Общие сведения о трансформаторах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент образования и науки Кемеровской области

Сибирский политехнический техникум

Реферат

на тему: «Общие сведения о трансформаторах»

Выполнила: Студентка группы 2Э-12

Жизнева Анастасия

Проверил: Шеслер Е.Л.

Кемерово 2015

Трансформатор - статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток той же частоты, но другого напряжения.

1) Силовые - для передачи и распределения электрической энергии;

2) Автотрансформаторы - для преобразования напряжения в небольших пределах, для пуска двигателей переменного тока и т.д.;

3) Измерительные трансформаторы;

4) Трансформаторы специального назначения - сварочные, печные, импульсные и др.

Силовые трансформаторы выпускаются электротехнической промышленностью на частоту 50 Гц.

Для передачи и распределения электрической энергии необходимо повысить напряжение генераторов установленных на электростанциях с 16-24 кВ до напряжения 110, 150, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ используемых в линиях передачи, а затем снова понизить до 35; 10; 6; 3; 0,66; 0,38; 0,22 кВ, чтобы использовать энергию в промышленности, сельском хозяйстве и быту. Так как в энергетических системах имеет место многократная трансформация, суммарная мощность трансформаторов на электростанциях, 7-10 раз превышает установленную мощность генераторов на электростанциях.

Трансформаторы малой мощности широко используются в различных электротехнических установок, системах передачи и переработки информации, навигации и других устройствах. Диапазон частот, на которых работают трансформаторы - от нескольких Гц до 105 Гц.

По числу фаз трансформаторы делятся на однофазные, двухфазные, трёхфазные и многофазные. Силовые трансформаторы выпускаются, в основном, в трёхфазном исполнении.

Для применения в однофазных сетях выпускаются однофазные трансформаторы.

Трансформатор состоит из стального замкнутого сердечника и двух или нескольких электрически не связанных между собой обмоток.

Обмотки, потребляющие энергию из сети, называются первичными. Обмотки, отдающие электрическую энергию потребителю, называются вторичными.

Трёхфазные трансформаторы имеют соединение в трёхлучевую звезду или треугольник.

В зависимости от соотношения напряжений на первичной и вторичной обмотках трансформаторы делятся на повышающие и понижающие. В понижающем трансформаторе первичная обмотка имеет высокое напряжение, а вторичная - низкое. В повышающем трансформаторе наоборот.

Трансформаторы, имеющие одну первичную и одну вторичную обмотки называются двух-обмоточными. Достаточно широко распространены трёхобмоточные трансформаторы, имеющие на каждую фазу три обмотки, например две на стороне низкого напряжения, одну - на стороне высокого напряжения или наоборот. Многофазные трансформаторы имеют несколько обмоток высокого и низкого напряжения.

По конструкции силовые трансформаторы делятся на два основных типа - масляные и сухие. В масляном трансформаторе магнитопровод с обмотками находится в баке, заполненном трансформаторным маслом, которое является хорошим изолятором и охлаждающим агентом. Сухие трансформаторы охлаждаются воздухом. Они применяются в жилых и промышленных помещениях, в которых эксплуатация масляного трансформатора является нежелательным. Трансформаторное масло является горючим и агрессивным, поэтому при нарушение герметичности бака масло может нарушить экологическую обстановку, повредить другое оборудование.

Наряду с трансформаторами широко применяются автотрансформаторы, в которых имеется электрическая и магнитная связь между обмотками. Автотрансформаторы строятся на большие мощности и высокие напряжения и применяются в энергосистемах, а также применяются для регулирования напряжения в установках небольшой мощности.

Номинальные данные трансформатора, на которые он рассчитан с заводской гарантией 25 лет, указывается в паспортной табличке трансформатора: номинальная полная мощность номинальное линейное напряжение ; номинальный линейный ток , номинальная частота [Гц], число фаз, схема и группы соединения обмоток, напряжение короткого замыкания , режим работы и способ охлаждения. В табличке указываются также данные, необходимые для монтажа: полная масса, масса выемной активной части. Указывается тип трансформатора в соответствии с ГОСТ на марки трансформаторов, завод изготовитель и год выпуска.

Номинальная мощность однофазного трансформатора

,

а трёхфазного

,

где - соответственно номинальные линейные и фазные значения напряжений и токов.

Номинальными напряжениями трансформатора являются линейные напряжения при холостом ходе на первичной и вторичной обмотках трансформатора.

За номинальные токи первичной и вторичной обмотки принимаются токи, рассчитанные по номинальной мощности при номинальной первичных и вторичных напряжениях. Ввиду общности конструкции и методов расчёта к трансформаторам могут быть отнесены реакторы, дроссели насыщения, магнитные усилители. Несмотря на большое разнообразие трансформаторов их теория одна.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Области применения. Измерительные трансформаторы используют главным образом для подключения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока высокого напряжения. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Кроме того, измерительные трансформаторы дают возможность расширять пределы измерения приборов, т. е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и. напряжений. В ряде случаев измерительные трансформаторы служат для подключения к цепям высокого напряжения обмоток реле, обеспечивающих защиту электрических установок от аварийных режимов.

Измерительные трансформаторы подразделяют на два типа -- трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Первые служат для включения вольтметров, а также других приборов, реагирующих на значение напряжения (например, катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров и различных реле). Вторые служат для включения амперметров и токовых катушек указанных приборов. Измерительные трансформаторы изготовляют мощностью от пяти до нескольких сотен вольтампер; они рассчитаны для совместной работы со стандартными приборами (амперметрами на 1; 2; 2,5 и 5 А, вольтметрами на 100 и 100 v3 В).

Трансформатор напряжения. Его выполняют в виде двухобмоточного понижающего трансформатора. Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. Условное обозначение трансформатора напряжения такое же, как двухобмоточного трансформатора.

Так как сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что

U1= U'2= U2k.

В действительности ток холостого хода I0 (а также небольшой ток нагрузки) создает в трансформаторе падение напряжения, поэтому U'2 ? U1 и между векторами этих напряжений имеется некоторый сдвиг по фазе дu. В результате этого при измерениях образуются некоторые погрешности.

Трансформатор тока. Его выполняют в виде двухобмоточного повышающего трансформатора. В некоторых конструкциях магнитопровод и вторичная обмотка смонтированы на проходном изоляторе, служащем для ввода высокого напряжения в силовой трансформатор или другую электрическую установку. Первичной обмоткой трансформатора служит медный стержень, проходящий внутри изолятора.

Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания, при котором токи I1 и I'2 во много раз больше тока I0, и с достаточной степенью точности можно считать, что

I1 = I'2 = I2/k.

В действительности из-за наличия холостого хода I0 ? Iм в рассматриваемом трансформатореI1 ? I2 и между векторами этих токов имеется некоторый угол, отличный от 180°. Это создает относительную токовую погрешность и угловую погрешность, измеряемую углом дi между векторами I1 и - I'2. Погрешность дi - считается положительной, если вектор - I'2 опережает вектор I1.

гi = [(I2k -I1)/I1] 100%

В зависимости от значения допускаемых погрешностей трансформаторы тока подразделяют на пять классов точности: стационарные -- на классы 0,2; 0,5; 1; 3 и 10; лабораторные -- на классы 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2. Приведенные цифры соответствуют допускаемой для данного класса токовой погрешности при номинальном значении тока. Значения погрешностей стационарных трансформаторов тока согласно ГОСТу.

ЭЛЕГАЗОВЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Элегазовый трансформатор - это трансформатор, изоляционная среда которого находится в элегазе SF6.

Номенклатура поставляемой продукции: до 300 кВ 400 МВА,

Конструктивное решение:

Изоляция / охлаждение: - Гексафторид серы (SF6) с низким / высоким давлением

Твердый изоляционный материал: - ПЭТФ-пленка, GAC-пленка, арамидная бумага, плиточный картон

Расширительный бак: - не требуется

Переключатель выходных обмоток трансформатора под нагрузкой:

- Отводной переключатель - вакуумный прерыватель

- Устройство переключения ответвлений - роликовый контакт

Область применения:

Отдельно стоящие подстанции, подземные подстанции в городских районах, офисные здания, подвалы домов. Элегазовые трансформаторы устанавливаются в экологически критических зонах, где утечка масла недопустима.

Преимущества:

* Отсутствие необходимости сооружения специальной системы маслоотводов, маслоприемников и маслосборников;

* Пожаро- и взрывобезопасность; Элегаз негорюч. В случае возникновения неисправностей подъем в давления в баке очень мал в сравнении с прочными характеристиками бака, бак трансформатора с элегазовой изоляцией взрываться не будет;

* Объединенная система наружного, внутреннего и автоматического пожаротушения;

* Компактность исполнения и возможность установки в подземных помещениях, подвалах или цокольных этажах зданий: в виду отсутствия необходимости в установке расширительного бака, устройства сброса давления, высота помещения трансформаторной подстанции уменьшается. В случае с трансформаторами класса 275 кВ / 300 МВА высота снижается на 2-2,5 м.

* При использовании элегазового трансформатора с КРУЭ нет необходимости в отделении их друг от друга противопожарной перегородкой, что обеспечивает компактную планировку подстанции.

* Экономичность, возможность утилизации тепла от теплообменников элегазовых трансформаторов для обогрева помещений; * Соответствие экологическим требованиям, сохранность природного ландшафта; * При сооружении подземной подстанции с элегазовыми трансформаторами наземная территория может использоваться под различные цели: парковая зона, офисные здания, магазины и т.д.;

* Экономия на материалах, строительных и монтажных работах, текущем обслуживании и эксплуатационных расходах.

трансформатор ток обмотка электромагнитный

Вариант компоновки элегазового трансфомартора с КРУЭ 110 кВ (5 ячеек)

Размещено на Allbest.ru