обмоточного устройства с невысокой мощностью любой из обмоток в электрических цепях экономически не оправдано. Поэтому мощности вторичных катушек ВН, СН и НН аппарата в процентах от Pном обычно составляют:
- 100;100;100%;
- 100;100;66,7%;
- 100;66,7;100%;
- 100;66,7;66,7%.
Конструкция и принцип действия
Конструктивно первичную катушку 3-х обмоточного силового трансформатора обычно располагают в середине между двумя вторичными, чтобы ослабить влияние обмоток между собой. Если нулевой вывод заземляется, то она называется «глухозаземленной», в ином случае именуют «обмоткой с изолированной нейтралью».
Вторичную катушку с более низким напряжением (НН) размещают ближе к стержню устройства.
При подобном расположении напряжение КЗ между обмотками ВН и СН минимально. Это позволяет снизить потери мощности при передаче в сеть СН. Одновременно значение напряжения КЗ между ВН и НН относительно большое, что ограничивает силу тока короткого замыкания в сети НН низшего напряжения.
3-х обмоточные преобразователи переменного напряжения нашли широкое применение в силовой энергетике. В маркировке изделий они обозначаются третьей буквой «Т» в буквенно-цифровом коде. Очень часто требуется иметь третье более низкое, чем U2 значение для подачи менее мощным электроприемникам или, расположенным вблизи подстанций, потребителям электроэнергии.
Стандартными условиями эксплуатации изделий считается температура не выше 35ºС и влажность воздуха ≤65%, обеспечиваемые в отапливаемом помещении. Товарные позиции этого типа изготовляются как для нужд народного хозяйства, так и экспортируются в страны с умеренным/ тропическим климатом.
На понижающих подстанциях для раздельного питания электрических сетей в радиусе 10–15 км задействуют электротехнические изделия с выходными параметрами 6–10 кВ, а в радиусе до 50-60 км применяют 35 кВ трансформаторы. 3-х обмоточные преобразователи только с более низким значением параметров используется в измерительной технике и радиотехнике, автоматике и средствах релейной защиты.
Однофазный
Однофазные трехобмоточные трансформаторы для силовых линий обычно изготавливают мощностью 5000–40000 кВт с напряжением обмоток:
- ВН – с значениями 110–121 кВ;
- CН – от 34,5 до 38,5 кВ;
- НН – в диапазоне 3,15–15,7 кВ.
Типовой однофазный 3-х обмоточный преобразователь, например, классов напряжения 15, 20, 24 и 35 кВ предназначен для встраивания в пофазно-экранированные токопроводы сетей 50/60Гц. Конструкция изделия включает следующие составные части и комплектующие:
- бак с крышкой из немагнитной стали, задвижкой и пробкой, заполненный трансформаторным маслом;
- магнитопровод из электротехнической стали;
- активную часть, состоящую из обмоток, изоляции и крепежных элементов;
- плоского контакта на крышке бака первичного вводного напряжения;
- заземляющего ввода первичной обмотки и вводов вторичной обмотки на боковой стенке бака.
Электрические аппараты большой мощности (≤40000 кВа), рассчитанные на работу в интервале 110–121 кВ дополнительно могут оснащаться:
- выхлопной трубой для защиты бака от разрыва парами масла и газовым реле, отключающим подачу электропитания при внутривитковом замыкании в трансформаторе;
- расширителя с воздухоосушителем и термосифонным фильтром для поддержания требуемого уровня масла и предотвращения попадания влаги из атмосферы;
- системами естественной/принудительной циркуляции воздуха или масла.
Экономическая эффективность применения изделия состоит в том, что при 3-х обмоточном исполнении первичный ток равен не арифметической, а геометрической сумме приведенных вторичных токов. Трехобмоточные (многообмоточные) аппараты целесообразно применять вместо двухобмоточных в том случае, если нагрузки ЛЭП/обслуживаемых электрических сетей соизмеримы, то есть отличаются друг от друга не более чем в 5 раз.
Трехфазный
В трехфазных преобразователях переменного напряжения на каждую трансформируемую фазу приходится 3 обмотки. В таком трансформаторе с общим магнитопроводом обмоток рабочие процессы протекают для каждой фазы аналогично, только со сдвигом во времени. На первичные обмотки поступает переменное фазное напряжение, вторичные обмотки соединены с нагрузкой. Поэтому для описания работы электрического аппарата исследуется только одна рабочая фаза.
Трехфазные 3-х обмоточные преобразователи для силовых линий обычно изготавливают мощностью 5600–31500 кВт и напряжениями катушек аналогичным тем, которые используются в однофазных аппаратах. Трансформаторы получили наибольшее распространение на электрических подстанциях.
По сравнению с группой однофазных трансформаторов при той же мощности они позволяют экономить 12–15% электроэнергии и 20–25% активных материалов в стоимостном выражении.
Это конкурентное преимущество изделий подобного типа учитывается при изготовлении аппаратов массовых серий.
Схемы замещения
Схема замещения 3-х обмоточного трансформатора представлена ввиде трехлучевой звезды, состоящей из активных R и реактивных X сопротивлений обмоток. Все сопротивления в схеме приведены к напряжению высшей обмотки. На первичные зажимы подключена ветвь намагничивания (на схеме она соединена с корпусом), состоящая из B – активной и G – реактивной проводимости.
Проводимость В возникает ввиду потерь в стали части мощности на перемагничивание и вихревые токи, G отражает мощность намагничивания. За номинальную Pном катушек трансформатора принимается мощность его первичной обмотки.
Мощность обмоток трансформатора СН и НН и коэффициент трансформации выбирается под потребности конкретного объекта энергопотребления.
Электрический аппарат рассчитывается на соответствующую мощность (диаметр и количество витков, электрическую прочность изоляции, размер и материал магнитопровода). С учетом нагрева при работе выбирается соответствующая модель.
Проведение опытов короткого замыкания
Чтобы определить значения параметров этой схемы, необходимо провести 1 опыт холостого хода и 3 опыта с коротким замыканием. Если первый опыт необходим для определения B и G и не отличается от опыта двухобмоточного аналога, то опыты короткого замыкания проводятся с целью определения паспортных данных напряжения короткого замыкания U к и потерь активной мощности ∆Р к на соответствующих катушках трансформатора в режиме короткого замыкания:
- U к вн, ∆Р к вн – закорочивается обмотка НН и подается питание на обмотку ВН;
- U к сн, ∆Р к сн – коротится обмотка НН и питание подается со стороны обмотки СН;
- U к вс, ∆Р к вс – накоротко замыкаются клеммы катушки СН и запитывается обмотка ВН.
В результате решения системы уравнений выводится значение U к каждой из обмоток:
При определении ∆Р к следует учитывать значение активной мощности, содержащееся в справочнике для конкретной модели трансформатора. Обычно приводится параметр для самой мощной обмотки.
Очень часто в источниках дается одно значение ∆Рк, определенное из опыта КЗ, выполненного для наиболее мощных обмоток, обычно ∆Рк вс. Потери мощности в каждой катушке определяются с учетом соотношения номинальных мощностей обмоток S ном %, выраженных в процентах.
Потери активной мощности ∆Рк в обмотках СН и НН рассчитываются из пропорций:
При соотношениях всех мощностей обмоток 100 %:
∆Рк в = ∆Рк с = ∆Рк н = 0,5 ∆Рк вс,
Если соотношение 100 %, 100 %, 66,7 %, то:
- ∆Рк в = ∆Рк с = 0,5 ∆Рк вс;
- ∆Рк н = 1,5 ∆Рк в.
Применять вычисления придется только для электрических аппаратов, производимых ранее. Они могли иметь мощность обмоток НН и СН в полтора раза меньше, чем мощность катушки ВН.
В последние годы отечественные производители выпускают трехобмоточные трансформаторы с одинаковой мощностью обмоток 100%.
Источник: https://otransformatore.ru/silovoj/trehobmotochnyj-transformator/
Cиловые трансформаторы: ремонт
Ремонт трансформаторов обязательно требует проведения специального пакета процедур по выводу трансформатора в ремонт, а затем введению его обратно в строй.
Здесь мы рассмотрим вывод в ремонт трансформатора с тремя обмотками – среднего, высокого и низкого напряжения.
В распределяющих устройствах есть два вида коммутационных устройств.
Это выключатели и разъединители. Они отличаются тем, что выключатели работают и под нагрузкой (в них есть камеры для гашения дуговых разрядов), а разъединители работают только при небольшой нагрузке.
При выводе из работы трансформатора нужно сначала выключить выключатели со стороны нижнего, среднего и высокого напряжения, потом в той же последовательности трансформаторные разъединители, а затем и шинные разъединители.
При работе с этими устройствами необходимо в целях обеспечения электрической безопасности заземлить трансформатор со всех трёх контуров.
После того, как все работы выполнены, проведён ремонт, проводится обратная последовательность действий.
Важность соблюдения последовательности действий
Трансформатор является по своей природе активным сопротивлением индуктивного типа. ЭДС самоиндукции, возникающая в трансформаторе, стремится сохранить ток на прежнем уровне при отключении трансформатора, а также не увеличивать ток при включении трансформатора.
Если не соблюдать последовательность действий, переходный режим работы трансформатора приведёт к быстрому снижению напряжения на шинах среднего и нижнего напряжения, что в свою очередь может повредить потребительские устройства. Поэтому так важно сначала подключить трансформатор с помощью разъединителей, а затем уже выключателей.
Нейтраль должна быть либо полностью изолирована (в случае дугогасящей камеры на ней), либо глухо заземлена и защищена вентильным разрядником.
Если к параллельным линиям подключена только одна подстанция, то на ответвлении переводят ток нагрузки с одного трансформатора на другой, а затем выключателями снимают напряжение и с линии, и с подключённого трансформатора. После этого уже отключают разъединители и включают линию с запасным трансформатором в работу.
После ремонта опять на время выключают линию, трансформатор разъединителями включают обратно, а потом выключателями подают напряжение.
Что требуется для вывода в ремонт трансформатора?
Предположим, что на подстанции, одной из нескольких на линии, есть:
- Два трансформатора
- Короткозамыкатели на обоих трансформаторах, совмещённые с отделителями.
- Устройства автоматического повторного включения.
- Устройства автоматического ввода резерва.
- Дугогасящие камеры.
- Выключатели.
Для того, чтобы выключить трансформатор в целях ремонта, следует убедиться, что отделители включены, АВР и АПВ находятся в рабочем состоянии.
Как выводится трансформатор в ремонт?
- Ток нагрузки переводится полностью на второй трансформатор.
- Первый трансформатор отключают от сети, а также удаляют предохранители со стороны обмотки низкого напряжения, чтобы избежать обратной работы трансформатора в качестве повышающего.
- Камеру дугогашения второго трансформатора настраивают на совместный ток обоих линий.
- Отключают от сети первую камеру дугогашения.
- Регуляторы напряжения переключают в режим ручного управления и синхронизируют их положение на обоих трансформаторах.
- Отключают резервный ввод отделителей высокого напряжения, а затем, в зависимости от параметров оборудования, повторный включатель на первом трансформаторе и резервный ввод на секционном выключателе.
- Включают секционный выключатель, проверяют нагрузку. После этого выключают главный выходной выключатель первого трансформатора.
- После этого переводят регулировку коэффициента трансформации в автоматический режим на втором трансформаторе.
- Ту же регулировку на первом трансформаторе выключают полностью, но только после установки в номинал регулировки напряжения под нагрузкой.
- Ещё раз проверяют состояние выходного выключателя на первом трансформаторе и выкатывают его на ремонт.
- Дают команду на отключение отделителя на первом трансформаторе в целях отключения намагничивающего тока.
- Отключают разъединители.
После этого надлежит подготовить помещение к ремонту, при наличии положений ремонта для крупных электротехнических устройств выкатить их на ремонт, провести сухую уборку помещения.
Затем проводится ремонт трансформатора. Он может заключаться в замене масла, перемотке обмоток в случае пробоя, герметизации сосудов для масла, замене защит.
После этого следует проверить трансформатор, в частности, параметры холостого хода и короткого замыкания, на предмет расхождений с номиналом, указанным на заводской табличке. В случае сильных расхождений нужно выполнить повторный осмотр и при необходимости, новый ремонт трансформатора.
Как ввести в строй отремонтированный трансформатор?
- Место работ осматривают специалисты. Снимаются защитные заземления.
- Проверяется состояние переключателя в режим короткого замыкания. Он должен находиться в выключенном состоянии.
- Включается разъединитель в нейтрали.
- Проверяется, отключены ли отделители, затем включают разъединители.
- Выключатель перекатывают в положение проверки.
- В распределительном устройстве подсоединяют необходимые разъёмы.
- Регулятор напряжения под нагрузкой должен стоять в номинальном режиме.
- Отделителями и разъединителями подают напряжение.
- Проверяется, включились ли все фазы разъединителя и отделителя. Проверяется звук, исходящий от трансформатора. Отключают заземление от нейтрали обмотки высокого напряжения.
- Выключатель перекатывается в рабочее положение
- Второй трансформатор ставят на ручное управление коэффициентом трансформации. Также ставится в ручное управление первый трансформатор, синхронизируются положения РПН.
- Включается главный выключатель первого трансформатора.
- Проверяется распределение нагрузки.
- При равномерном распределении отключают секционный выключатель среднего напряжения.
- Включают защиты.
- Включают автоматическую регулировку коэффициента трансформации.
- Устанавливают новые предохранители на стороне низкого напряжения.
- Включают камеру гашения дугового разряда на первом трансформаторе, устанавливают нормальный режим гашения дуг на обоих трансформаторах.
Источник: https://agregat-impuls.ru/info/17-cilovye-transformatory-remont-rabota-remont.html
Как выбрать автотрансформатор | «Энергия»
Автотрансформатор – необходимая вещь в быту и на предприятиях, где есть необходимость поддерживать стабильное напряжение для работы электроприборов, но изменить его нужно в узких пределах. С такими условиями лучше всего справляется именно автотрансформатор.
Однообмоточный прибор, которым является автотрансформатор, отлично справляется там, где коэффициент трансформации невелик и близок к единице. Это объясняется тем, что величина токов будет практически одинаковой в первичной и вторичной обмотках. Поэтому эти две обмотки объединены в одну. Такова схема автотрансформатора.
Автотрансформатор – это тот же трансформатор, но имеющий специальное назначение. Он отличается от последнего тем, что обмотка высшего и низшего напряжения является единым целым, поэтому в автотрансформаторе возникает и магнитная, и электрическая связь.
С помощью автотрансформатора можно повысить или понизить напряжение в сети. Их целесообразно использовать для незначительного понижения или повышения напряжения, когда в части обмотки, являющейся общей для обеих цепей автотрансформатора, устанавливается уменьшенный ток, что позволяет выполнить ее более тонким проводом и сэкономить цветной металл.
Одновременно с этим уменьшается расход стали на изготовление магнитопровода, сечение которого получается меньше, чем у трансформатора. Дело в том, что в трансформаторе энергия передается только за счет магнитного поля, образующегося в магнитопроводе. Автотрансформатор передает энергию не только магнитным полем, но и через электрическую связь, которая возникает между объединенными обмотками.
Автотрансформатор может работать лучше, и он выгоднее к покупке, чем трансформатор, если коэффициент трансформации не превышает 1,5 или 2 единиц. Если коэффициент достигает 3 единиц, то автотрансформатор будет работать неэффективно.
Относительно деталей и конструкции автотрансформатор практически ничем не отличается от обычного трансформатора.
Однофазные автотрансформаторы (ЛАТРы)
Автотрансформаторы нашли свое применение и как лабораторные регуляторы, рассчитанные на небольшую мощность. Регулировка в ЛАТРах осуществляется за счет контакта, «скользящего» по виткам обмотки.
ЛАТРы – однофазные автотрансформаторы, которые состоят из кольцевого магнитопровода со слоем медного провода. В системе имеются постоянные отводы, позволяющие держать коэффициент трансформации на одном уровне, а устройствам работать и на понижение, и на повышение.
Регулировка производится плавно от нуля и до 250 В. Номинальная мощность лабораторных автотрансформаторов составляет от 0,5 до 7,5 кВА. В нашем интернет-магазине вы можете выбрать прибор необходимой вам мощности по цене от производителя и с быстрой доставкой.
Какие бывают автотрансформаторы
На сегодняшний день широко используются следующие типы автотрансформаторов:
- первый тип — ВУ-25-Б, предназначен для уравнивания вторичных токов в схемах дифференциальных защит трансформаторов;
- второй тип – АТД, имеет мощность на уровне 25 ват, долго-насыщающийся, так как имеет устаревшую конструкцию и практически не используется;
- третий тип – ЛАТР-1, предназначен для использования при напряжении на уровне 127В;
- четвертый тип – ЛАТР-2, предназначен для использования при напряжении на уровне 220В;
- пятый тип – ДАТР-1, предназначен для использования при небольшой нагрузке;
- шестой тип – РНО, предназначен для использования при высоких нагрузках;
- седьмой тип – РНТ, предназначен для использования при значительных нагрузках;
- восьмой тип – АТЦН, предназначен для использования в телеизмерительных устройствах.
По уровню мощности автотрансформаторы делятся на устройства:
- невысокой мощности, до 1кВ;
- средней мощности, более 1кВ;
- силовые.
Автотрансформаторы работают в таких режимах, как:
- трансформаторный;
- автотрансформаторный;
- комбинированный.
При нормальном режиме работы автотрансформатор может работать долгое время без перегревов и неисправностей. Для этого нужно соблюдать все требования по условиям эксплуатации и следить за тем, чтобы верхние слои масла не нагревались до температуры свыше 75°С.
Трехфазные автотрансформаторы
Трехфазные автотрансформаторы бывают двух и трехобмоточными. Фазы в них, как правило, объединены в виде звезды, где имеется нейтральная точка. Манипулируя зажимами, электроэнергию либо повышают, либо понижают.
Чаще всего трехфазные автотрансформаторы применяют для понижения напряжения в момент запуска мощного мотора, для регулирования напряжения при работе электропечей. Трехфазные трехобмоточные автотрансформаторы используют в работе высоковольтных сетей.
Автотрансформаторы позволяют:
- улучшить КПД работающего оборудования;
- уменьшить стоимость передачи электроэнергии.
Минусы автотрансформаторов
Как и у любых других устройств, у автотрансформаторов есть свои недостатки. Например, у обеих обмоток прибора должна быть изоляция при большом напряжении, поскольку существует электрическая связь между ними.
К недостатку относится и возникновение гальванической связи между обмотками, так как устройства становятся непригодны к использованию в сетях 600-1000 В как силовые трансформаторы, если напряжение понижается до 0,38 кВ. Это небезопасно для людей, работающих на оборудовании, куда подводится напряжение в 380 В.
В случае аварии цепь в автотрансформаторе может замкнуть, что приведет к пробою изоляции присоединенного к устройству оборудования.
В нашем интернет-магазине представлен большой выбор ЛАТРов для различных целей и условий эксплуатации. Вы можете заказать любой необходимый вам прибор, сделав заявку на сайте. Если у вас остались вопросы, позвоните нам.
Источник: https://www.stabilizator.spb.ru/pozvolte-pomoch/stati/drugie-tovary/kak-vybrat-avtotransformator.html
В чем разница между трансформатором и автотрансформатором?
Трансформаторы являются довольно разнообразной группой оборудования, имеющей существенные внутренние различия по назначению и конструктивным особенностям. Кроме того, работа различного оборудования требует различного напряжения. Существуют средние значения.
Которые учитываются при составлении технического допуска на подключение. Например, домашние бытовые приборы рассчитаны на 220, а то и на 110 В. А вот оборудование промышленного типа использует 380 В. Для них предусмотрены свои варианты, более легкие и недорогие.
Но прежде чем решиться на использование, следует знать в чем разница между трансформатором и автотрансформатором.
Для чего снижают напряжение?
Передача электроэнергии на дальние расстояния требует высоких показателей напряжения, в противном случае потери при транспортировке энергии сделают процесс нерентабельным. Но, чтобы использовать электроэнергию в промышленных и, тем более, бытовых целях, требуется ее снижение. Делается это постепенно, благодаря системе трансформаторов, а также их более мобильных аналогов — автотрансформаторов.
Несмотря на то, что все приборы такого типа призваны преобразовать исходное напряжение до желаемого, трансформаторы можно разделить на два типа. Первые — повышающие — увеличивают напряжение, поддерживая его на достаточном уровне для продолжения транспортировки или для использования в промышленных целях. Вторые — понижающие — напротив, снижают напряжение, позволяя использовать энергию в бытовых целях.
Что представляют собой оба устройства?
Любой трансформатор — это прибор статического типа, который преобразует переменный ток, частоту, а также число фаз. Это устройство включает в себя две или больше обмоток, которые наматываются на один для всех сердечник из стали. Одна из обмоток обязательно должна быть подключена к источнику переменного тока.
Остальные могут быть соединены с конечными потребителями. В результате между ними наблюдается как электромагнитная, так и электрическая связи.
Дополнительно обмотка автотрансформатора оснащена тремя и более выводами, то есть имеется возможность подключаться к разным выводам и, соответственно, получать разные значения напряжения.
В основе принципа работы лежит небезызвестная электромагнитная индукция. Проще говоря, меняющийся при прохождении через обмотку магнитный поток образует в ней электродвижущую силу.
Такой тип трансформаторов прекрасно подходит для смены напряжения в сравнительно малом диапазоне.
В чем отличия трансформатора от автоварианта?
Разница между трансформатором и автотрансформатором — это число обмоток. Больше — у трансформаторов, автотрансформаторы имеют всего один экземпляр.
Очевидные плюсы автовариантов обнаруживаются при применении в сетях с уровнем напряжения от 150 кВ и более. Эти приборы дешевле, да и потери в обмотках у них на порядок меньше. Размером автотрансформаторы тоже уступают своим статичным аналогам.
Помимо этого, у автотрансформаторов гораздо выше коэффициент полезного действия. Такое возможно благодаря частичному преобразованию мощности. Стоимостные преимущества же обосновываются меньшим расходом материалов, а соответственно, меньшей массой и большей компактностью.
Что касается минусов автотрансформаторов, то к ним можно отнести отсутствие электроизоляции между обмотками электрической изоляции. Для промышленного применения это не играет никакой роли, там всегда наличествует заземляющий провод. А вот в быту их применение опасно.
Можно сказать, что трансформаторы более универсальны в использовании и имеют широкий диапазон применения, в отличие от автотрансформаторов.
Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного проведения обслуживания трансформаторных подстанций, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!
Источник: https://energiatrend.ru/news/otlichiya-avtotransformatora-i-transformatora
Автотрансформаторы
В трансформаторе первичная и вторичная обмотки с напряжением U1и U2имеют токи I1и I2, протекающие в противоположных направлениях. В автотрансформаторе соединения делают возможным использовать часть первичной обмотки в качестве вторичной и понизить напряжение во вторичной обмотке до U2 ( cм.рис. ). При этом сама первичная обмотка включает в себя вторичную и дополнительную часть с напряжением (U1 — U2).
Ток, протекающий в общей части обмотки автотрансформатора, является разностью двух токов (I2 — I1). Поэтому общая часть обмотки может быть изготовлена из провода меньшего сечения, рассчитанного на разность токов (I2 — I1) вместо полного тока I2. С другой стороны, первичная обмотка, имеющая более высокое напряжение, как бы уменьшена до последовательной части автотрансформатора, имеющей n1 — n2 витков вместо полного числа витков n1.
Следовательно, первичная обмотка уменьшается пропорционально величине (n1-n2)/n1, а вторичная пропорционально ( I1-I2)/I2. Это позволяет получить экономию активных материалов и размеров. Автотрансформаторы применяются в сетях от низкого напряжения, например, в распределительных сетях 110В и 220 В, и вплоть до очень высоких напряжений: 500 (525), 750 (787) и 1150 (1200) кВ (в скобках — наибольшее рабочее напряжение).
Существует несколько типов автотрансформаторов в зависимости от их применения: ♦ Для связи между двумя системами различного напряжения, возможно с регулированием напряжения; ♦ Для регулирования напряжения трансформатора в широких пределах, при этом вторичным является низкое напряжение, например в трансформаторах, питающих электрические печи, выпрямители для электролиза и (или) тяги;
♦ Для питания синхронных или асинхронных двигателей пониженным напряжением при их запуске.
Эквивалентные размеры
Для сравнения трансформаторов с различными характеристиками, таким, как мощность, регулирование напряжения обмотки, используется двухобмоточный эквивалент. Для обмотки или части обмотки мощность определяется произведением максимального тока и максимального напряжения в условиях эксплуатации. Для всего трансформатора двухобмоточный эквивалент будет иметь мощность, равную полусумме мощностей всех обмоток.
Трансформатор с двумя обмотками, без регулирования и при неизменном напряжении имеет эквивалентную мощность, равную мощности каждой из его обмогок. В случае введения регулирования в одной из обмоток и при полной требуемой мощности на каждом ответвлении, эквивалентная двухобмоточная мощность увеличивается на величину мощности дополнительной регулировочной обмотки.
Для сравнения автотрансформаторов и трансформаторов приняты такие понятия как «проходная» (Sap) и «типовая» (St) мощности автотрансформатора. Проходная мощность — мощность, передаваемая автотрансформатором во вторичную сеть, типовая мощность — мощность двухобмоточного трансформатора, имеющего размеры данного автотрансформатора. Выгоды, которые дает автотрансформатор за счет совмещения обмоток, видны из схемы на рис. 6.1.
Благодаря автотрансформаторному соединению обе обмотки уменьшаются в размерах в одинаковой пропорции либо за счет уменьшения числа витков при том же сечении провода, либо за счет уменьшения сечения провода при том же числе витков. Такой автотрансформатор передает ту же мощность Snp, что и исходный трансформатор, имеющий то же соотношение напряжений.
Однако, типовая мощность автотрансформатора — эквивалентная двухобмоточная мощность St, которая определяет физические размеры, будет соотноситься с проходной мощностью Snp как Отсюда видно, что по мере уменьшения к12 величина р также уменьшается, стремясь к нулю, когда к12 приближается к единице.
Это имеет место благодаря тому, что в трансформаторе вся энергия трансформируется из первичной обмотки во вторичную, тогда как в автотрансформаторе только часть всей энергии трансформируется, а другая часть передается непосредственно из системы одного напряжения в систему другого напряжения без трансформации. Чем ближе значения напряжения двух систем, тем большая выгода достигается с помощью автотрансформатора. Наиболее часто значения коэффициента выгодности находятся в пределах 0,3—0,7. В таблице 6.1 приведены значения коэффициентов выгодности при различных коэффициентах трансформации.
Регулирование напряжения в автотрансформаторах
В зависимости от предъявляемых требований к регулированию напряжения применяются различные схемы соединения обмоток. Регулирование напряжения без возбуждения может осуществляться так же, как в трансформаторе, при этом регулировочные витки или катушки могут располагаться либо в последовательной обмотке при необходимости регулирования высокого напряжения, либо в общей обмотке при регулировании среднего напряжения, причем в этом случае регулирование получается «связанным», т. к.
общая обмотка является обмоткой СН и в то же время является частью обмотки ВН. При необходимости в автотрансформаторах применяют регулирование напряжения под нагрузкой. Выбор вида и схемы регулирования зависит от условий в энергосистеме, из которых вытекают требования к автотрансформатору.
При выборе схемы регулирования учитываются расход материалов, возможная конструкция обмоток, в том числе регулировочной обмотки, требуемые характеристики переключающего устройства, перевозбуждение автотрансформатора и пр. В зависимости от условий регулирования напряжения применяются различные схемы регулирования напряжения под нагрузкой. Все применяемые схемы можно разделить на три группы: схемы регулирования на стороне ВН (рис. 6.2), на стороне СН (рис. 6.
3) и в общей нейтрали ВН—СН (рис. 6.4).
Регулирование целесообразно осуществлять в той обмотке, напряжение которой изменяется в больших пределах. Это следует учитывать при выборе схемы — с регулированием на стороне ВН или СН.
Регулирование на стороне ВН или СН
Помимо сказанного выше, эти два способа регулирования равноценны, На рис. 6.2 приведены некоторые схемы регулирования на стороне ВН. Схема 6.2, б имеет то преимущество перед схемой 6.2, а, что позволяет применить переключающее устройство класса напряжения СН, т. е. требует переключающее устройство более низкого класса напряжения. Поэтому схема 6.2, а может иметь практическое применение только в тех случаях, когда напряжения U1 и U2 близки друг к другу.
Реверсирование регулировочной обмотки на схеме 6.2 в позволяет вдвое увеличить диапазон регулирования по сравнению со схемой 6.2 б. Схема рис. 6.2 г содержит дополнительный вольтодобавочный трансформатор со своим магнитопроводом. Вольтодобавочный трансформатор может располагаться в баке основного автотрансформатора или вне его. Регулирование осуществляется в главном автотрансформаторе.
Преимуществом схемы 6.2, г является возможность выбора наиболее удобного для регулирования тока и напряжения во вспомогательной цепи, содержащей переключающее устройство. Однако, косвенное регулирование требует дополнительного вложения материалов и некоторого увеличения габаритных размеров автотрансформатора. Отметим, что схемы 6.2, б и 6.2, в, регулируя напряжение на стороне ВН требуют регулировочной аппаратуры на класс СН. На рис. 6.3.
приведены схемы регулирования напряжения на стороне СН. Схема 6.3, б позволяет с помощью реверсирования расширить диапазон регулирования. Схема 6.3, в позволяет использовать регулировочную аппаратуру низкого класса напряжения.
Преимуществом схемы 6.3, г перед предыдущей является постоянное значение индукции в магнитопроводе вольтодобавочно-го трансформатора. Эта схема может быть использована для продольно-поперечного регулирования на стороне СН (т. е.
, одновременного регулирования напряжения по величине и фазе).
Регулирование напряжения в нейтрали
Метод регулирования напряжения в нейтрали (рис. 6.4.) позволяет применить регулировочную обмотку и переключающее устройство на класс напряжения, значительно более низкий, чем напряжение U1и U2, что является большим преимуществом этого метода.
Недостатком метода являются значительные колебания магнитной индукции в процессе регулирования, особенно при коэффициенте трансформации меньше двух. Поэтому его применяют в случае сравнительно небольшого диапазона регулирования в автотрансформаторах очень высокого класса напряжения.
Применение косвенного регулирования в нейтрали позволяет существенно упростить обмотку главного автотрансформатора, особенно когда вольтодобавочный трансформатор размещается в отдельном баке.
Сравнение методов регулирования на основе типовой мощности
Источник: https://www.tor-trans.com.ua/avtotransfbase.html
Автотрансформатор: устройство, принцип действия, схема, типы
С развитием энергетики и связанных с ней электрических сетей для передачи переменного тока, как источника питания для различных устройств, возникла необходимость в приборах, изменяющих величину напряжения. Такими универсальными электромагнитными устройствами, позволяющими повышать или понижать исходное напряжение до требуемой величины, стали трансформаторы.
Со временем, для обеспечения стабильной работы электроприборов, преимущественно бытового назначения, возникла необходимость плавного регулирования напряжения. Это стало возможным после того, как был изобретён автотрансформатор – устройство, в котором вторичная обмотка является составной частью первичных витков.
Отличие автотрансформатора от обычного трансформатора
Как видно из описания автотрансформатора, главное его отличие от обычного трансформатора – отсутствие второй катушки с сердечником. Роль вторичных обмоток выполняют отдельные группы витков, имеющих гальваническую связь. Эти группы не требуют отдельной электрической изоляции.
У такого устройства есть определённые преимущества:
- сокращён расход цветных металлов, используемых на изготовление такого оборудования;
- передача энергии осуществляется путём воздействия электромагнитного поля входного тока, и благодаря электрической связи между обмотками. Следовательно, потеря энергии оказывается ниже, поэтому у автотрансформаторов наблюдаются более высокие КПД;
- малый вес и компактные габариты.
Несмотря на конструкционные различия, принцип работы этих двух типов изделий остаётся неизменным. Выбор типа трансформатора зависит, прежде всего, от целей и задач, которые приходится решать в электротехнике.
Типы автотрансформаторов
В зависимости от того в каких сетях (однофазных или трёхфазных) требуется изменить напряжение, используют соответствующий тип автотрансформаторов. Они бывают однофазными либо трёхфазными. Для трансформации тока с трёх фаз можно установить три автотрансформатора, предназначенных для работы в однофазных сетях, соединив их выводы треугольником или звёздочкой.
Схема соединений обмоток трансформатора
Существуют типы лабораторных автотрансформаторов, позволяющих плавно изменять значения по выходному напряжению. Такой эффект достигается путём перемещения ползунка по поверхности открытой части однослойной обмотки, наподобие принципа работы реостата. Витки проволоки наносятся вокруг кольцеобразного ферромагнитного сердечника, по окружности которого и перемещается контактный ползунок.
Автотрансформаторы подобного типа массово применялись на просторах СССР в эпоху массового распространения ламповых телевизоров. Тогда напряжение сетей было нестабильно, что вызывало искажения изображений. Пользователям этой несовершенной техники приходилось время от времени подстраивать напряжение до уровня 220 В.
До появления стабилизаторов напряжения, единственной возможностью достичь оптимальных параметров питания для бытовой техники того времени, было применение ЛАТР. Данный тип автотрансформаторов используется и сегодня в различных лабораториях и учебных заведениях. С их помощью осуществляется наладка электротехнического оборудования, тестируется аппаратура с высокой чувствительностью и выполняются другие задачи.
В специальном оборудовании, где нагрузки незначительны, применяются модели автотрансформаторов ДАТР.
Автотрансформатор ЛАТР
Существуют также автотрансформаторы:
- малой мощности, для работы в цепях до 1 кВ;
- среднемощные агрегаты (больше 1 кВ);
- высоковольтные автотрансформаторы.
Следует заметить, что с целью безопасности ограничено использование автотрансформаторов в качестве силовых трансформаторов, для снижения до 380 В напряжений, превышающих 6 кВ. Это связано с наличием гальванической связи между обмотками, что не безопасно для конечного потребителя. При авариях не исключено, что высокое напряжение попадёт на запитанное оборудование, что чревато непредсказуемыми последствиями. В этом кроется основной недостаток автотрансформаторов.
Обозначение на схемах
Отличить автотрансформатор на схеме от изображения обычного трансформатора очень легко. Признаком является наличие единственной обмотки связанной с одним сердечником, обозначенным жирной линией на схемах. По одну или по обе стороны этой лини схематически изображены обмотки, но в автотрансформаторе все они соединены друг с другом. Если на схеме витки изображены автономно, то речь идёт об обычном трансформаторе (см. рисунок 1).
Устройство и конструктивные особенности
Как было отмечено выше, автотрансформатор состоит из одной катушки. Её наматывают на обычный или на тороидальный сердечник.
Тороидальный трансформатор
В силу конструктивных особенностей у него отсутствуют гальванические развязки между цепями, что может привести к поражению высоковольтным током. Поэтому понижающий автотрансформатор, ввиду его повышенной опасности, требует принятия дополнительных мер по защите от поражения электротоком. Работа с ним допускается при условии строгого соблюдения правил безопасности.
Принцип действия автотрансформатора
Несмотря на особенности строения обмоточной части агрегата, его принцип действия очень напоминает работу обычного трансформатора. По такому же принципу во время циркуляции переменного тока возникает магнитный поток в сердечнике. Его действие на обмотку характеризуется появлением на каждом отдельном витке равновеликой электродвижущей силы. Суммарная ЭДС на отрезке обмотки равна сумме величин токов всех отдельно взятых витков.
Особенностью является то, что по обмотке циркулирует ещё и первичный ток, который оказывается в противофазе к индукционному потоку. Результирующие значения этих токов на участке обмотки, предназначенной для потребителя, получаются меньшими (для понижающего тр.) чем параметры поступающего электричества.
Схема понижающего автотрансформатора
Соотношение величин ЭДС выражается формулой: E1/E2 = w1/w2 = k , где E – ЭДС, w – количество витков, k – коэффициент трансформации.
Учитывая то, что падение напряжений в обмотках трансформатора невелико – его можно не учитывать. В таком случае равенства: U1 = E1; U2 = E2 можно считать справедливыми. Таким образом, приведённая выше формула приобретает вид: U1/U2 = w1/w2 = k, то есть, соотношение напряжений к числу витков такое же, как и для обычного трансформатора.
Не вдаваясь в подробности, заметим, что отношение силы тока верхней катушки к току нагрузки, как и для обычного трансформатора, выражается формулой: I1/I2 = w2/w1 = 1/k. Отсюда следует, что поскольку в понижающем трансформаторе w2 < w1, то I2 < I1. Другими словами ток на выходе значительно меньше величины входящего тока. Таким образом, расходуется меньше энергии на нагревание проволоки, что позволяет использовать провода меньшего сечения.
Примечательно, что мощность нагрузки образуют токи электромагнитной индукции и электрической составляющей. Электрическая мощность ( P = U2*I1 ) довольно ощутима, в сравнении с индукционной составляющей, поступающей во вторичную цепь. Поэтому, чтобы получить требуемую мощность, используются меньшие значения сечений для магнитопроводов.
Области применения
Автотрансформаторы по сей день занимают прочные позиции в различных областях, связанных с электротехникой. Без них не обходятся:
- различные выпрямители;
- радиотехнические устройства;
- телефонные аппараты;
- сварочные аппараты;
- системы электрификации железных дорог и многие другие устройства.
Трёхфазные автотрансформаторы используют в высоковольтных электросетях. Их применение повышает КПД энергосистем, что сказывается на снижении затрат, связанных с передачей электроэнергии.
Трансформатор однофазные сухие ОСМР, ОСМО, ОСМУ
Трансформаторы серии ОСМР мощностью 0,06310 кВА, серии ОСМО мощностью 0,0631,0 кВА, серии ОСМУ мощностью 0,41,0 кВА номинальным напряжением не выше 1000 В переменного тока промышленной частоты предназначены для питания цепей управления, местного освещения, сигнализации и автоматики.
Трансформаторы ОСМР, ОСМО, ОСМУ соответствуют требованиями СТБ МЭК 61558-1, ГОСТ 17412-72 для климатического исполнения УХЛ, ГОСТ 15963-79 для климатического исполнения Т.
Трансформаторы ОСМО соответствуют МЭК 61558-2-1.Трансформаторы ОСМУ соответствуют МЭК 61558-2-2 и СТБ МЭК 61558-2-6.
Трансформаторы ОСМР соответствуют МЭК 61558-2-4 и СТБ МЭК 61558-2-6.
Виды климатического исполнения — У3, УХЛ3 и Т3 по ГОСТ 15150-69.
Трансформаторы рассчитаны на установку в закрытых помещениях на высоте над уровнем моря не более 1000 м (но не выше 3000 м), при этом на каждые последующие 500 м мощность нагрузки должна снижаться на 2,5%.
Исполнение трансформаторов в зависимости от возможного перемещения — стационарные. Исполнение трансформаторов по условиям установки на месте работы — встраиваемые.
Трансформаторы мощностью до 0,4 кВА включительно устанавливаются на горизонтальной и вертикальной плоскостях (для группы механического исполнения М9); трансформаторы мощностью свыше 0,4 кВА до 2,5 кВА включительно устанавливаются на горизонтальной плоскости (для группы механического исполнения М9); трансформаторы мощностью 0,63 и 1,0 кВА устанавливаются на вертикальной плоскости (для группы механического исполнения М8); трансформаторы мощностью 4,0; 6,3 и 10 кВА устанавливаются на горизонтальной плоскости (для группы механического исполнения М1).
Класс нагревостойкости изоляции — В по ГОСТ 8865-93.
Все части трансформаторов, изготовление из изоляционных материалов, стойки к возгоранию и распространению огня.
Трансформаторы одного типа различных климатических исполнений одинаковы по всем электрическим параметрам и отличаются только защитными покрытиями.
Корректированный уровень звуковой мощности трансформаторов как при холостом ходе, так и при номинальной нагрузке не более 49 дБА для трансформаторов мощностью до 2,5 кВА и не более 60 дБА для трансформаторов мощностью 4,0; 6,3 и 10 кВА.
По способу защиты от поражения электрическим током трансформаторы относятся к классу I по ГОСТ 12.2.007.0-75 и имеют степень защиты IP00 по ГОСТ 14254-96.
Технические характеристики трансформаторов ОСМР, ОСМО, ОСМУ
| Тип трансформаторов | Номинальная мощность, кВА | Напряжение короткого замыкания, Uк, % | КПД, %, не менее | ||
| для двухобмоточного трансформатора | для трехобмоточного трансформатора | ||||
| для Uk1-2 | для Uk1-3 | ||||
| ОСМО-0,063 ОСМР-0,063 | 0,063 | — | — | — | 79 |
| ОСМО-0,1 ОСМР-0,1 | 0,100 | 82,4 | |||
| ОСМО-0,16 ОСМР-0,16 | 0,160 | 86 | |||
| ОСМО-0,25 ОСМР-0,25 | 0,250 | 88,1 | |||
| ОСМО-0,4ОСМУ-0,4 ОСМР-0,4 | 0,400 | 89,5 | |||
| ОСМО-0,63ОСМУ-0,63 ОСМР-0,63 | 0,630 | 90,7 | |||
| ОСМО-1,0ОСМУ-1,0 ОСМР-1,0 | 1,000 | 91,8 | |||
| ОСМР-1,6 | 1,600 | 3,05 | 2,9 | 2,1 | 92,2 |
| ОСМР-2,5 | 2,500 | 2,75 | 5,85 | 2,05 | 93,2 |
| ОСМР-4,0 | 4,000 | 2,70 | — | — | 94,5 |
| ОСМР-6,3 | 6,300 | 2,10 | 94,8 | ||
| ОСМР-10 | 10,000 | 1,90 | 95,3 |
Принципиальные схемы, схемы и группы соединений, напряжения обмоток трансформаторов ОСМР, ОСМО, ОСМУ
Трехобмоточный трансформатор с ответвлениями на вторичной обмотке* серии ОСМР.
| Принципиальная схема соединения трансформатора | Тип трансформатора | Номинальная мощность вторичной обмотки, кВА | Номинальное напряжение обмоток, В | Схема и группа соединений обмоток | |||
| U2 | U3 | Первичной U1 | вторичных | ||||
| U2 | U3 | ||||||
| ОСМР-0,1 | 0,075 | 0,025 | 220;380;400;415;440; 660 | 110;220; 230 | 12; 14;3642; 110 | 1/1/1-0-0 | |
| ОСМР-0,16 | 0,100 | 0,060 | |||||
| ОСМР-0,25 | 0,190 | ||||||
| ОСМР-0,4 | 0,340 | ||||||
| ОСМР-0,63 | 0,510 | 0,120 | |||||
| ОСМР-1,0 | 0,880 | ||||||
| ОСМР-1,6 | 1,350 | 0,250 | |||||
| ОСМР-2,5 | 2,250 |
* — мощность на отводах вторичной обмотки трансформатора снижается относительно мощности всей обмотки пропорционально снижению напряжения.
Двухобмоточный трансформатор с ответвлениями на вторичной обмотке* серии ОСМР.
| Принципиальная схема соединения трансформатора | Тип трансформатора | Номинальная мощность вторичной обмотки, кВА | Номинальное напряжение обмоток, В | Схема и группа соединений обмоток |
| первичной, U1 | вторичной U2 | |||
| ОСМР-0,063 | 0,063 | 220;230;380;400;415;440; 660 | 10; 12; 14; 24; 29; 36; 42; 56; 110; 130; 220; 230; 260 | 1/1-0 |
| ОСМР-0,1 | 0,100 | 12; 14; 24; 29; 36; 42; 56; 110; 130; 220; 230; 260 | ||
| ОСМР-0,16 | 0,160 | |||
| ОСМР-0,25 | 0,250 | |||
| ОСМР-0,4 | 0,400 | |||
| ОСМР-0,63 | 0,630 | 24; 36; 42; 110; 220 | ||
| ОСМР-1,0 | 1,000 |
* — мощность на отводах вторичной обмотки трансформатора снижается относительно мощности всей обмотки пропорционально снижению напряжения.
Трехобмоточные трансформаторы серий ОСМР, ОСМО.
| Принципиальная схема соединения трансформатора | Тип трансформатора | Номинальная мощность вторичной обмотки, кВА | Номинальное напряжение обмоток, В | Схема и группа соединений обмоток | |
| U2 | U3 | первичной, U1 | вторичных*, U2, U3 | ||
| для ОСМР | для ОСМО | ||||
| ОСМО-0,063 ОСМР-0,063 | 0,0315 | 0,0315 | 110;220; 380 | 56; 82 | 1/1/1-0-0 |
| ОСМО-0,1 ОСМР-0,1 | 0,050 | 0,050 | |||
| ОСМО-0,16 ОСМР-0,16 | 0,080 | 0,080 | 110;220;230;380; 660 | ||
| ОСМО-0,25 ОСМР-0,25 | 0,125 | 0,125 | 12;14;24;29;56; 82 | ||
| ОСМО-0,4 ОСМР-0,4 | 0,200 | 0,200 | 220; 380 | ||
| ОСМО-0,63 ОСМР-0,63 | 0,315 | 0,315 | |||
| ОСМО-1,0 ОСМР-1,0 | 0,500 | 0,500 | |||
| ОСМР-2,5 | 1,250 | 1,250 | 12 | — |
* — две одинаковые обмотки
Трехобмоточный трансформатор серии ОСМУ.
| Принципиальная схема трансформатора | Тип трансформатора | Номинальная мощность вторичных обмоток, кВА | Номинальное напряжение обмоток, В | Схема и группа соединений обмоток | ||
| U2 | U3 | первичной U1 | вторичных | |||
| управления, U2 | U3 | |||||
| ОСМУ-0,4 | 0,340 | 0,060 | 220;380;400;415;440; 660 | 110;220; 230 | 12;24;36;42; 110 | 1/1/1-0-0 |
| ОСМУ-0,63 | 0,510 | 0,120 | ||||
| ОСМУ-1,0 | 0,880 | 0,120 |
Четырехобмоточный трансформатор ОСМР.
| Принципиальная схема соединения трансформатора | Тип трансформатора | Номинальная мощность вторичных обмоток, кВА | Номинальное напряжение обмоток, В | Схема и группа соединений обмоток | ||||
| U2 | U3 | U4 | первичной, U1 | вторичных | ||||
| U2 | U3 | U4 | ||||||
| ОСМР-0,1 | 0,025 | 0,050 | 0,025 | 220; 380 | 110 | 29 | 12; 24 | 1/1/1/1-0-0-0 |
| ОСМР-0,16 | 0,075 | 0,060 | 12; 24; 42 | |||||
| ОСМР-0,25 | 0,100 | 0,090 | 0,060 | 220; 380; 415 | 12; 24; 36; 42 | |||
| ОСМР-0,4 | 0,190 | 0,150 | 12; 24; 42 | |||||
| ОСМР-0,63 | 0,340 | 0,230 | 220; 380 |
Четырехобмоточный трансформатор ОСМУ.
| Принципиальная схема соединения трансформатора | Тип трансформатора | Номинальная мощность вторичных обмоток, кВА | Номинальное напряжение обмоток, В | Схема и группа соединений обмоток | ||||
| U2 | U3 | U4 | первичной, U1 | вторичных | ||||
| управления, U2 | управления, U3 | U4 | ||||||
| ОСМУ-0,4 | 0,190 | 0,150 | 0,060 | 220; 380; 415 | 110 | 29 | 12; 24; 42 | 1/1/1/1-0-0-0 |
| ОСМУ-0,63 | 0,340 | 0,230 | 220; 380 |
Двухобмоточный трансформатор.
| Принципиальная схема соединения трансформатора | Тип трансформатора | Номинальная мощность вторичной обмотки, кВА | Номинальное напряжение обмоток, В | Схема и группа соединений обмоток | ||
| первичной U1 | вторичных | |||||
| U2 | управления U2 | |||||
| для ОСМР | для ОСМО | для ОСМУ | ||||
| ОСМО-0,063; ОСМР-0,063 | 0,063 | 220; 380;400;415;440; 660 | 12;14;24;29;36;42;56;110;30;220;260; | 56; 110;130;220; 260 | — | 1/1-0 |
| ОСМО-0,1; ОСМР-0,1 | 0,100 | |||||
| ОСМО-0,16; ОСМО-0,16 | 0,160 | |||||
| ОСМО-0,25 ОСМР-0,25 | 0,250 | |||||
| ОСМО-0,4ОСМУ-0,4 ОСМР-0,4 | 0,400 | 14;29;56;110;130;220; 260 | ||||
| ОСМО-0,63ОСМУ-0,63 ОСМР-0,63 | 0,630 | |||||
| ОСМО-1,0ОСМУ-1,0 ОСМР-1,0 | 1,000 | |||||
| ОСМР-1,6 | 1,600 | 220; 380; 660 | 12; 24; 29; 36; 42; 110; 220 | — | — | |
| ОСМР-2,5 | 2,500 | 24; 36; 42; 110; 220 | ||||
| ОСМР-4,0 | 4,000 | 220;230;380 400 | 36; 42; 110; 115; 220; 230; 380; 400 | |||
| ОСМР-6,3 | 6,300 | 110; 115; 220; 230; 380; 400 | ||||
| ОСМР-10 | 10,000 |
Габаритные и установочные размеры трансформаторов однофазных ОСМР, ОСМО, ОСМУ
- Общий вид ОСМР, ОСМО, ОСМУ.
Источник: http://www.etk-oniks.ru/Suhie-transformatory/OSMR-OSMO-OSMU.html
