Где широко применяются трансформаторы: Где широко применяются трансформаторы

Содержание

Где и для чего применяется трансформатор напряжения, разбираем подробно

Электричество, впервые этот термин ввел Уильям Гилберт. В одном из своих трудов он описал опыты с наэлектризованным телом. С тех пор прошло много лет, в течении которых не прекращались исследования в этой отрасли. В них принимали участие лучшие ученые умы различных эпох. В итоге появились электрические станции, все населенные пункты опутывает сеть линий электропередач. И сложно представить себе, что еще относительно недавно человек обходился без электроэнергии.

Ведь сегодня она является необходимым условием для жизни и деятельности людей. Но чтобы все современное оборудование обеспечить электроэнергией необходимо осуществлять ее передачу на дальние расстояния. Сделать это можно, используя трансформатор напряжения. Этот прибор позволил уменьшить потери в проводах, а также адаптировать параметры сети под конкретного потребителя. Чтобы понять, как небольшое устройство сумело справиться со столь сложными задачами, рассмотрим его конструктивные особенности.

Назначение и сфера применения трансформаторов

Функция электрических сетей заключается как в выработке энергии, так и ее передаче на большие расстояния, а затем и распределении между потребителями. Вот для чего нужен специальный электромагнитный аппарат или трансформатор напряжения. Такие приборы находят широкое применение на электрических станциях. Они способны повышать или понижать напряжение.

Смотрим видео, немного о трансформаторах и их действии:

Применяется такое оборудование как в закрытых помещениях, так и уличных условиях. Благодаря использованию повышающих трансформаторов на таких объектах стало возможным передавать энергию на дальние расстояния с минимальными потерями в проводах. Это обеспечивается за счет уменьшения пощади сечения кабелей линий электропередачи.

Но так как поступающее со станции высокое напряжение не может использоваться потребителями, то на входе обычно устанавливаются понижающие трансформаторы. Они позволяют получить сравнительно небольшие значения, при которых возможна работа оборудования и бытовой техники.

Устройство прибора

Простейший из таких приборов состоит из двух основных частей:

  • Магнитопровода, выполненного из стали;
  • Двух обмоток из проводов с изоляцией.

Одна из них называется первичной, так как на нее подается ток. Обмотка, к которой подключаются потребители называется вторичной.

Принцип работы трансформатора напряжения заключается в следующем. Подключение его к сети приводит к поступлению тока на первичную обмотку. Переменный поток, образованный им, проходит по магнитопроводу. При этом в витках обмоток индуцируются переменные ЭДС. Величина этой силы зависит от скорости изменения магнитного потока и того, как быстро он изменяется. А так как эти параметры являются постоянными для каждого прибора, то можно сделать вывод, что одинаковыми будут и индуцируемые в каждой обмотке ЭДС.

Виды и их особенности

Различные виды трансформаторов

Кроме рассмотренных выше понижающих и повышавших приборов выпускаются и другие модели:

  • Тяговые;
  • Лабораторные, в которых возможно регулировать напряжение;
  • Для выпрямительных установок;
  • Источники питания для радиоаппаратуры.

Все они относятся к одной большой группе трансформаторов – силовым. Есть еще одна разновидность такого оборудования. Это устройства, используемые для подключения к цепям высокого напряжения различных электроизмерительных приборов. Они получили название измерительных трансформаторов напряжения. Также эти приборы находят широкое применение при электросварке.

Имеют отличия и в конструктивном исполнении. В зависимости от этого различают двух и многообмоточные измерительные трансформаторы тока и напряжения. Такие приборы используются для проведения измерений и питания цепей автоматики, релейной защиты. Они могут быть одно- или трехфазные с масляным или воздушным охлаждением.

Смотрим видео классификация трансформаторов:

Влияет на классификацию и форма магнитопровода. Он может быть:

  1. Стержневой;
  2. Броневой;
  3. Тороидальный.

При этом различают два вида конструкции обмоток:

  • Концентрический;
  • Дисковый.

По классу точности устройства подразделяются на 4 категории:

Еще одним параметром, влияющим на специфику применения измерительных трансформаторов тока и напряжения, является способ установки. В зависимости от него изделия бывают следующих типов:

  • Внутренние;
  • Наружные;
  • Для КРУ.

Критерии выбора оборудования

Классификация приборов напряжения

Обычно приобретая оборудование ориентируются не его основные параметры. Для трансформатора таковыми являются:

  • Напряжения обмоток, которые указываются на щитке;
  • Коэффициент трансформации;
  • Угловой погрешности.

Необходимо также ориентироваться на условия эксплуатации. Поэтому самыми важными параметрами при выборе оказываются нагрузка, сфера применения и напряжение короткого замыкания трансформатора. На первом этапе необходимо убедиться в том, что мощности модели будет достаточно для того чтобы справиться не только с поставленной задачей, но и возможными перегрузками. Неплохо иметь прибор, параметры которого могут быть изменены в процессе эксплуатации.

Но ориентироваться только на эти характеристики недопустимо. Так как для эффективной работы трансформатора напряжения 110 кВ важны и его технические характеристики:

  1. Частота тока;
  2. Фазность;
  3. Способ установки;
  4. Место расположения;
  5. Нагрузка.

Кроме этого нужно определить подходит ли вам цена устройства, а также стоимость его дальнейшего обслуживания. Соответствуют ли они ожидаемым цифрам?

Но даже выбрав модель в соответствии со всеми перечисленными требованиями стоит учитывать возможность ее подключения к цепи измерительных приборов для трансформаторов соответствующего типа.

Если предполагается использовать устройство в качестве защитного, то можно ограничиться изделием со средними показателями точности. В случае проведения измерений с минимальными погрешностями выбирают лабораторные трансформаторы напряжения 10 кВ.

Обслуживание и эксплуатация

Приобретая приборы для бытового обслуживания стоит воспользоваться услугами профессиональных консультантов. Они, имея необходимые знания и опыт помогут выбрать оптимальную модель.

Смотрим видео, диагностика и обслуживание:

Но чтобы оборудование работало эффективно необходимо еще и правильно его эксплуатировать. Установка и использование трансформаторов выполняются в соответствии с нормативными документами. В них же оговаривается и порядок обслуживания приборов. Согласно этим документам после монтажа устройства необходимо проверить схемы включения и все элементы во вторичных цепях.

Исходя из полученных результатов оценивают возможность включения трансформатора в работу.

Чтобы убедиться в исправности прибора следует измерить;

  • Сопротивление на обмотках;
  • Ток.

Уровень масла в трансформаторах должен поддерживаться в пределах шкалы в зависимости от температуры окружающей среды. Также периодически устройство проверяют на предмет отсутствия протекания масла и чистоту изоляции. Для этого используют специальный индикатор – силикагель. При насыщении влагой он приобретает розовый окрас, в то время как в нормальном состоянии он голубого цвета.

В процессе обслуживания прибора необходимо соблюдать меры безопасности. Они регламентируются нормативными документами. Осмотр трансформатора под напряжением допускается выполнять, находясь на безопасном расстоянии от токоведущих частей.

Что касается ремонтных работ, то для их проведения прибор должен быть отключен от сети. Запрещено эксплуатировать трансформатор с незаземленным цоколем, а все неисправности должны устраняться специалистами. Исправное оборудование в процессе работы издает равномерный звук без треска и резких шумов.

Кроме того, в сетях до 10 кВ случаются резонансные повышения напряжения. Причиной их появления считается многократные разряды емкости, получающиеся в результате дугового замыкания. Это в свою очередь приводит к образованию феррорезонанса в трансформаторе напряжения и выходу его из строя. Избежать этого можно при заземлении нейтрали через резистор.

Трансформаторы — ООО «ПРОМЭНЕРГО-НН»

Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.

Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод(сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкогоматериала.

Трансформатор силовой ОСМ 0,16 — Однофазный Сухой Многоцелевого назначения мощностью 0,16 кВА

Базовые принципы действия трансформатора

Схематическое устройство трансформатора.1 — первичная обмотка,2 — вторичная

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

  1. Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)
  2. Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

На одну из обмоток, называемуюпервичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменныймагнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производноймагнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

Форма напряжения во вторичной обмотке связана с формой напряжения в первичной обмотке довольно сложным образом. Благодаря этой сложности удалось создать целый ряд специальных трансформаторов, которые могут выполнять роль усилителей тока, умножителей частоты, генераторов сигналов и т. д.

Исключение — силовой трансформатор. В случае классического трансформатора переменного тока, предложенного П.Яблочковым, он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки.

В случае силового трансформатора, работающего в схеме Преобразователя Мотовилова по патенту России № 2016483, он преобразует постоянный силовой ток первичной обмотки в постоянный силовой ток вторичной обмотки при прямоугольном переменном напряжении на обеих обмотках. Последнее выпрямляется в постоянное напряжение так, что на входе и выходе схемы Мотовилова действуют постоянные токи при постоянном напряжении.

Режимы работы трансформатора

1.Режим холостого хода. Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. По первичной обмотке протекает ток холостого хода, главной составляющей которого является реактивный ток намагничивания. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в сердечнике (т. н. «потери в стали»).

2. Режим нагрузки. Этот режим характеризуется работой трансформатора с подключенным источником в первичной, и нагрузкой во вторичной цепи трансформатора. Во вторичной обмотке протекает ток нагрузки, а в первичной — ток, который можно представить как сумму тока нагрузки (пересчитанного из соотношения числа витков обмоток и вторичного тока) и ток холостого хода. Данный режим является основным рабочим для трансформатора.

3.Режим короткого замыкания. Этот режим получается в результате замыкания вторичной цепи накоротко. Это разновидность режима нагрузки, при котором сопротивление вторичной обмотки является единственной нагрузкой. С помощью опыта короткого замыкания можно определить потери на нагрев обмоток в цепи трансформатора («потери в меди»). Это явление учитывается в схеме замещения реального трансформатора при помощи активного сопротивления.

Виды трансформаторов

Трансформатор

Силовой трансформатор

Силовой трансформатор переменного тока — трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово «силовой» отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями. Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений ЛЭП(35-750 кВ), городских электросетей (как правило 6,10 кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4 кВ, они же 380/220 В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные от единиц вольт до сотен киловольт).

Силовой трансформатор постоянного токаиспользуется для непосредственного преобразования напряжения в цепях постоянного тока. Термин «силовой» показывает отличие таких трансформаторов от измерительных устройств класса «Трансформатор постоянного тока».

Автотрансформатор

Автотрансформа?тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно.

Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов экономически оправдано вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземленных сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3-4. Существенным достоинством является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

Трансформатор тока

Трансформа?тор то?ка — трансформатор, первичная обмотка которого питается от источника тока. Типичное применение — для снижения тока первичной обмотки до удобной величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации, кроме того, трансформатор тока осуществляетгальваническую развязку (в отличие от шунтовых схем измерения тока). Обычно номинальное значение тока вторичной обмотки распространённых трансформаторов 1 А или 5 А. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с нагрузкой, переменный ток в которой необходимо контролировать, а во вторичную обмотку включаются измерительные приборы или исполнительные и индикаторные устройства, например, реле.

Вторичная обмотка токового трансформатора должна работать в режиме, близком к режиму короткого замыкания. При случайном или умышленном разрыве цепи вторичной обмотки на ней наводится очень высокое напряжение, которое может вызвать пробой изоляции, повреждение подключённых устройств.

При работе вторичной обмотки в режиме короткого замыкания отношение токов обмоток близко к (в идеальном случае равно) коэффициенту трансформации.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения — трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение — преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепяхРЗиА. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

Импульсный трансформатор

Импульсный трансформатор — это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокойскважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

Разделительный трансформатор

Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаниях к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

Согласующий трансформатор

Согласующий трансформатор — трансформатор, применяемый для согласования сопротивления различных частей (каскадов) электронных схем при минимальном искажении формы сигнала. Одновременно согласующий трансформатор обеспечивает создание гальванической развязки между участками схем.

Пик-трансформатор

Пик-трансформатор — трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.

Сдвоенный дроссель

Сдвоенный дроссель (встречный индуктивный фильтр) — конструктивно является трансформатором с двумя одинаковыми обмотками. Благодаря взаимной индукции катушек он при тех же размерах более эффективен, чем обычный дроссель. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике.

Основные части конструкции трансформатора

Стержневой тип трёхфазных трансформаторов

Броневой тип трёхфазных трансформаторов

Основными частями конструкции трансформатора являются:

  • магнитопровод
  • обмотки
  • каркас для обмоток
  • изоляция
  • система охлаждения
  • прочие элементы (для монтажа, доступа к выводам обмоток, защиты трансформатора и т.  п.)

В практичной конструкции трансформатора производитель выбирает между тремя различными базовыми концепциями:

  • Стержневой
  • Броневой
  • Тороидальный

Любая из этих концепций не влияет на эксплуатационные характеристики или эксплуатационную надёжность трансформатора, но имеются существенные различия в процессе их изготовления. Каждый производитель выбирает концепцию, которую он считает наиболее удобной с точки зрения изготовления, и стремится к применению этой концепции на всём объёме производства.

В то время как обмотки стержневого типа заключают в себе сердечник, сердечник броневого типа заключает в себе обмотки. Если смотреть на активный компонент (т. e. сердечник с обмотками) стержневого типа, обмотки хорошо видны, но они скрывают за собой стержни магнитной системы сердечника. Видно только верхнее и нижнее ярмо сердечника. В конструкции броневого типа сердечник скрывает в себе основную часть обмоток.

Ещё одно отличие состоит в том, что ось обмоток стержневого типа, как правило, имеет вертикальное положение, в то время как в броневой конструкции она может быть горизонтальной или вертикальной.

Магнитная система (магнитопровод)

Магнитная система (магнитопровод) трансформаторавыполняется из электротехнической стали,пермаллоя, феррита или другого ферромагнитного материала в определённой геометрической форме. Предназначается для локализации в нём основного магнитного поля трансформатора. Магнитопровод в зависимости от материала и конструкции может набираться из пластин, прессоваться, навиваться из тонкой ленты, собираться из 2-х, 4-х и более «подков». Магнитная система в полностью собранном виде совместно со всеми узлами и деталями, служащими для скрепления отдельных частей в единую конструкцию, называетсяостовом трансформатора.

Часть магнитной системы, на которой располагаются основные обмотки трансформатора, называетсястержень.
Часть магнитной системы трансформатора, не несущая основных обмоток и служащая для замыканиямагнитной цепи, называется ярмо.

В зависимости от пространственного расположения стержней, выделяют:

  1. Плоская магнитная система — магнитная система, в которой продольные оси всех стержней и ярм расположены в одной плоскости
  2. Пространственная магнитная система — магнитная система, в которой продольные оси стержней или ярм, или стержней и ярм расположены в разных плоскостях
  3. Симметричная магнитная система — магнитная система, в которой все стержни имеют одинаковую форму, конструкцию и размеры, а взаимное расположение любого стержня по отношению ко всем ярмам одинаково для всех стержней
  4. Несимметричная магнитная система — магнитная система, в которой отдельные стержни могут отличаться от других стержней по форме, конструкции или размерам или взаимное расположение какого-либо стержня по отношению к другим стержням или ярмам может отличаться от расположения любого другого стержня

Обмотки]

Транспонированный кабель, применяемый в обмотке трансформатора

Дисковая обмотка

Основным элементом обмотки являетсявиток —электрический проводник, или ряд параллельно соединённых таких проводников (многопроволочная жила), однократно обхватывающий часть магнитной системы трансформатора, электрический ток которого совместно с токами других таких проводников и других частей трансформатора создаёт магнитное поле трансформатора и в котором под действием этого магнитного поля наводится электродвижущая сила.

Обмотка — совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведённые в витках. В трёхфазном трансформаторе под обмоткой обычно подразумевают совокупность обмоток одного напряжения трёх фаз, соединяемых между собой.

Сечение проводника обмотки в силовых трансформаторах обычно имеет квадратную форму для наиболее эффективного использования имеющегося пространства (для увеличения коэффициента заполнения в окне сердечника). При увеличении площади сечения проводника он может быть разделён на два и более параллельных проводящих элементов с целью снижения потерь на вихревые токи в обмотке и облегчения функционирования обмотки. Проводящий элемент квадратной формы называется жилой.

Каждая жила изолируется при помощи либо бумажной обмотки, либо эмалевого лака. Две отдельно изолированных и параллельно соединённых жилы иногда могут иметь общую бумажную изоляцию. Две таких изолированных жилы в общей бумажной изоляции называются кабелем.

Особым видом проводника обмотки является непрерывно транспонированный кабель. Этот кабель состоит из жил, изолированных при помощи двух слоёв эмалевого лака, расположенных в осевом положении друг к другу, как показано на рисунке. Непрерывно транспонированный кабель получается путём перемещения внешней жилы одного слоя к следующему слою с постоянным шагом и применения общей внешней изоляции.

Бумажная обмотка кабеля выполнена из тонких (несколько десятков микрометров) бумажных полос шириной несколько сантиметров, намотанных вокруг жилы. Бумага заворачивается в несколько слоёв для получения требуемой общей толщины.

Обмотки разделяют по:

  1. Назначению
    • Основные — обмотки трансформатора, к которым подводится энергия преобразуемого или от которых отводится энергия преобразованного переменного тока.
    • Регулирующие — при невысоком токе обмотки и не слишком широком диапазоне регулирования, в обмотке могут быть предусмотрены отводы для регулирования коэффициента трансформации напряжения.
    • Вспомогательные — обмотки, предназначенные, например, для питания сети собственных нужд с мощностью существенно меньшей, чем номинальная мощность трансформатора, для компенсации третьей гармонической магнитного поля, подмагничивания магнитной системы постоянным током, и т. п.
  2. Исполнению
    • Рядовая обмотка — витки обмотки располагаются в осевом направлении во всей длине обмотки. Последующие витки наматываются плотно друг к другу, не оставляя промежуточного пространства.
    • Винтовая обмотка — винтовая обмотка может представлять собой вариант многослойной обмотки с расстояниями между каждым витком или заходом обмотки.
    • Дисковая обмотка — дисковая обмотка состоит из ряда дисков, соединённых последовательно. В каждом диске витки наматываются в радиальном направлении в виде спирали по направлению внутрь и наружу на соседних дисках.
    • Фольговая обмотка — фольговые обмотки выполняются из широкого медного или алюминиевого листа толщиной от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров.
    • Схемы и группы соединения обмоток трёхфазных двухобмоточных трансформаторов(не закончена, в работе)
      Схема соединения обмотокДиаграмма векторов напряжения
      холостого ходаПрим.1
      Условное
      обозначение
      ВННН
      У/Д-11

      Примечание: на диаграммезелёным цветомобозначены векторы обмотки «Звезда»,синим — «Треугольник»,красным — смещение вектора AB.

      В железнодорожных трансформаторах также встречается группа соединений «разомкнутый треугольник — неполная звезда».

      Варианты исполнения

      Конструкция бака допускает температурно-зависимое расширение масла. Исходя из этого трансформаторные баки делятся по конструктивному исполнению:

      1. Трансформаторы с гладким баком без расширителя (такая конструкция применяется для мощностей вплоть до 10кВА), выводы смонтированы на крышке. Температурная компенсация расширения масла производится за счёт неполного заполнения бака и создания в верхней части воздушной подушки.
      2. Трансформаторы с расширительным баком (вплоть до 63 кВА), выводы расположены на крышке.
      3. Трансформаторы с расширительным баком и радиаторами, выводы расположены на крышке. В старых конструкциях радиаторы выполнялись в виде гнутых труб, приваренных к баку — т. н. «трубчатый бак».
      4. Трансформаторы с расширительным баком, радиаторами и выводами на стенках бака на специальных фланцах (фланцевое крепление). Этот тип трансформатора имеет в обозначении литеру «Ф» и предназначается для непосредственной установки в производственном помещении («цеховое исполнение»).
      5. Трансформаторы с радиаторами, без расширителя, фланцевого крепления. Компенсация температурного расширения масла производится созданием в верхней части газовой подушки из инертного газа — азота (для исключения окисления масла воздухом). Такие трансформаторы также относятся к типу цеховых и имеют в обозначении литеру «З» — защищённое исполнение. Аварийный сброс давления производится специальным клапаном.
      6. Трансформаторы без расширителя, без радиаторов с гофробаком. Наиболее современная конструкция. Компенсация температурного изменения объёма масла происходит с помощью специальной конструкции бака с гофрированными стенками из тонкой стали (гофробак). Расширение масла сопровождается раздвиганием гофр бака. Аварийный сброс давления масла (например при внутренних повреждениях) производится специальным клапаном. Такие трансформаторы имеют в обозначении литеру «Г» — герметичное исполнение.

        Обозначение на схемах[

        На схемах трансформатор обозначается следующим образом:

        Центральная толстая линия соответствует сердечнику,1 — первичная обмотка (обычно слева),2и3 — вторичные обмотки. Число полуокружностей в очень грубом приближении символизирует число витков обмотки (больше витков — больше полуокружностей, но без строгой пропорциональности).

        При обозначении трансформатора жирной точкой около вывода могут быть указаны начала катушек (не менее чем на двух катушках, знаки мгновенно действующей ЭДС на этих выводах одинаковы). Применяется при обозначении промежуточных трансформаторов в усилительных (преобразовательных) каскадах для подчёркивания син- или противофазности, а также в случае нескольких (первичных или вторичных) обмоток, если соблюдение «полярности» их подключения необходимо для работы остальной части схемы. Если начала обмоток не указаны явно, то предполагается, что все они направлены в одну сторону (после конца одной обмотки — начало следующей).

        В схемах трёхфазных трансформаторов «обмотки» располагают перпендикулярно «сердечнику» (Ш-образно, вторичные обмотки напротив соответствующих первичных), начала всех обмоток направлены в сторону «сердечника».

        Применение трансформаторов

        Наиболее часто трансформаторы применяются в электросетяхи в источниках питанияразличных приборов.

        Применение в электросетях

        Поскольку потери на нагревание проводапропорциональны квадрату тока, проходящего через провод, при передаче электроэнергии на большое расстояние выгодно использовать очень большие напряжения и небольшие токи. Из соображений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту желательно использовать не столь большие напряжения. Поэтому для наиболее выгодной транспортировки электроэнергии в электросети многократно применяют силовые трансформаторы: сначала для повышения напряжения генераторов на электростанциях перед транспортировкой электроэнергии, а затем для понижения напряжения линии электропередач до приемлемого для потребителей уровня.

        Поскольку в электрической сети три фазы, для преобразования напряжения применяют трёхфазные трансформаторы, или группу из трёх однофазных трансформаторов, соединённых в схему звезды или треугольника. У трёхфазного трансформатора сердечник для всех трёх фаз общий.

        Несмотря на высокий КПД трансформатора (для трансформаторов большой мощности — свыше 99 %), в очень мощных трансформаторах электросетей выделяется большая мощность в виде тепла (например, для типичной мощности блока электростанции 1 ГВт на трансформаторе может выделяться мощность до нескольких мегаватт). Поэтому трансформаторы электросетей используют специальную систему охлаждения: трансформатор помещается в баке, заполненном трансформаторным маслом или специальной негорючей жидкостью. Масло циркулирует под действием конвекции или принудительно между баком и мощным радиатором. Иногда масло охлаждают водой. «Сухие» трансформаторы используют при относительно малой мощности.

        Применение в источниках электропитания

        Компактный сетевой трансформатор

        Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины, содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Например, в телевизоре с помощью трансформаторов получают напряжения от 5 вольт (для питания микросхем и транзисторов) до нескольких киловольт (для питания анода кинескопа черезумножитель напряжения).

        В прошлом в основном применялись трансформаторы, работающие с частотой электросети, то есть 50-60 Гц.

        В схемах питания современных радиотехнических и электронных устройств (например в блоках питания персональных компьютеров) широко применяются высокочастотные импульсные трансформаторы. В импульсных блоках питанияпеременное напряжение сети сперва выпрямляют, а затем преобразуют при помощиинверторав высокочастотные импульсы. Система управления с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) позволяет стабилизировать напряжение. После чего импульсы высокой частоты подаются на импульсный трансформатор, на выходе с которого, после выпрямления и фильтрации получают стабильное постоянное напряжение.

        В прошлом сетевой трансформатор (на 50-60 Гц) был одной из самых тяжёлых деталей многих приборов. Дело в том, что линейные размеры трансформатора определяются передаваемой им мощностью, причём оказывается, что линейный размер сетевого трансформатора примерно пропорционален мощности в степени 1/4. Размер трансформатора можно уменьшить, если увеличить частоту переменного тока. Поэтому современные импульсные блоки питания при одинаковой мощности значительно легче.

        Трансформаторы 50-60 Гц, несмотря на их недостатки, продолжают использовать в схемах питания, в тех случаях, когда надо обеспечить минимальный уровень высокочастотных помех, например при высококачественном звуковоспроизведении.

        Другие применения трансформатора

        • Разделительные трансформаторы(трансформаторная гальваническая развязка). Нейтральный провод электросети может иметь контакт с «землёй», поэтому при одновременном касании человеком фазового провода (а также корпуса прибора с плохой изоляцией) и заземлённого предмета тело человека замыкает электрическую цепь, что создаёт угрозу поражения электрическим током. Если же прибор включён в сеть через трансформатор, касание прибора одной рукой вполне безопасно, поскольку вторичная цепь трансформатора никакого контакта с землёй не имеет.
        • Импульсные трансформаторы(ИТ). Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ, заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.
        • Измерительные трансформаторы. Применяют для измерения очень больших или очень маленьких переменных напряжений и токов в цепях РЗиА.
        • Измерительный трансформатор постоянного тока. На самом деле представляет собой магнитный усилитель, при помощи постоянного тока малой мощности управляющий мощным переменным током. При использовании выпрямителя ток выхода будет постоянным и зависеть от величины входного сигнала.
        • Измерительно-силовые трансформаторы. Имеют широкое применение в схемах генераторов переменного тока малой и средней мощности (до мегаватта), например, в дизель-генераторах. Такой трансформатор представляет собой измерительный трансформатор тока с первичной обмоткой, включённой последовательно с нагрузкой генератора. Со вторичной обмотки снимается переменное напряжение, которое после выпрямителя подаётся на обмотку подмагничивания ротора. (Если генератор — трёхфазный, обязательно применяется и трёхфазный трансформатор). Таким образом, достигается стабилизация выходного напряжения генератора — чем больше нагрузка, тем сильнее ток подмагничивания, и наоборот.
        • Согласующие трансформаторы. Из законов преобразования напряжения и тока для первичной и вторичной обмоткивидно, что со стороны цепи первичной обмотки всякое сопротивление во вторичной обмотке выглядит враз больше. Поэтому согласующие трансформаторы применяются для подключения низкоомной нагрузки к каскадамэлектронных устройств, имеющим высокое входное или выходное сопротивление. Например, высоким выходным сопротивлением может обладать выходной каскад усилителя звуковой частоты, особенно, если он собран налампах, в то время как динамики имеют очень низкое сопротивление. Согласующие трансформаторы также исключительно полезны ввысокочастотных линиях, где различие сопротивления линии и нагрузки привело бы к отражению сигнала от концов линии, и, следовательно, к большим потерям.

        Фазоинвертирующие и согласующие трансформаторы в выходном каскаде усилителя звуковой частоты с транзисторами одного типа проводимости. Транзистор в такой схеме усиливает только половину периода выходного сигнала. Чтобы усилить оба полупериода, нужно подать сигнал на два транзистора в противофазе. Это и обеспечивает трансформаторT1. ТрансформаторT2суммирует выходные импульсыVT1иVT2в противофазе и согласует выходной каскад с низкоомным динамиком

Перегрев трансформатора

Применение трансформаторов

Применение в быту и на производстве разнообразных потребителей электричества, требует использования разных видов и напряжений электрического тока. В сетях, где присутствуют потребители различных видов электрической энергии, широко применяются трансформаторы электрического тока. Применение трансформаторов служит изменению или преобразованию характеристик напряжения, до необходимых величин. Как побочный эффект, работа трансформатора предполагает некоторые потери электрической энергии, с переходом ее части в тепловую энергию.

Проблема перегрева трансформаторов 

Особенно остро, проблема перегрева стоит при использовании трансформаторов высокой мощности. Температурные показатели в них могут достигать значительных величин. Неконтролируемое повышение температуры трансформатора чревато его выходом из строя. Решением этой проблемы стало отведение тепловой энергии в окружающую среду.

Защита от перегрева трансформатора

Для отведения тепла, трансформаторы оснащаются внешними радиаторами. Если естественного теплообмена недостаточно, радиатор вентилируется принудительно. Для этого применяется электродвигатель для обдува трансформаторов. Рынок таких двигателей довольно велик и позволяет выбрать оптимальный вариант. Критерии выбора индивидуальны в каждом случае. Выбирая электродвигатель необходимо учитывать его технические характеристики и условия эксплуатации. Особенное внимание необходимо уделить характеристикам электродвигателя, если он будет работать в агрессивной или в загазованной среде. Для таких условий эксплуатации применяются двигатели с повышенным уровнем защиты

Управление пуском и остановкой стационарных установок

Для дистанционного управления работой двигателя может применяться магнитный пускатель ПМЛ. С его помощью производится запуск и остановка, а также реверсирование электрического двигателя, что значительно упрощает его эксплуатацию и препятствует преждевременному износу.

Защита от перегрузок трансформатора

Важным условием высокой надежности и долговечности двигателя является установка защитных устройств. Чтоб защитить электродвигатель от перегрузок, магнитные пускатели используют в комплекте с тепловыми реле. Перегрузки могут быть связаны с превышением допустимой непрерывной работы, или разрушающим воздействием токов, возникающих при разрывах одной из фаз. Так же, оснащенные ограничителями перенапряжений магнитные пускатели пригодны для использования в системах управления с применением микропроцессорной техники, которая позволяет полностью автоматизировать работу сложных устройств.

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение Статьи

« Назад

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение  18.06.2014 01:56

Назначение и применение

Трансформаторы – электротехнические устройства, широко применяемые как в производственной, так и в бытовой сфере. При этом различают категории  трансформаторов напряжения и трансформаторов тока.

Установка трансформатора тока осуществляется с целью преобразования значений переменного тока с высоких на первичной обмотке до малых на вторичной, что обеспечивает удобство и безопасность эксплуатации. Их используют при подключении приборов учета расхода электроэнергии (электросчетчиков) и других электроизмерительных приборов, а также устройств, обеспечивающих релейную защиту различных систем электроэнергетики.

Устройство и правильное подключение

Важнейшими конструкционными элементами трансформатора являются первичная и вторичная обмотки, а также магнитопровод, заключенные в единый корпус. При этом первичная обмотка выполняется обычно в один виток (обмотка более точных устройств имеет два витка), или представляет собой проходящую сквозь специальное окно силовую шину (трансформатор шинного исполнения).

Первичная обмотка подключается к источнику тока, вторичная –  непосредственно к измерительным приборам и другим потребителям, характеризуемым малым значениям внутреннего сопротивления.

С целью предотвратить неверное подключение и, как следствие, последующую неисправность трансформатора тока либо подключаемых устройств, выводы трансформаторов маркируются буквенными и цифровыми обозначениями, как это показано на нижеприведенной схеме. Начало и конец первичной обмотки обозначают как Л1 и Л2 (линия), а начало и конец вторичной обмотки — как И1 и И2 (измерение). Обмотку напряжения необходимо подключать к проводам «фаза» и «ноль». С этой целью между выводами Л1 и И1 устанавливают специальную перемычку, а нулевой провод подсоединяют к третьему зажиму.

Трансформатора тока (общая схема)

В высоковольтных трансформаторах тока напряжением 6-10 кВ и более устанавливается несколько групп вторичных обмоток, к одной из которых подключают устройство защиты, а к прочим, более точным, – приборы учета или измерения.

 

Вторичные обмотки трансформаторов тока при установке в три фазы соединяют по методу «Звезды» (рис.1), при двухфазной установке – по схеме «Неполной звезды» (рис.2).

Чаще всего используются трансформаторы с номинальными значениями первичного  тока от 50 до 2000 А. Показатель вторичного тока в большинстве случаев составляет 5А.

Меры профилактики

Правильное подключение трансформатора тока – залог нормальной работы оборудования.

Электромонтаж цепей тока и напряжения должен производиться сообразно Правилам Устройства Электроустановок. Согласно нормативным документам, сечение медного провода в токовых цепях должно быть не менее 2,5 кв. мм, в цепях напряжения — не менее 1,5 кв.мм.

Вторичные цепи трансформаторов тока должны в обязательном порядке быть заземлены.  Это обеспечивает как сохранность самих приборов, так и безопасность людей.

 

Особенности эксплуатации

 

Каждый из трансформаторов тока должен обязательно подвергаться периодическим поверкам госповерителя и иметь на корпусе пломбу с соответствующим клеймом, а также отметку в техническом паспорте. Необходимо помнить об этом при установке нового трансформатора, следя за тем, чтобы на момент монтажа дата последующей госповерки не была просрочена. Поверка должна производиться регулярно, с интервалом в четыре-пять лет, в зависимости от марки трансформатора и его типа.

Принадлежность трансформатора к определенному классу предопределяет применение методики и установочного инструментария. Вместе с тем первичная установка или замена трансформатора тока регламентированы обязательными условиями работ, которые предусматривают соблюдение той или иной схемы подключения. Такие схемы могут различаться в зависимости от  требований организации, на которую производителем и поставщиком возложены вопросы компетенции в сфере генерации и доставки электроэнергии потребителям. В частности, ряд определенных различий имеют схемы подключения от Ленэнерго и Сбытовой компании.

Ленэнерго

Петербургская сбытовая компания

Самый простой и одновременно наиболее надежный вариант установки трансформатора в бытовых условиях — вызов электрика на дом. Это позволит, не нарушая нормативные требования, квалифицированно и в точном соответствии со всеми предписаниями выполнить весь комплекс монтажных и электротехнических работ.

Компания ЭлектроТехников предлагает Вам любые электромонтажные работы начиная с установки осветительных систем и заканчивая работами по автоматизации технических процессов:

 

Услуги электрика ( вызов электрика на дом )

Замена эл. счетчика

Ремонт проводки ( замена проводки )

Монтаж освещения

Установка эл. щита ( установка распределительного щита )

Установка розеток ( перенос розеток )

Проводка в квартирах ( проводка в коттеджах )

Слаботочные системы 

Монтаж теплого пола

Проектирование электроснабжения

Лабораторные испытания электроустановок

Электролаборатория 

Договор электроснабжения «под ключ»

 

 

Обслуживание

 

и другие услуги наш телефон: 333-43-16

 

 

Измерительные трансформаторы тока со встроенными преобразователями вторичного сигнала — Энергетика и промышленность России — № 22 (186) ноябрь 2011 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 22 (186) ноябрь 2011 года

Их основная особенность заключается в том, что они объединяют в себе измерительный трансформатор тока (ИТТ) и преобразователь вторичного сигнала ИТТ – конвертор. Эти трансформаторы применяются для автоматизации и менеджмента, а именно, для измерений, контроля и управления электродвигателями в различных технологических процессах, для управления насосами в водонапорных станциях и т. д.

Автоматизация таких процессов осуществляется с помощью компьютерной техники и в связи с этим электрические сигналы, поступающие от ИТТ, должны быть в диапазоне электрических сигналов, применяемых для данной техники. Ток должен быть в диапазоне от 0 до 20 mА или от 4 до 20 mА, а напряжение – от 0 до 10 В. Обычно вторичный ток измерительных трансформаторов тока равен 5 А или 1 А, поэтому для их применения в этих целях необходимо присоединение конверторов. Конечно, возможно использование отдельного ИТТ и отдельного конвертора для получения соответствующего сигнала, однако «интеллигентные трансформаторы» имеют целый ряд преимуществ перед обычными ИТТ и конверторами:

• последовательное присоединение ИТТ и конвертора приводит к понижению класса точности такой системы за счет сложения двух погрешностей измерений – отдельно ИТТ и конвертора. Суммарная погрешность измерений в таких системах может составлять 3‑5 процентов.

Применение «интеллигентных трансформаторов тока» позволяет повысить класс точности измерений до 0,5. Последнее достигается за счет того, что проводится калибровка ИТТ вместе со встроенным в него конвертором одновременно
• применение «интеллигентных трансформаторов тока» позволяет значительно сократить время монтажа, а также требует меньше места для монтажа. Кроме того, значительно сокращается число соединяемых проводов и, следовательно, возможность их обрыва. Все это достигается за счет того, что в «интеллигентных трансформаторах тока» ИТТ и конвертор выполняются в одном корпусе.

Рассмотрим несколько типов обычных «интеллигентных трансформаторов тока» шинного типа.

Тип А 

Его, в основном, применяют в различных технологических процессах совместно с PLC (Programmable logic controller) для контроля величины тока, проходящего через электродвигатели.

Тип B

Этот трансформатор тока не требует вспомогательного напряжения, и поэтому он идеален для простого и точного измерения.

Тип C

Этот трансформатор тока в зависимости от пожелания заказчика может выдавать вторичный сигнал как в миллиамперах (4‑20 mА стандартный) и (0‑20 mА), так и в вольтах (0‑10 В). Он требует вспомогательного напряжения ~ 220 В, которое гальванически разделено от основной вторичной цепи.

Тип D

Этот трансформатор имеет одновременно три выходных вторичных сигнала 3 х (4‑20 mA) или
3 х (0‑20 mA) или 3 х (0‑10 В). Он также требует вспомогательного напряжения 220 В.

Тип E

С помощью этого измерительного трансформатора, а также PLC (Programmable logic controller) возможно измерять и контролировать электрическую мощность, поэтому он идеален для такого применения.

В заключение хотелось бы представить также измерительные трансформаторы тока со встроенными реле. Их применение в технике позволяет контролировать работу электрооборудования в различных технологических процессах и обладает рядом преимуществ, указанных выше для «интеллигентных трансформаторов».

Тип G

В отличие от предыдущего типа ИТТ, этот тип ЕМ 305 позволяет регулировать величину тока срабатывания, а также имеет более короткое время включения и выключения.

Тип F

Этот ИТТ применим для переменного тока не более 100 А с фиксированным током срабатывания реле – 0,5А. По желанию заказчика возможно изготовление ИТТ и с другим фиксированным током срабатывания. Трансформатор использует вспомогательное напряжение – 24 В (DC), возможно также изготовление ИТТ со вспомогательным напряжением 110 В (DC). Срабатывание реле фиксируется также оптически, с помощью встроенного диода.

Общие сведения и методические указания о трансформаторах

Общие сведения. Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного (синусоидального) тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

Первые трансформаторы с разомкнутым магнитопроводом предложил в 1876 г.  П. Н. Яблочков, который применял их для питания электрической «свечи». В 1885 г. венгерские ученые М. Дери, О. Блати, К. Циперновский разработали однофазные промышленные трансформаторы с замкнутым магнитопроводом. Трехфазные трансформаторы появились в 1889 – 1891 гг. ( М. О. Доливо-Добровольский, Н. Тесла ).

Трансформаторы широко применяются в разных областях электротехники, радиотехники, электроники, в устройствах измерения, автоматического управления и регулирования.

По особенностям конструкции и применению трансформаторы можно разделить на силовые, сварочные, измерительные и специальные. Наибольшее применение в народном хозяйстве получили силовые трансформаторы, которые являются необходимым элементом промышленной электрической сети (см. рис. 3.39).

Генераторы на электростанциях вырабатывают электрическую энергию при напряжении не более 24 кВ, так как при более высоких напряжениях возникают трудности создания достаточной изоляции в электрических машинах. Передача электрической энергии на большие расстояния при таких относительно низких напряжениях экономически невыгодна из-за больших потерь в линии. Действительно, при низких напряжениях U та же мощность (P=UIcos()) получается при большем токе, следовательно, увеличивается мощность потерь в проводах RI2, т. е. необходимо увеличивать сечение проводов.

Поэтому на электрических станциях устанавливаются силовые трансформаторы, повышающие напряжение до 110, 220, 500, 750 и до 1150 кВ. У потребителейнапряжение при по­мощи трансформаторов понижается несколькими ступенями: на районных подстанциях до 35 (10) кВ, на подстанциях предприятий до 10 (6) кВ и, наконец, на подстанциях цехов и жилых районов — до 380/220 В.

По числу фаз трансформаторы подразделяются на однофазные и трехфазные. Каждая фаза трансформатора имеет первичную обмотку (к ней энергия подводится от источника) и вторичную обмотку (с нее энергия поступает к потребителю). Вторичных обмоток у трансформатора может быть несколько — в этом случае трансформаторы называются многообмоточными. Таким образом, однофазные трансформаторы имеют как минимум две обмотки, трехфазные — шесть.

Методические указания. Изучение конструкции и основ тео­рии трансформатора важно не только само по себе, но и является той базой, на основе которой изучаются асинхронные и синхронные машины.

В этой главе рассматриваются устройство и принцип действия трансформатора, намагничивание магнитопровода, векторные диаграммы и схемы замещения, уравнения электрического состояния, холостой ход и короткое замыкание, потери и КПД, специальные трансформаторы.

Для лучшего понимания теории работы трансформаторов необходимо повторить основные законы электротехники (Кирхгофа, электромагнитной индукции, полного тока), явления само- и взаимоиндукции.

При изучении теории важно понять физику процессов в нагруженном трансформаторе и, в частности, что при неизменном первичном напряжении магнитный поток трансформатора практически не зависит от нагрузки трансформатора, что МДС вторичной обмотки действует против МДС первичной обмотки, т. е. стремится размагнитить трансформатор, и что магнитный поток есть результат действия обеих этих МДС, что все изменения режима вторичной цепи вызывают изменения режима в первичной, что физика работы трансформатора описывается тремя уравнениями: электрического состояния первичной и вторичной цепей и МДС (2.5), (2.8), (2.9), что векторная диаграмма трансформатора (рис. 2.8), схема замещения (рис. 2.9) строятся на основе уравнений трансформатора. Для технически грамотной эксплуатации трансформаторов необходимо знать и использовать их номинальные данные, про­центное изменение напряжения, внешние характеристики, группы соединений.

Обмотки трансформаторов | Трансформаторы | Справка

Все обмотки трансформаторов по характеру намотки можно подразделить на следующие основные типы: цилиндрические из круглого и прямоугольного провода, винтовые, непрерывно катушечные и др.
Эти типы обмоток в свою очередь могут подразделяться по ряду второстепенных признаков: числу слоев или ходов, наличию параллельных ветвей, наличию транспозиций и т. д.
Простой цилиндрической обмоткой называется обмотка, сечение витка которой составляет один провод, а витки расположены без интервалов на цилиндрической поверхности так, что для перехода от какого-либо витка к любому другому витку нужно двигаться в осевом направлении обмотки.
Цилиндрической параллельной обмоткой называется обмотка, сечение витка которой составляет несколько параллельных проводов, а витки расположены (без интервалов между витками и проводами) на цилиндрической поверхности так, что для перехода от какого-либо провода одного витка к любому проводу другого витка нужно двигаться в осевом направлении обмотки.
Двухслойной простой цилиндрической или двухслойной цилиндрической параллельной называется обмотка, составленная из двух концентрически расположенных простых цилиндрических параллельных обмоток.
Цилиндрическая обмотка может быть намотана из нескольких проводов прямоугольного сечения. При этом желательно все параллельные провода брать одного сечения. Если же приходится комбинировать сечение витка из разных проводов, то рекомендуется брать не более двух различных сечений проводов. Обычно применяется намотка «плашмя». Допускается намотка на «ребро», в радиальном направлении обмотки, размеры обоих проводов следует выбирать обязательно равными между собой.
В производстве при намотке на обмоточном станке цилиндрическая обмотка является самой простой и дешевой из применяемых типов обмоток. Цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода может применяться при сечении витка не менее 5 мм2, равном минимальному сечению прямоугольного провода по сечению, что соответствует при наименьшей плотности тока в медном проводе нижнему пределу тока обмотки 15–18 А. Цилиндрическая двухслойная обмотка из прямоугольного провода  широко применяется для обмоток НН трехфазных и однофазных масляных силовых трансформаторов с мощностью на один стержень S ≤ 200 кВ*А при напряжении обмотки не выше 6 кВ.
В тех же пределах этот тип обмотки иногда применяется для обмоток ВН, однако более удобна в этом случае многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода.
Широкое применение находит цилиндрические многослойные обмотки из прямоугольного провода в одни или несколько параллельных проводов. Для таких обмоток напряжение составляет до 35 кВ, а мощность трансформатора до 80000 кВ*А.
Они используются для изготовления  обмоток как низкого напряжения, так и обмоток высокого напряжения трансформатора. Основное достоинство этих обмоток состоит в  простоте, малой стоимости и достаточно высокой электрической и механической прочности (рис. 1).

Рис. 1. Цилиндрические обмотки: а – однослойная; б – двухслойная;
в – многослойная из круглого провода; 1 – витки из прямоугольного провода; 2 – разрезные выравнивающие кольца; 3 – бумажно-бакелитовый цилиндр; 4 – конец первого слоя обмотки; 5 – вертикальные рейки; 6 – внутренние ответвления обмотки

Обычно винтовая обмотка наматывается на бумажно-бакелитовом цилиндре на рейках, расположенных по образующим цилиндра.
Радиальные каналы между витками образуются межвитковыми прокладками из электроизоляционного картона, нанизываемыми на рейки.
В параллельной винтовой обмотке параллельные провода наматываются на цилиндрические поверхности с разными диаметрами. Вследствие этого активные и реактивные сопротивления (в виду различной индукции поля рассеяния) параллельных проводов получаются неравными. Для выравнивания полных сопротивлений проводов во избежание неравномерного распределения тока в винтовой обмотке обязательно должна производиться транспозиция (перекладка) проводов (рис. 3).

Рис. 2. Винтовая обмотка: а – из одного провода в витке;
б – из нескольких параллельных проводов в витке

Рис. 3. Транспозиции проводов в винтовых обмотках: а – групповая; б – общая

Рис. 4. Схема транспозиции в винтовой обмотке из четырех параллельных проводов: 1–4 – провода

Применяются винтовые обмотки как обмотки НН в трансформаторах с напряжением на стороне НН от 230 В до 15,75 кВ включительно при мощности трансформатора на один стержень от 45 до 350 кВ*А.
Благодаря простоте и дешевизне изготовления наиболее часто применяется многослойная цилиндрическая обмотка трансформаторов, мощностью на один стержень до 200 кВ*А при классе напряжения не выше 35 кВ.
Разновидностью многослойной цилиндрической обмотки является катушечная обмотка, составленная из ряда отдельно расположенных в осевом направлении катушек, представляющих собой многослойные цилиндрические обмотки. Выполняется она, как правило, из одного круглого провода без применения параллельных проводов. Применяется для трансформатора с мощностью на один стержень не выше 350 кВ*А, при токе 40–45 А,  и только для выполнения обмоток ВН.

Рис. 5. Непрерывная катушечная обмотка

Особое внимание уделяется междуслойной изоляции, так как вследствие большого числа витков и последовательного соединения слоев между соседними витками, лежащих в разных слоях, возникают значительные напряжения. Так, например, в трансформаторах с мощностью на один стержень до 200 кВ*А при классе напряжения от 3 до 35 кВ суммарное рабочее напряжение двух слоев может достигнуть 5000–6000 В, а испытательное 10000–12000 В. В качестве междуслойной изоляции хорошие результаты дает кабельная бумага, положенная в несколько слоев.
Применение меньшего числа слоев более толстого электрокартона не оправдывает себя, так как картон менее эластичен, чем кабельная бумага, а при намотке сильно натянутого провода дает листные изломы, что в дальнейшем приводит к прибою междуслойной изоляции.
Простой непрерывной катушечной обмоткой называется обмотка, составленная из ряда расположенных в осевом направлении и соединенных последовательно катушек, намотанных из прямоугольного провода по плоской спирали, с радиальными охлаждающими каналами между всеми или частью катушек. Высота катушки равна высоте провода.
Непрерывная катушечная обмотка называется параллельной, если сечение каждого витка составлено двумя или более параллельными проводами и число витков в катушке более одного (рис. 5).
Обмотка называется непрерывной, если ее намотка ведется одним (двумя, тремя и более) проводом без перепайки концов последовательно соединенных катушек. Непрерывная  катушечная обмотка не имеет обрывов и паек провода.

Благодаря высокой механической прочности, легкости распределения витков обмотки по катушкам, удобству выполнения регулировочных ответвлений, сравнительной простоте намотки, отсутствию перепаек между катушками и простоте насадки на сердечник, непрерывная катушечная обмотка находит широкое применение в качестве обмотки ВН для трансформаторов с мощностью на один стержень от 50 до 20000 кВ*А и выше, при токах нагрузки от 10–15 А и выше. Этот тип обмотки находит применение также и в качестве обмоток НН при токах от 17–20 и до 300 А (рис. 6, 7).

Рис. 6. Часть катушки непрерывной обмотки с двумя параллельными проводами в витке

Рис. 7. Переходы в катушках непрерывной обмотки

При напряжении 110 кВ и выше применяется только непрерывная катушечная обмотка. Если виток обмотки выполняется из нескольких параллельных проводов, то необходимо проводить транспозицию параллельных проводов аналогично, как это производится в винтовых параллельных обмотках.

Types of Transformer — разные типы трансформаторов

Существуют различных типов трансформаторов , используемых в электроэнергетической системе для различных целей, таких как генерация, распределение и передача и использование электроэнергии.

Различные типы трансформаторов: повышающий и понижающий трансформатор, силовой трансформатор, распределительный трансформатор, измерительный трансформатор, содержащий трансформатор тока и напряжения, однофазный и трехфазный трансформатор, автотрансформатор и т. Д.

Состав:

Различные типы трансформатора

Различные типы трансформатора, показанные на рисунке выше, подробно поясняются ниже.

Повышающий и понижающий трансформатор

Этот тип трансформатора классифицируется на основе количества витков в первичной и вторичной обмотках и наведенной ЭДС.

Повышающий трансформатор преобразует низковольтный сильноточный переменный ток в высоковольтную слаботочную систему переменного тока. В этом типе трансформатора количество витков во вторичной обмотке больше, чем количество витков в первичной обмотке.Если (В 2 > В 1 ) напряжение на выходе повышается и называется повышающим трансформатором

.

Понижающий трансформатор преобразует высокое первичное напряжение, связанное с низким током, в низкое напряжение с высоким током. В трансформаторе этого типа количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Если (В 2 1 ) уровень напряжения на выходе понижается и известен как понижающий трансформатор

.

Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы используются в сетях передачи более высокого напряжения.Номиналы силового трансформатора следующие: 400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ. В основном они рассчитаны на мощность более 200 МВА. В основном устанавливается на генерирующих станциях и передающих подстанциях. Они рассчитаны на максимальную эффективность 100%. Они больше по размеру, чем распределительный трансформатор.

При очень высоком напряжении мощность не может быть передана потребителю напрямую, поэтому мощность понижается до желаемого уровня с помощью понижающего силового трансформатора.Трансформатор загружен не полностью, поэтому потери в сердечнике происходят в течение всего дня, но потери в меди зависят от цикла нагрузки распределительной сети.

Если силовой трансформатор подключен к сети передачи, колебания нагрузки будут очень меньшими, поскольку они не подключены напрямую со стороны потребителя, но при подключении к распределительной сети будут колебания нагрузки.

Трансформатор нагружен на передающей станции в течение 24 часов, таким образом, потери в сердечнике и меди будут происходить в течение всего дня.Силовой трансформатор экономичен, когда мощность генерируется при низком уровне напряжения. Если уровень напряжения повышается, то ток силового трансформатора уменьшается, что приводит к потерям I 2 R, а также увеличивается регулировка напряжения.

Распределительный трансформатор

Этот тип трансформатора имеет более низкие номиналы, такие как 11 кВ, 6,6 кВ, 3,3 кВ, 440 В и 230 В. Они имеют номинальную мощность менее 200 МВА и используются в распределительной сети для преобразования напряжения в энергосистеме путем понижения напряжения. уровень, на котором электрическая энергия распределяется и используется на стороне потребителя.

Первичная обмотка распределительного трансформатора намотана эмалированным медным или алюминиевым проводом. Толстая лента из алюминия и меди используется для изготовления вторичной обмотки трансформатора, которая представляет собой обмотку с высоким током и низким напряжением. В качестве изоляции используется пропитанная смолой бумага и масло.

Масло в трансформаторе используется для

  • Охлаждение
  • Изоляция обмоток
  • Защита от влаги

Различные типы распределительных трансформаторов подразделяются на следующие категории и показаны на рисунке ниже

  • Место установки
  • Тип изоляции
  • Характер поставки


Распределительный трансформатор менее 33 кВ используется в промышленности, а 440, 220 В — в быту.Он меньше по размеру, прост в установке, имеет низкие магнитные потери и не всегда полностью загружен.

Так как он не работает при постоянной нагрузке в течение 24 часов, так как днем ​​его нагрузка находится на пике, а в ночное время он загружен очень слабо, поэтому эффективность зависит от цикла нагрузки и рассчитывается как эффективность на весь день. Распределительные трансформаторы рассчитаны на максимальный КПД от 60 до 70%

Использование распределительного трансформатора

  • Применяется в насосных станциях с уровнем напряжения ниже 33 кВ
  • Электроснабжение электропроводов железных дорог электрифицированных АС
  • В городских районах многие дома питаются от однофазного распределительного трансформатора, а в сельской местности может быть возможно, что для одного дома потребуется один трансформатор в зависимости от нагрузки.
  • Многоканальные распределительные трансформаторы используются в промышленных и коммерческих помещениях.
  • Используется в ветряных электростанциях, где электроэнергия вырабатывается ветряными мельницами. Там он используется как коллектор для подключения подстанций, удаленных от ветроэнергетической системы.

Измерительный трансформатор

Трансформатор тока

    • Трансформатор тока используется для измерения, а также для защиты. Когда ток в цепи является высоким для подачи непосредственно на измерительный прибор, трансформатор тока используется для преобразования большого тока в желаемое значение тока, необходимого в цепи.
    Первичная обмотка трансформатора тока подключена последовательно к основному источнику питания и различным измерительным приборам, таким как амперметр, вольтметр, ваттметр или катушка защитного реле. У них есть точный коэффициент тока и фазовое соотношение, позволяющее измерить точность измерения на вторичной стороне. Термин «отношение» имеет большое значение в компьютерной томографии.
    Например, если его соотношение составляет 2000: 5, это означает, что трансформатор тока имеет выходную мощность 5 ампер, когда входной ток составляет 2000 ампер на первичной стороне.Точность трансформатора тока зависит от многих факторов, таких как нагрузка, нагрузка, температура, изменение фазы, номинал, насыщение и т. Д.
    В трансформаторе тока полный первичный ток представляет собой векторную сумму тока возбуждения и тока, равного реверс вторичного тока, умноженный на коэффициент трансформации.


Где,
I p — первичный ток
I с — вторичный или реверсивный ток
I 0 — ток возбуждения
K T — коэффициент поворота

Трансформатор потенциала

Трансформатор напряжения также называют трансформатором напряжения.Первичная обмотка подключена к линии высокого напряжения, напряжение которой должно быть измерено, а все измерительные приборы и измерители подключены к вторичной обмотке трансформатора.

Основная функция трансформатора потенциала — понижать уровень напряжения до безопасного предела или значения. Первичная обмотка трансформатора напряжения заземлена в качестве точки безопасности.

Например, отношение напряжения первичной обмотки к вторичной задается как 500: 120, это означает, что выходное напряжение составляет 120 В, когда напряжение 500 В подается на первичную обмотку.Различные типы трансформаторов напряжения показаны ниже на рисунке

.
  • Электромагнитный (трансформатор с проволочной обмоткой)
  • Конденсатор (конденсаторный трансформатор напряжения CVT использует конденсаторный делитель напряжения)
  • Оптический (работает над электрическими свойствами оптических материалов)

Ошибка напряжения в процентах определяется уравнением, приведенным ниже

Однофазный трансформатор

Однофазный трансформатор — это статическое устройство, работающее по принципу закона взаимной индукции Фарадея.При постоянном уровне частоты и изменении уровня напряжения трансформатор передает мощность переменного тока из одной цепи в другую. В трансформаторе есть два типа обмоток. Обмотка, на которую подается питание переменного тока, называется первичной обмоткой, а во вторичной обмотке подключена нагрузка.

Трехфазный трансформатор

Если взять три однофазных трансформатора и соединить их вместе со всеми тремя первичными обмотками, соединенными друг с другом как одна, а все три вторичные обмотки связаны друг с другом, образуя одну вторичную обмотку, то говорят, что трансформатор ведет себя как трехфазный трансформатор, то есть группа из трех однофазных трансформаторов, соединенных вместе, которые действуют как трехфазный трансформатор.

Трехфазный источник питания в основном используется для производства, передачи и распределения электроэнергии в промышленных целях. Менее затратно собрать три однофазных трансформатора для образования трехфазного трансформатора, чем купить один одиночный трехфазный трансформатор. Подключение трехфазного трансформатора может быть выполнено по схеме звезда (звезда) и треугольник (сетка).

Соединение первичной и вторичной обмоток может быть выполнено различными комбинациями, показанными ниже

Первичная обмотка Вторичная обмотка
Звездочка (звезда) Звездочка
Дельта (сетка) Дельта
Звезда Дельта
Дельта Звезда

Комбинация первичной обмотки и вторичной обмотки выполняется по схеме звезда-звезда, треугольник-треугольник, звезда-треугольник и треугольник.

Типы трансформаторов: работа и их применение

«ТРАНСФОРМАТОР» — одна из старейших инноваций в электротехнике. Трансформатор — это электрическое устройство, которое может использоваться для передачи мощности от одной цепи к другой без физического контакта и без изменения своих характеристик, таких как частота, фаза. Это важное устройство в любой электрической схеме сети. Он состоит в основном из двух цепей, а именно из первичных цепей и одной или нескольких вторичных цепей.Пожалуйста, перейдите по ссылке Все, что вам нужно знать о трансформаторах и работе трансформаторов. В этом обсуждении мы имеем дело с различными типами трансформаторов.

Принцип работы трансформатора

Работа трансформатора зависит от закона электромагнитной индукции Фарадея. Явление взаимной индукции между двумя или более обмотками отвечает за преобразование мощности.

Согласно законам Фарадея, «Скорость изменения магнитной связи во времени прямо пропорциональна ЭДС, индуцированной в проводнике или катушке».

E = N dϕ / dt

Где,

E = Индуцированная ЭДС

N = количество витков

dϕ = Изменение потока

dt = Изменение во времени

Типы трансформаторов

Там несколько типов трансформаторов, используемых в электроэнергетической системе для различных целей, например, для выработки, распределения и передачи электроэнергии, а также для использования электроэнергии. Трансформаторы классифицируются на основе уровней напряжения, используемой основной среды, расположения обмоток, использования и места установки и т. Д.Здесь мы обсуждаем различные типы трансформаторов: повышающий и понижающий трансформатор, распределительный трансформатор, трансформатор напряжения, силовой трансформатор, трансформатор 1-ϕ и 3-ϕ, автотрансформатор и т. Д.

Различные типы трансформаторов

Типы трансформаторов на основе Уровни напряжения

Это наиболее часто используемые типы трансформаторов для всех приложений. В зависимости от соотношения напряжений между первичной и вторичной обмотками трансформаторы классифицируются как повышающие и понижающие трансформаторы.

Повышающий трансформатор

Как следует из названия, вторичное напряжение повышается в определенном соотношении по сравнению с первичным напряжением. Этого можно достичь, увеличив количество обмоток во вторичной обмотке, чем в первичной, как показано на рисунке. На электростанции повышающий трансформатор используется в качестве трансформатора подключения генератора к сети.

Повышающий трансформатор
Понижающий трансформатор

Он используется для понижения уровня напряжения от более низкого до более высокого уровня на вторичной стороне, как показано ниже, так что он называется понижающим трансформатором.Обмотка больше поворачивается на первичной стороне, чем на вторичной.

Понижающий трансформатор

В распределительных сетях понижающий трансформатор обычно используется для преобразования высокого напряжения сети в низкое напряжение, которое может использоваться для бытовой техники.

Типы трансформаторов в зависимости от используемой среды сердечника

В зависимости от среды, помещенной между первичной и вторичной обмотками, трансформаторы классифицируются как с воздушным сердечником и железным сердечником

Трансформатор с воздушным сердечником

Обмотка первичной и вторичной обмоток на немагнитной полосе, где магнитная связь между первичной и вторичной обмотками осуществляется по воздуху.

По сравнению с железным сердечником взаимная индуктивность в воздушном сердечнике меньше, т.е. в воздушной среде сопротивление создаваемому потоку велико. Но гистерезис и потери на вихревые токи полностью устранены в трансформаторе с воздушным сердечником.

Трансформатор с воздушным сердечником
Трансформатор с железным сердечником

Как первичная, так и вторичная обмотки намотаны на несколько пучков железных пластин, которые обеспечивают идеальный путь связи с генерируемым магнитным потоком. Он обеспечивает меньшее сопротивление потоку связи из-за проводящих и магнитных свойств железа.Это широко используемые трансформаторы с высоким КПД по сравнению с трансформаторами с воздушным сердечником.

Трансформатор с железным сердечником

Типы трансформаторов на основе расположения обмоток

Трансформаторы на основе расположения обмоток рассматриваются ниже.

Двухобмоточный трансформатор

Трансформаторы, основанные на обмотках, например, двухобмоточный трансформатор, включают две отдельные обмотки для каждой фазы, например, первичной и вторичной. Здесь первичная обмотка может питаться через вход переменного тока, а вторичная может быть подключена через нагрузку.Эти две обмотки электрически изолированы, но связаны магнитно.

Индуцированная ЭДС во вторичной обмотке возникает из-за переменного магнитного потока, который может быть вызван изменением тока внутри первичной обмотки, что также называется взаимной индукцией. Таким образом, напряжение o / p возникает просто из-за индукции. Это напряжение в основном зависит от соотношения обмоток и может повышать или понижать входное напряжение.

AutoTransformer

Стандартные трансформаторы имеют первичную и вторичную обмотки, расположенные в двух разных направлениях, но в обмотках автотрансформатора первичная и вторичная обмотки соединены друг с другом последовательно как физически, так и магнитно, как показано на рисунке ниже.

Автотрансформатор

На одной общей катушке, которая образует как первичную, так и вторичную обмотку, напряжение в которой изменяется в зависимости от положения ответвлений вторичной обмотки на корпусе обмоток катушки.

Трансформаторы на основе использования

В зависимости от необходимости они классифицируются как силовой трансформатор, измерительный трансформатор распределительного трансформатора и защитный трансформатор.

Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы имеют большие размеры. Они подходят для передачи энергии высокого напряжения (более 33 кВ).Он используется на электростанциях и передающих подстанциях. Обладает высоким уровнем теплоизоляции.

Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы различных типов: автотрансформаторы, многофазные, утечки и резонансные.

Распределительный трансформатор

Эти трансформаторы используются для распределения электроэнергии, вырабатываемой электростанцией, в удаленные места. В основном он используется для распределения электроэнергии при низком напряжении ниже 33кВ для промышленных целей и 440-220В для бытовых целей.

  • Он работает с низким КПД при 50-70%
  • Малый размер
  • Простая установка
  • Низкие магнитные потери
  • Он не всегда полностью загружен
Распределительный трансформатор

Типы распределительных трансформаторов классифицируются в зависимости от различных факторов такие как место установки, тип изоляции, количество фаз, класс напряжения и BIL или базовый уровень импульсной изоляции.

Измерительный трансформатор

Используется для измерения электрических величин, таких как напряжение, ток, мощность и т. Д.Они классифицируются как трансформаторы напряжения, трансформаторы тока и т. Д.

Трансформатор тока
Трансформатор потенциала

Трансформатор напряжения также известен как трансформатор напряжения. В этом трансформаторе первичная обмотка может быть подключена к линии ВН (высокого напряжения), напряжение которой должно быть рассчитано, а все инструменты, используемые для измерения и счетчики, подключены к вторичной обмотке трансформатора. Основное назначение этого трансформатора — снизить уровень напряжения до безопасного предела в противном случае.В этом трансформаторе первичная обмотка заземлена как точка безопасности.

Различные типы трансформаторов напряжения — это трансформаторы с обычной обмоткой и конденсаторные трансформаторы напряжения. По сравнению с конденсаторным типом напряжения, обычный тип намотки является дорогостоящим из-за необходимости изоляции.

Трансформатор тока

Трансформатор тока (ТТ) в основном используется для измерения, а также для обеспечения безопасности. Когда ток в цепи становится высоким для непосредственного воздействия на измерительный прибор, этот трансформатор в основном используется для преобразования высокого тока в предпочтительное значение тока, необходимого в цепи.

Трансформатор тока

В этом трансформаторе основная обмотка подключена последовательно к основному источнику питания, а также к различным измерительным приборам, таким как вольтметр, амперметр, катушка защитного реле или ваттметр. Эти трансформаторы включают коэффициент тока, соотношение фаз и точность, чтобы измерить точность измерения на второстепенной стороне. В этом трансформаторе термин «коэффициент» имеет огромное значение для ТТ.

Типы трансформаторов тока бывают трех типов: обмотанные, тороидальные и стержневые.

Трансформатор тока с обмоткой

Первичная обмотка трансформатора может быть физически соединена последовательно с помощью проводника. Здесь этот проводник проводит измеряемый ток внутри цепи. Величина вторичного тока в основном зависит от коэффициента трансформации трансформатора.

Тороидальный трансформатор тока

Этот трансформатор не имеет первичной обмотки. Вместо этого линия, которая удерживает ток в цепи, проходит через отверстие или окно внутри этого трансформатора.Некоторые из трансформаторов тока включают в себя разделенный сердечник, который используется для открытия, закрытия и установки без разделения сети, к которой они подключены.

Преобразователь тока стержневого типа

В этом трансформаторе используется настоящий кабель, в противном случае — шина основной сети, такая как первичная обмотка, что эквивалентно только скручиванию. Они полностью защищены от высоких напряжений системы и, как правило, прикреплены болтами к устройству, по которому проходит ток.

Защитные трансформаторы

Этот тип трансформатора используется для защиты компонентов.Основное различие между измерительными трансформаторами и защитными трансформаторами заключается в точности, которая означает, что защитные трансформаторы должны быть точными по сравнению с измерительными трансформаторами.

Измерительный трансформатор

Обычно измерительный трансформатор называют изолирующим трансформатором или измерительным трансформатором. Это электрическое устройство, которое в основном используется для изменения уровня напряжения и тока. Основная цель этого трансформатора — надежно изолировать вторичную обмотку, когда первичная обмотка имеет высокое напряжение и источник тока, чтобы счетчики энергии, реле или измерительные приборы были связаны со вторичной обмоткой трансформатора, которая не будет повреждена.

Измерительные трансформаторы

Трансформаторы на основе фазы

Трансформаторы на основе фазы рассматриваются ниже.

Однофазный трансформатор

Это стационарное устройство, и принцип работы однофазного трансформатора в основном зависит от закона взаимной индукции Фарадея. При стабильном уровне частоты и разности напряжений этот тип трансформатора передает мощность переменного тока, используя одну цепь в другую. Этот трансформатор включает в себя два типа обмоток: первичную и вторичную.Питание переменного тока подается на первичную обмотку, а нагрузка подключена ко вторичной обмотке.

Однофазный трансформатор
Трехфазный трансформатор

Если три однофазных трансформатора используются и соединяются вместе, все их 3-первичные обмотки соединены друг с другом как одна. Все 3 вторичные обмотки соединены друг с другом как одна вторичная обмотка. Таким образом, этот трансформатор называется трехфазным трансформатором. Трехфазное электроснабжение в основном используется для производства, передачи и распределения электроэнергии в промышленности.Сборка этого трансформатора не дорогая, и подключение этого трансформатора может быть выполнено через соединения типа звезда и треугольник.

Трехфазный трансформатор

Соединение двух обмоток трансформатора может быть выполнено с помощью различных комбинаций, как показано ниже.

Первичная обмотка

Вторичная обмотка

Звезда (звезда)

Звезда

Дельта

Delta

Delta

Star

Вышеупомянутые комбинации для первичной и вторичной обмоток: (звезда), треугольник (сеть), треугольник, звезда-треугольник и треугольник звезда.

Трансформатор корпусного типа

Конструкция этого типа трансформатора имеет прямоугольную форму, а сердечник охватывает значительную часть двух обмоток, таких как первичная и вторичная, которые расположены внутри одной ветви. Расположение катушек может быть выполнено путем намотки многослойной формы диска, где слои этого диска изолированы друг от друга через бумагу.

Трансформатор ягодного типа

Обычно трансформатор ягодного типа представляет собой трансформатор с распределенным сердечником и корпусом.Итак, конструкция этого трансформатора похожа на спицы колеса, потому что магнитопровод похож на спицы колеса. Эти жилы расположены в форме прямоугольника. В этом типе трансформатора количество магнитных полос в ягодном типе превышает два, которые являются независимыми, поскольку включают в себя распределенные магнитные полосы.

Для покрытия трансформатора всю его конструкцию можно погрузить в трансформаторное масло, а также использовать металлические листы, которые плотно соединены.Конструирование металлических резервуаров может быть выполнено, в частности, с использованием высококачественной стальной пластины, которая соединяется с прочной конструкцией. После этого для изоляции трансформатор можно заливать через трансформаторное масло. Во избежание утечки необходимо соблюдать особую осторожность.

Трансформатор с масляным охлаждением и трансформатор сухого типа

В настоящее время существует два типа трансформаторов, которые в основном используются, например, трансформаторы сухого типа и масляные трансформаторы. В трансформаторе сухого типа в качестве охлаждающей среды используется воздух, тогда как в трансформаторе с жидкостным охлаждением используется масло.Несмотря на то, что оба типа трансформаторов имеют схожие конечные результаты, между ними есть несколько различий, таких как техническое обслуживание, стоимость, шум, эффективность, возможность вторичной переработки, расположение и допустимые напряжения.

Принимая во внимание вышеупомянутые переменные, масляные трансформаторы являются лучшим вариантом. А вот масляные агрегаты в принципе нельзя утилизировать ни в каком состоянии. Трансформатор сухого типа — лучший и во многих случаях необходимый выбор для промышленных и внутренних процессов, поскольку они более безопасны для использования рядом с людьми, а также в местах, где может возникнуть пожар.

Типы трансформаторов, используемых в области электроники

В области электроники используются различные небольшие трансформаторы, которые могут быть установлены на печатной плате или закреплены на небольшой площади продукта. Трансформаторы, используемые в области электроники, обсуждаются ниже.

Импульсный трансформатор

Импульсный трансформатор расположен на печатной плате, который генерирует электрические сигналы со стабильной амплитудой. Этот вид трансформатора используется в нескольких цифровых схемах, где требуется генерация импульса в изолированной среде.Таким образом, эти трансформаторы разделяют первичную и вторичную обмотки и распределяют первичные импульсы по вторичной цепи, часто к драйверам или цифровым логическим вентилям. Правильно сконструированные импульсные трансформаторы должны требовать паразитной емкости, надлежащей гальванической развязки и небольшой утечки.

Трансформатор аудиовыхода

Этот трансформатор также применим в области электроники. Он особенно используется в приложениях, связанных со звуком, где необходимо согласование импеданса.Этот вид трансформатора управляет схемой усилителя, а также обычно нагружает громкоговоритель. Этот трансформатор включает в себя несколько катушек, таких как первичная и вторичная, разделенных по центру.

Трансформаторы по месту использования

Классифицируются как внутренние и наружные трансформаторы. Внутренние трансформаторы имеют хорошую крышу, как в обрабатывающей промышленности. Наружные трансформаторы — это не что иное, как трансформаторы распределительного типа.

Типы трансформаторов для установки внутри и снаружи помещений

Применения типов трансформаторов

Применения различных типов трансформаторов включают следующее.

  • Силовой трансформатор используется для увеличения или уменьшения напряжения в распределительной сети.
  • Распределительный трансформатор в основном используется для понижения напряжения для распределения между коммерческими и бытовыми потребителями.
  • Измерительный трансформатор используется для снижения высокого напряжения, а также тока, после чего его можно измерить и осторожно использовать с помощью обычных устройств.
  • Однофазный трансформатор часто используется для питания розеток, освещения жилых помещений, переменного тока и отопления.
  • Трехфазный трансформатор используется для экономичного распределения электроэнергии.
  • Автотрансформаторы и двухобмоточные обычно используются для увеличения или уменьшения напряжения в сетях, например, от передачи к распределительной.
  • Трансформаторы с масляным охлаждением используются на электрических подстанциях или в распределительных сетях.
  • Трансформаторы с воздушным охлаждением обеспечивают недорогой метод корректировки более низкого или более высокого номинального напряжения для эффективной работы электрического оборудования.

Это все о различных типах трансформаторов. Мы надеемся, что вы, возможно, почерпнули некоторые ценные идеи и концепции из этой статьи о преобразователе, после тщательного ее прочтения. Кроме того, мы призываем вас поделиться своими знаниями по этой конкретной теме или темам электрических и электронных проектов, поскольку это станет для нас ценным предложением. Однако для получения дополнительных сведений, предложений и комментариев вы можете оставить комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос , какие типы трансформаторов основаны на использовании?

Типы трансформаторов

Если вы не один из суперзвезд, занимающихся лазанием по столбам, ремонтом подстанций и электрическими испытаниями, вы, вероятно, не думаете все время о трансформаторах.

Что ж, теперь все меняется.

Трансформаторы повсюду.

И поверьте мне, вы пожинаете плоды от них каждый день — осознаёте вы это или нет.

В наших домах мы используем переменный ток (AC), потому что его легче генерировать и передавать. Переменный ток обычно передается при более высоком напряжении, а затем преобразует в более безопасное и пригодное для использования более низкое напряжение — питая электричество, которое мы все знаем и любим и без которого не можем представить себе жизнь!

Сейчас мы не будем вдаваться в подробности того, как работают трансформаторы сегодня, поскольку этот блог посвящен типам трансформаторов.Но на самом базовом уровне трансформаторы принимают более высокие напряжения и преобразуют их в более низкие полезные напряжения, как мы упоминали выше. Если вы хотите узнать больше о науке, лежащей в основе этого электромагнитного преобразования, мы рекомендуем посмотреть этот короткий анимационный ролик.

Итак, какие бывают трансформаторы?

Силовые трансформаторы

Силовой трансформатор передает электричество между генератором и первичными цепями распределения.Это немного сбивает с толку, потому что многие используют термин «силовой трансформатор» для обозначения группы трансформаторов, а не конкретного типа конструкции. Точно так же некоторые даже называют большие передающие трансформаторы силовыми трансформаторами, чтобы легко различать распределительные трансформаторы.

Независимо от точного определения, силовые трансформаторы могут выполнять одну из трех задач: повышать выходное напряжение генератора до уровня напряжения системы передачи, понижать напряжения передачи до безопасных уровней для распределения или понижать напряжение до уровня вспомогательной энергосистемы в генерирующая станция.

Силовые трансформаторы также могут относиться к одному из двух классов — класс I или класс II. Могу добавить, что очень оригинальная система именования. В любом случае силовые трансформаторы класса I имеют обмотки высокого напряжения 69 кВ и ниже, а силовые трансформаторы класса II имеют обмотки высокого напряжения от 115 кВ до 765 кВ.

Чтобы немного усложнить задачу, вы также можете разделить их на категории по размеру — маленький, средний или большой. Трансформаторы малой мощности находятся под напряжением 69 кВ, средние — до 230 кВ, а трансформаторы большой мощности — от 138 до 765 кВ.

Автотрансформаторы

А теперь давайте еще больше усложним задачу. Автотрансформаторы технически подпадают под категорию больших силовых трансформаторов, но они обычно используются в качестве промежуточных трансформаторов передачи, которые могут использоваться либо в повышающем, либо в понижающем режиме. Что такое межсетевой трансформатор? Отличный вопрос. Межкомпонентный трансформатор помогает соединять сети переменного тока с различным напряжением друг с другом, что является действительно важной особенностью электросети.

Обычно ваши автотрансформаторы будут самыми мощными силовыми трансформаторами в вашей системе передачи, работающими с довольно сбалансированной и постоянной нагрузкой. Кроме того, они более экономичны, чем силовые трансформаторы с отдельными обмотками, поскольку между последовательной обмоткой и общей обмоткой существует физическое соединение. В основном это означает, что обмотка высокого напряжения состоит из последовательной обмотки, соединенной последовательно с общей обмоткой, а обмотка низкого напряжения является общей обмоткой.

Еще не запутались? Я тоже. Но все, что вам действительно нужно знать, это то, что он занимает треть места обычного трансформатора того же номинала, что является большим плюсом.

В идеале вы не хотите, чтобы ваш автотрансформатор был меньше половины обычного трансформатора, поскольку вам нужно учитывать пространство, которое занимают ответвления и третичные обмотки. Размер меньше половины не идеален для производительности.

Но у автотрансформаторов есть один недостаток — низкий импеданс.При низком импедансе ток короткого замыкания автотрансформатора намного выше, чем у обычного трансформатора. Чтобы противодействовать этому, автотрансформаторы обычно проектируются с более высоким, чем обычно, импедансом, что просто увеличивает фактический размер устройства, что противоречит положительным моментам, о которых мы упоминали выше. Фу.

Генераторные повышающие трансформаторы

Переходим к GSU или повышающим трансформаторам генератора. Кому не нравятся хорошие аббревиатуры, верно?

В любом случае, GSU ​​(иногда также называемые главными или блочными трансформаторами) повышают напряжение от генератора до самого высокого напряжения передачи для сети передачи.Это определение — всего лишь перестановка самой фразы, буквально нарушающая все правила определения этикета, которые я когда-либо усвоил. Очень полезно, но, думаю, я позволю этому ускользнуть.

Подключенные непосредственно к генератору, GSU ​​обычно работают при постоянной нагрузке, близкой к их полной номинальной мощности. Поскольку они постоянно работают при номинальной температуре, они будут стареть намного быстрее, чем другие трансформаторы. Если вы читали какой-либо из этих блогов раньше, то знаете, что чрезмерная жара — это всегда плохо.Если только вы не кактус…

GSU

обычно не защищены автоматическим выключателем между генератором и трансформатором, поэтому они также могут сильно пострадать от тока короткого замыкания (и в течение длительных периодов времени), что может привести к огромным перенапряжениям. Если используется генераторный выключатель, то GSU может фактически использоваться для питания вспомогательных систем сети.

Тебе уже надоели эти разговоры о трансформаторе? Подождите, мы почти закончили.

Вспомогательные трансформаторы

Вспомогательные трансформаторы питают вспомогательные нагрузки электростанции (например, питающие насосы, насосы охлаждающей жидкости и предохранительные устройства, необходимые для работы электростанции).Есть несколько различных типов вспомогательных трансформаторов, за которыми нужно следить, но, к счастью, у нас есть больше сокращений, чтобы облегчить нашу жизнь.

Блок вспомогательных трансформаторов (UAT) подключается к той же шине, что и генератор, понижая напряжение для питания шин системы вспомогательного питания. Когда генератор работает, UAT обеспечивает вспомогательную нагрузку.

Резервный вспомогательный трансформатор (RAT) или пусковой вспомогательный трансформатор (SAT) — это резервные трансформаторы, которые подключаются к внешней системе высокого напряжения и обеспечивают вспомогательное питание установки во время пусков или простоев.

Все вспомогательные трансформаторы относительно важны для безопасной эксплуатации предприятия, поэтому вы не хотите видеть с ними проблем, иначе вы можете столкнуться с возможной остановкой установки. Нехорошо.

Что ж, у нас сегодня, к сожалению, не хватает времени, но нам еще нужно покрыть кучу трансформаторов. Так что не забудьте вернуться на следующей неделе, чтобы узнать, какие из них мы не учли. Вы не пожалеете. А пока ознакомьтесь с этим Руководством по измерению коэффициента трансформации, если вы готовы серьезно отнестись к своей программе испытаний трансформатора.

— Мередит Кентон, специалист по цифровому маркетингу Есть идея для блога? Напишите мне

Что такое трансформатор, как он работает и разные типы трансформаторов

Если вы какое-то время знакомы с электрическими приборами, то наверняка слышали о трансформаторе. Да, это те огромные громоздкие вещи, которые можно найти на углах улиц, которые издают случайные пугающие звуки и иногда издают искры. Зарядное устройство для вашего телефона также имеет своего рода небольшой трансформатор, но он намного меньше и с совершенно другим механизмом.

Что такое трансформатор?

Трансформатор — это устройство, использующее принципы электромагнетизма для преобразования одного напряжения или тока в другое. Он состоит из пары изолированных проводов, намотанных на магнитопровод. Обмотка, к которой мы подключаем преобразованное напряжение или ток, называется первичной обмоткой, а выходная обмотка — вторичной обмоткой.

Трансформаторы

бывают двух типов: повышающие, которые увеличивают напряжение или ток, и понижающие, что снижает входное напряжение или ток.Например, трансформаторы в вашей микроволновой печи — это вторичный трансформатор, который используется для подачи около 2200 Вольт на вакуумную лампу в микроволновой печи.

Следует отметить, что трансформаторы работают только с переменным или переменным напряжением и не работают с постоянным током. Теперь мы узнаем почему.

Насколько важны трансформаторы в электрической системе?

Это было примерно в 1856 году, когда два блестящих ума Никола Тесла и Томас Эдисон соперничали друг с другом.Это были времена, когда электричество и его применение, например, накаливание лампочки и запуск двигателя, были только заметны. Именно Эдисон и его соратники первыми открыли систему постоянного тока, а через некоторое время после этого Тесла придумал свою систему переменного тока (переменного тока). С тех пор оба пытались доказать, что их система более выгодна, чем другая.

К тому времени настало время для электричества в дома. Пока Эдисон был занят демонстрацией того, насколько опасен переменный ток, убивая слонов электрическим током, Тесла и его команда придумали трансформаторы, которые сделали передачу электричества намного проще и эффективнее.Даже сегодня трансформаторы играют жизненно важную роль в системе передачи. Давай узнаем почему.

Передача электроэнергии с высоким напряжением и малым током поможет нам уменьшить толщину проводов передачи и, следовательно, стоимость, а также повысить эффективность системы. По этой причине стандартная система передачи может иметь напряжение от 22 кВ до 66 кВ, в то время как некоторые генераторы на электростанции имеют выходное напряжение всего 11 кВ, а бытовому прибору переменного тока требуется только 220 В / 110 В.Итак, где происходит это преобразование напряжения и кто это делает.

Ответ на вопрос — трансформаторы. От электростанции до вашего дома в системе будут трансформаторы, которые будут повышать (повышать напряжение) или понижать (понижать напряжение) напряжение для поддержания эффективности системы. Вот почему трансформаторы называют сердцем системы передачи электроэнергии. Подробнее о них мы узнаем в этой статье.

Обозначения трансформатора

Обозначение схемы трансформатора — это просто две катушки индуктивности, соединенные бок о бок с одним сердечником.Характер линии между двумя обмотками указывает на тип используемого сердечника: пунктирная линия представляет феррит, две параллельные линии представляют слоистое железо, а отсутствие линии представляет собой воздушный сердечник.

Иногда количество «выступов» используется как приблизительный показатель функции трансформатора — меньшее количество выступов с одной стороны и больше с другой может означать, что первая сторона имеет меньшее количество витков, чем другая.

Работа трансформатора

Чтобы понять принцип работы трансформатора , нам нужно вернуться во времени, в лабораторию Майкла Фарадея.

Майкла Фарадея можно назвать отцом трансформатора, поскольку именно его эксперименты помогли нам понять электромагнетизм и разработать такие устройства, как двигатели и генераторы.

В конце 1800-х годов, когда было обнаружено, что электричество и магнетизм связаны явлениями, возникла гонка за попытками создать практическое устройство, которое могло бы использовать силу магнитов для выработки электричества.

Фарадей обнаружил, что электричество можно генерировать, поднося магнит близко к катушке с проволокой.Он обнаружил, что напряжение будет создаваться только при изменении магнитного поля, то есть, если он перемещает катушку или магнит относительно друг друга.

В постоянном токе постоянный ток и магнитное поле. Поскольку поле стабильное и не меняется, на вторичной обмотке не возникает напряжения, и трансформатор выглядит как обычная катушка из резистивного провода, ведущего к источнику питания. Так что трансформаторы не работают с постоянным током.

Он также обнаружил, что когда две катушки с проволокой находятся близко друг к другу, ток, протекающий в одной катушке, может индуцировать ток в другой катушке.Этот принцип называется взаимной индуктивностью и определяет работу всех современных трансформаторов.

Как показано на рисунке, трансформатор состоит из двух обмоток, намотанных на магнитопровод.

Цель наличия сердечника заключается в том, что воздух не очень хорошо поддерживает магнитные поля, поэтому наличие магнитного сердечника увеличивает магнитное поле для заданного количества тока, протекающего через одну обмотку, что, в свою очередь, создает более сильный ток в другой. , увеличивая общую эффективность устройства.

Когда ток проходит через первичную обмотку, в сердечнике создается магнитное поле, которое в основном ограничивается сердечником.

Это магнитное поле проходит через середину вторичной обмотки и, следовательно, индуцирует ток в другой по закону взаимной индукции.

Прелесть этой системы в том, что отношение входного напряжения к выходному — это просто отношение первичной и вторичной обмоток, суммируемое по следующей формуле:

Vout / Vin = Nsec / Npri

Где Vout — выходное напряжение, Vin — входное напряжение, Nsec — количество витков вторичной обмотки, а Npri — количество витков в первичной обмотке.

Итак, если у вас есть два трансформатора, один на 100 витков на первичной обмотке и 1000 на вторичной обмотке, а другой с 10 витками на первичной обмотке и 100 витков на вторичной обмотке, вы можете рассчитать соотношение витков как 1:10 для обоих, поэтому они оба повышают напряжение до одинакового уровня.

Свойства трансформатора

Если мы внимательно рассмотрим приведенный выше пример, первый трансформатор будет иметь большее сопротивление обмотки (поскольку используется больше проводов) и в некоторых случаях это может ограничивать количество тока, который может быть получен от трансформатора.Это свойство называется сопротивлением обмотки, но в большинстве случаев это не имеет особого значения, поскольку используемый медный провод обычно имеет низкое сопротивление.

Еще вы заметите отсутствие прямого электрического соединения между первичной и вторичной обмотками. Это называется гальванической развязкой и, как мы увидим, может быть очень полезно.

Глядя на каждую обмотку трансформатора, мы видим, что они сконструированы так же, как катушки индуктивности — катушка с проволокой, намотанная вокруг магнитного сердечника, — и также имеют индуктивность.

Эта индуктивность пропорциональна квадрату числа витков, вычисляемому по следующей формуле:

Lpri / Lsec = Npri2 / Nsec2

Где Lpri — индуктивность первичной обмотки, Lsec — индуктивность вторичной обмотки, Npri — количество витков на первичной обмотке, а Nsec — количество витков на вторичной обмотке.

Константу пропорциональности для данного сердечника можно найти в таблице данных, и она обычно выражается в единицах мкГн / оборот2.Точное значение зависит от типа и размера сердечника.

Предположим, у вас есть сердечник трансформатора со спецификацией 1 мкГн / виток2. Если вы намотаете одну обмотку на этот сердечник, то индуктивность будет равна значению константы, умноженному на число витков в квадрате, в данном случае 1. Таким образом, индуктивность этой обмотки будет 1 мкГн. Если на этот же сердечник намотать еще одну обмотку с 10 витками, то индуктивность будет:

(1 мкГн / оборот2) * (10 витков) 2 = 100 мкГн

Поскольку обмотки имеют индуктивность, они обеспечивают импеданс для сигналов переменного тока, определяемый формулой:

XL = 2π * f * L

Где XL — полное сопротивление в омах, f — частота в омах, а L — индуктивность в единицах Генри.

Допустим, вы хотите сконструировать трансформатор, который потребляет 3 А при 220 В переменного тока при 50 Гц, что является стандартной частотой электросети. Тогда полное сопротивление первичной обмотки должно быть 73,3 Ом по закону Ома. Теперь, когда мы знаем необходимое сопротивление и частоту, мы можем изменить формулу, чтобы определить индуктивность, необходимую для обмотки:

L = (XL) / (2π * f)

Подставляя значения, мы находим, что необходимая индуктивность составляет 233 мГн.

Используя эту информацию и значение мкГн / виток2 из таблицы данных, мы можем рассчитать количество обмоток, необходимых для получения требуемой индуктивности.

Предположим, что значение составляет 50 мкГн / виток2, тогда мы можем изменить формулу, чтобы определить индуктивность:

Где N — количество витков, L — требуемая индуктивность, а член t2 / мкГн — это просто величина, обратная значению, указанному в таблице данных.

Применяя наши значения в формуле, мы получаем необходимое количество витков, равное 2158. Итак, как вы видите, освоив формулы, вы можете проектировать трансформаторы практически для любого применения!

Строительство трансформатора

Для тех, кому нужно наматывать свои собственные трансформаторы, важно знать конструкцию трансформатора .

Трансформатор состоит из нескольких основных компонентов:

1.BOBBIN:

Бобина — это базовый каркас любых трансформаторов. Он обеспечивает катушку, на которую наматываются обмотки, а также удерживает сердечник на месте. Обычно он сделан из термостойкого пластика. Он также иногда содержит металлические штыри, к которым вы можете припаять концы обмоток, например, если хотите установить его на печатную плату.

2.БАЛЛОН

Это, наверное, самая важная часть трансформатора.Как показано на рисунке, сердечники могут быть разных форм и размеров. Именно магнитные свойства сердечника определяют электрические свойства трансформатора, который построен вокруг сердечника.

3. ОБМОТКИ

Может показаться банальным, но проволока, использованная в конструкции, так же важна, как и любой другой аспект. Обычно используется сплошной эмалированный медный провод, так как изоляция прочная и тонкая, поэтому нет лишнего пространства из-за пластиковых изоляционных оболочек.

Применение трансформаторов

1. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ГЛАВНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Это, вероятно, наиболее распространенное применение трансформаторов — понижение сетевого напряжения для низковольтных устройств. Вы можете даже найти их внутри таких вещей, как микроволновые печи, старые телевизоры и блоки питания из кирпича. Эти трансформаторы имеют железные сердечники, которые обеспечивают отличную проницаемость, но делают их громоздкими и несколько менее мощными, чем у других типов.

Они имеют маркировку 12-0-12 или 6-0-6 с тремя вторичными проводами. Это означает, что два внешних провода имеют на выходе среднеквадратичное значение 12 В переменного тока, если вы сделаете центральный провод заземлением. Если вы измеряете обе обмотки 12 В, вы получите среднеквадратичное значение 24 В переменного тока. Это дает вам гибкость в выборе того, как вы можете использовать трансформатор.

2. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ С ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ

Это очень особый тип источников питания, которые принимают вход постоянного тока и вырабатывают постоянный ток на выходе.Они есть у всех современных зарядных устройств для телефонов. Трансформаторы, используемые в этих блоках питания, больше похожи на индукторы с небольшим количеством витков и ферритовыми сердечниками со средней или высокой магнитной проницаемостью. Напряжение постоянного тока подается через «первичную обмотку» на короткое время, так что ток нарастает до определенного уровня и сохраняет некоторую магнитную энергию в сердечнике. Эта энергия затем передается вторичной обмотке при более низком напряжении, поскольку она имеет меньшее количество витков. Они работают на высоких частотах, обладают отличным КПД и очень малы.

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИЗОЛЯЦИЯ

Это специальные трансформаторы с соотношением витков 1: 1, так что входное и выходное напряжения одинаковы. Они используются для отключения электроприборов от заземления. Поскольку сеть является заземленной, прикосновение даже к одному проводу может привести к поражению электрическим током, поскольку обратный путь — это буквально земля. Использование развязывающих трансформаторов «отключает» прибор от заземления сети, поскольку трансформаторы гальванически изолированы.

4. ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

В большинстве стран мира в качестве стандартного напряжения питания используется 220 В переменного тока, но в некоторых странах, например в США, используется 110 В переменного тока. Это означает, что некоторые устройства, например блендеры, могут работать не во всех странах. Для этой цели мы можем использовать трансформаторы, которые преобразуют 110 В в 220 В или наоборот, чтобы убедиться, что техника может использоваться в любой стране.

5. СОГЛАСОВАНИЕ ИМПЕДАНСА

Это специальные типы трансформаторов, которые используются для согласования импеданса источника и нагрузки.Они находят широкое применение в радиочастотных и аудиосхемах.

Коэффициент трансформации равен квадратному корню из импедансов источника и нагрузки.

6. АВТОТРАНСФОРМАТОР

Это трансформатор особого типа, который имеет только одну обмотку с «отводным» выходом, образующим вторичную обмотку. Обычно этот отвод является регулируемым, поэтому вы можете изменять выходное напряжение переменного тока, как делитель напряжения.

Заключение

Трансформаторы — полезные устройства, и научиться их конструировать и работать с ними может очень кстати! Хотя мы рассмотрели здесь основы, проектирование трансформатора с нуля — это то, что можно обсудить в другой статье, поэтому давайте поговорим об этом в другой раз.Итак, теперь, когда вы снова увидите трансформатор, вы будете знать, почему он там и как работает.

Для чего нужен трансформатор?

Трансформаторы можно найти везде, где используется электрическая энергия переменного тока. Трансформатор — это электрическое устройство, которое меняет напряжение на ток в цепи, не влияя при этом на общую электрическую мощность. Это означает, что он принимает электричество высокого напряжения с небольшим током и преобразует его в электричество низкого напряжения с большим током, или наоборот.Одна вещь, которую нужно знать о трансформаторах, заключается в том, что они работают только с переменным током (AC), например, вы получаете от ваших розеток, а не постоянного тока (DC).

Трансформаторы

могут использоваться либо для увеличения напряжения, также известного как повышение напряжения, либо они могут уменьшать напряжение, также известное как понижение напряжения. В трансформаторах используются две катушки с проводами, каждая с сотнями или тысячами витков, намотанных на металлический сердечник. Одна катушка предназначена для входящего электричества, а другая — для исходящего электричества.Переменный ток во входящей катушке создает переменное магнитное поле в сердечнике, которое затем генерирует переменный ток в исходящей катушке.

Энергия теряется в процессе передачи электричества на большие расстояния, например, во время путешествия от электростанции до вашего дома. При очень высоком напряжении теряется меньше энергии. Обычно электрические компании используют высокое напряжение в проводах для передачи на большие расстояния. Однако такое высокое напряжение слишком опасно для домашнего использования. В случае с электрическими сетями в домах они используют трансформаторы для изменения напряжения электричества, когда оно движется от электростанции к вашему дому.

Сначала с помощью трансформатора напряжение электричества, поступающего от электростанции, «повышается» до нужного уровня для передачи на большие расстояния. Поскольку ток высокого напряжения может вызвать дугу, повышающие трансформаторы, называемые катушками зажигания, используются для питания свечей зажигания. Динамо на электростанциях генерирует большие токи, но не большое напряжение. Это электричество повышается до высокого напряжения для передачи по проводам, поскольку электричество более эффективно распространяется при высоком напряжении.

Позже напряжение понижается, прежде чем оно попадет в ваш дом — снова с помощью трансформаторов.Понижающий трансформатор преобразует 440-вольтовое электричество в линиях электропередачи на 120-вольтное электричество, которое вы используете в своем доме. Затем ток либо используется на этом уровне для таких устройств, как лампочки, либо преобразуется в постоянный ток с помощью адаптера переменного / постоянного тока для таких устройств, как портативные компьютеры.

С момента появления первых трансформаторов постоянного напряжения в 1885 году трансформаторы стали незаменимыми для передачи, распределения и использования электрической энергии переменного тока во всех сферах применения энергии.В Power Temp Systems мы специализируемся на производстве инновационного оборудования, которое эффективно и безопасно распределяет и использует энергию для любого проекта.

ВИДЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Для промышленной электротехники и некоторых других областей трансформатор является незаменимым устройством. Трансформатор широко используется для решения электрических проблем. Сегодня Vietnamtransformer присоединится к вам, чтобы узнать о первичной классификации трансформатора, чтобы лучше понять это оборудование.

Содержание

1. Типы трансформаторов на основе сердечников трансформатора

а. Трансформатор с сердечником

г. Трансформатор типа оболочки

г. Трансформатор ягодного типа

2. Типы трансформаторов на основе преобразования напряжения

а. Повышающий трансформатор

г. Понижающий трансформатор

3. Типы трансформаторов по назначению

а.Силовой трансформатор

г. Распределительный трансформатор

г. Разделительный трансформатор

г. Измерительные трансформаторы

e. Трансформатор тока

ф. Трансформатор потенциала

4. Типы трансформаторов по обмоткам

а. Двухобмоточный трансформатор

г. Автотрансформатор

5. Типы трансформаторов в зависимости от используемой изоляции

а. Трансформатор сухого типа

г.Масляный трансформатор

6. Типы трансформаторов по количеству фаз

а. Однофазный трансформатор

г. Трехфазный трансформатор

Как и многие другие электрические устройства, существует множество способов классификации типов трансформаторов

  • В зависимости от фазы мы разделим трансформаторы на два типа: однофазные трансформаторы и трехфазные трансформаторы
  • По функции бывают повышающие трансформаторы и понижающие трансформаторы
  • По назначению: силовые трансформаторы, распределительный трансформатор, изолирующий трансформатор
  • На основе обмоток у нас есть трансформатор с двумя обмотками и автотрансформатор.
  • В зависимости от конструкции сердечника у нас есть трансформатор с сердечником, трансформатор с оболочкой и трансформатор типа Берри.

1. Типы трансформаторов на основе сердечников трансформатора

Одно из основных различий между трансформатором с сердечником и трансформатором с кожухом заключается в том, как обмотка окружает сердечник. В трансформаторах с оболочкой сердечник окружает обмотки трансформатора, в то время как в трансформаторе с сердечником обмотки наматываются вокруг сердечника.

а. Трансформатор с сердечником имеет два цилиндра и две горизонтальные планки, образующие каркас. Магнитопровод квадратной формы с общей магнитной цепью. Цилиндрические катушки (ВН и НН) расположены на двух цилиндрах.

г. Трансформатор корпусного типа имеет центральный цилиндр и два внешних цилиндра. Катушки высокого и низкого напряжения расположены на центральной колонне. Этот трансформатор имеет двойную магнитную цепь.

г.Трансформатор ягодного типа: Магнитная цепь похожа на колесо. Металлический корпус плотно закреплен и внутри залит маслом.


2. Типы трансформаторов на основе преобразования напряжения

а. Повышающий трансформатор

Повышающий трансформатор помогает увеличить напряжение на выходе, потому что количество витков на вторичной обмотке всегда больше, чем количество витков на первичной.На вторичной обмотке трансформатора создается высокое напряжение.

В таких странах, как Индия, электроэнергия вырабатывается мощностью 11 кВ. По экономическим причинам мощность переменного тока передается под очень высоким напряжением (220-440 В) на большие расстояния. Следовательно, на электростанции применяется повышающий трансформатор.

г. Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор напряжения снижает выходное напряжение.Другими словами, он преобразует высокое напряжение с низким током в мощность с низким напряжением и высоким током. Например, в блоке питания есть напряжение 230–110 В, а для дверного звонка требуется всего 16 В. Поэтому рекомендуется использовать понижающий трансформатор для понижения напряжения со 110 В или 220 В до 16 В.


Во многих регионах напряжение снижено до 440 В / 230 В по соображениям безопасности, поэтому количество витков на вторичной обмотке меньше, чем на первичной; На выходе (вторичной обмотке) трансформатора генерируется меньшее напряжение.

3. Типы трансформаторов по назначению

а. Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы в основном используются в сетях передачи более высокого напряжения. Его рейтинги следующие: 400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ. Большая часть силовых трансформаторов рассчитана на мощность более 200 МВА. Они устанавливаются на генерирующих станциях, передающих подстанциях, где требуется трансформатор большой мощности.Силовой трансформатор рассчитан на максимальный КПД 100% и больше распределительного трансформатора.

При очень высоком напряжении мощность не может быть передана напрямую потребителю, потому что им требуется меньшее напряжение, поэтому мощность понижается до желаемого уровня с помощью понижающего силового трансформатора. Трансформатор загружен не полностью; следовательно, потери в сердечнике происходят в течение всего дня, но потери в меди зависят от цикла нагрузки распределительной сети.

Предположим, силовой трансформатор подключен к сети передачи. В этом случае колебания нагрузки будут значительно меньше, поскольку он не подключен напрямую со стороны потребителя. Тем не менее, при подключении к распределительной сети будут колебания нагрузки.

Трансформатор нагружается на передающей станции на 24 часа; таким образом, потери в сердечнике и меди будут происходить в течение всего дня. Силовой трансформатор экономичен, когда мощность генерируется при низком уровне напряжения.Если уровень напряжения повышается, то ток силового трансформатора уменьшается, что приводит к потерям I2R, а также увеличивается регулировка напряжения.

г. Распределительный трансформатор

Распределительный трансформатор, также известный как трансформатор потребления, отвечает за переключение с источника низкого среднего напряжения на напряжение, используемое для бытовых приборов и промышленного оборудования.

Распределительные трансформаторы предназначены для снижения напряжения для распределения для пользователей или коммерческого использования.Эта машина имеет хорошую регулировку напряжения и может работать 24 часа в сутки с максимальной эффективностью при нагрузке 50%.

г. Разделительный трансформатор

Разделительные трансформаторы — это трансформаторы, первичная и вторичная обмотки которых независимы друг от друга, и между ними существует только соотношение магнитного потока. В отличие от автотрансформаторов, разделительные трансформаторы состоят из первичной и вторичной обмоток, связанных только посредством магнитного поля. Обмотки разделены, поэтому они электрически независимы и образуют отдельные точки разделительного трансформатора:

  • Любая точка вторичной катушки имеет нулевое напряжение относительно земли.Поэтому, когда мы коснемся любой точки вторичной обмотки, удара не будет. Напряжение различается в 2 точках вторичной обмотки, что является наиболее значительным преимуществом разделительного трансформатора. Это помогает снизить риск утечки тока в корпусе устройства и обеспечивает безопасность во время использования.
  • Каждая первичная или вторичная обмотка имеет различную вольт-амперную характеристику в зависимости от соотношения витков в первичной и вторичной обмотках.

г.Измерительные трансформаторы

Измерительный трансформатор обычно называют изолирующим трансформатором. Это электрическое устройство, используемое для преобразования тока, а также уровня напряжения. Чаще всего приборный трансформатор используется для безопасной изоляции вторичной обмотки, когда первичная обмотка имеет высокое напряжение и большой ток. Измерительный прибор, счетчики энергии или реле, подключенные к вторичной обмотке трансформатора, не будут повреждены. Измерительный трансформатор делится на два типа:

  • Трансформатор тока (CT)
  • Трансформатор потенциала (PT)

д.Трансформатор тока

Трансформатор тока используется для измерения электроэнергии, а также для защиты. Когда ток большой для подачи непосредственно на измерительный прибор, трансформатор тока используется для преобразования большого тока в требуемое значение тока в цепи.

Первичная обмотка трансформатора подключена последовательно к основному источнику питания и различным измерительным приборам, таким как амперметр, вольтметр, ваттметр или катушка защитного реле, для измерения и контроля электроэнергии.У них есть точный коэффициент тока и фазовое соотношение, чтобы измерить точность измерения на вторичной стороне. Соотношение сроков имеет важное значение в CT.

ф. Трансформатор потенциала

Трансформатор напряжения — это измерительный трансформатор, используемый для преобразования напряжения от более высокого значения в первичных обмотках к более низкому значению во вторичных обмотках. Этот трансформатор понижает напряжение до безопасного предельного значения, которое может легко измерить обычный прибор низкого напряжения, такой как ваттметр, вольтметр и ваттметры.

4. Типы трансформаторов по обмоткам

а . Двухобмоточный трансформатор (обычный обмоточный трансформатор) имеет фиксированное количество витков. Они отдельные; Это статическая машина, которая передает электрическую энергию от одного конца к другому без изменения частоты. Двухобмоточный трансформатор имеет две отдельные обмотки — первичную и вторичную.

г. Автотрансформатор имеет одинаковые витки (провода) между входом и выходом.Первичная и вторичная обмотки электрически не изолированы.

5. Типы трансформаторов в зависимости от используемой изоляции

а. Трансформатор сухого типа

Сухой трансформатор представляет собой трансформатор типа , в котором не используется изоляционная жидкость, если его обмотка или сердечник погружены в жидкость. Вместо этого обмотки и сердечник находятся в герметичном резервуаре, в котором создается давление воздуха. Они по-прежнему очень безопасны без жидкости.

У нас есть два типа сухих трансформаторов: трансформатор сухого типа с литой изоляцией (CRT) и трансформатор с вакуумной пропиткой давления (VPI)

г. Масляный трансформатор

Его еще называют масляным трансформатором. Масляный трансформатор — это своего рода устройство преобразования напряжения, использующее метод масляного охлаждения для снижения температуры трансформатора. В отличие от сухого трансформатора, корпус масляного трансформатора устанавливается в стальной сварной масляный бак, заполненный изоляционным маслом.Во время работы тепло катушки и железного сердечника сначала преобразуется в изоляционное масло, а затем в охлаждающую среду. По размерам мощности его можно разделить на трансформатор погружного естественного охлаждения и трансформатор погруженного принудительного воздушного охлаждения.

6. Типы трансформаторов в зависимости от количества фаз

а. Однофазный трансформатор

Однофазный трансформатор — это электрическое устройство, которое принимает однофазное питание переменного тока и выдает однофазный переменный ток.Однофазный трансформатор используется в загородных районах, поскольку общий спрос и затраты ниже, чем у трехфазного распределительного трансформатора. Они снижают домашнее напряжение до подходящего значения без изменения частоты, поэтому оно используется в качестве понижающего трансформатора. По этой причине он обычно используется в бытовых электронных приборах.

г. Трехфазный трансформатор

Трехфазный трансформатор состоит из трех наборов первичной и вторичной обмоток.Каждый набор обмоток намотан на одну ногу узла железного сердечника. Похоже, что три однофазных трансформатора используют один соединенный сердечник, как на изображении ниже.

Трансформатор масляный трехфазный

Надеемся, что приведенная выше информация ответит на ваш вопрос о типах трансформаторов.

Краткая информация о компании Vietnamtransformer (MBT)

«КАЧЕСТВЕННАЯ НАДЕЖНОСТЬ ВОСПИТАНИЯ»

MBT — ведущее предприятие Вьетнама в области производства электрооборудования.Под девизом бизнеса «Получите качество, чтобы укрепить доверие», MBT фокусируется на инвестировании в систему современных передовых технологических линий для четырех заводов площадью почти 20 000 квадратных метров. Большинство исходных материалов импортируется из стран Большой семерки (G7).

Благодаря суровому рабочему духу, профессиональным методам, постоянному и непрерывному творчеству команды высококвалифицированных экспертов и инженеров, а также многолетнему опыту работы с основными производителями электрического оборудования во Вьетнаме и за рубежом и системе менеджмента качества ISO 9001-2015; ISO 14001…, бережливая и научная модель управления, строгий процесс контроля качества, продукция MBT всегда отвечает требованиям качества, техники, искусства и в соответствии с графиком клиентов по всему миру.

Типы трансформаторов

Введение

Обычно трансформатор — это электрическое устройство или машина, которая индуктивно передает электрическую мощность, работающую при определенном токе и напряжении одной цепи, в другую цепь, работающую с другим уровнем тока и напряжения.Большинство трансформаторов изготавливаются таким образом, чтобы их характеристики соответствовали специальным требованиям, таким как постоянный ток, постоянное напряжение, более высокое сопротивление и т. Д.

Наиболее распространенные типы трансформаторов, встречающиеся в системах электропередачи, промышленности и электронном оборудовании, включают силовые трансформаторы. , измерительные трансформаторы, трансформаторы с переключением ответвлений, автотрансформаторы, радиочастотный трансформатор, аудиопреобразователи и т. д. Все они отличаются друг от друга по размеру, номинальным характеристикам и форме, но основной принцип работы у всех одинаков.В этой статье обсуждаются различные типы трансформаторов, поэтому давайте взглянем на них.

Одиночный _ & _ 3_Phase_Control_Transformer

В начало

Силовой трансформатор

Некоторые силовые трансформаторы используются на генерирующих станциях, подстанциях и линиях электропередачи для понижения или повышения напряжения. При использовании повышающего силового трансформатора уровень напряжения в линии передачи увеличивается, благодаря чему по линии протекает слабый ток. Следовательно, потери I2R в линиях передачи уменьшаются.Понижающие силовые трансформаторы используются для питания нагрузок в промышленности при номинальном напряжении.

Некоторые силовые трансформаторы также подают питание на электронные схемы. Силовой трансформатор может быть одно- или трехфазным, в зависимости от области применения. Что касается уникальных характеристик трансформатора с переключением ответвлений, автотрансформатор и распределительные трансформаторы обычно относятся к семейству силовых трансформаторов. Некоторые силовые трансформаторы обсуждаются ниже.

Трансформатор с ламинированным сердечником

Это наиболее часто используемые трансформаторы в диапазоне от милливатт до мегаватт. Эти типы трансформаторов используются при передаче электроэнергии, а также в устройствах для подачи низкого напряжения. Этот трансформатор состоит из многослойного сердечника для уменьшения вихревых токов. Сердечник из тонкой стали или пластин CRGO или CRNGO «E» и «I» используется для трансформаторов малой и большой мощности, которые могут быть одно- или трехфазными.Эти листы скрепляются болтами. И первичная, и вторичная обмотки намотаны на каркас и размещены вокруг центрального плеча сердечника. В этих трансформаторах используется разъемная бобина для обеспечения высокой изоляции между обмотками небольших приборов. Между первичной и вторичной обмотками могут использоваться экраны для уменьшения электромагнитных помех.

конструкция силового трансформатора

Вернуться к началу

Трансформаторы с тороидальным сердечником

Этот тип трансформатора имеет много преимуществ по сравнению с трансформатором с многослойным сердечником, поскольку он обеспечивает тихую и эффективную работу с уменьшенными паразитными или внешними магнитными полями.Благодаря меньшему весу и небольшому размеру они легко подходят для любых приложений, работающих как с низким, так и с высоким напряжением. Используется высокоэффективный сердечник в форме пончика, который изготовлен из кремнистого железа с ориентированной зернистостью и разрезается на стальную ленту. Этот сердечник дополнительно намотан медными обмотками, как очень тугая часовая пружина. По сравнению с трансформатором с ламинированным сердечником EI, трансформаторы с тороидальным сердечником более дороги. Однако для данного номинала тороидальный трансформатор будет меньше и легче по сравнению с трансформатором многослойного типа EI.Кроме того, он обеспечивает меньшую утечку магнитного поля и более высокий КПД. Они доступны от нескольких десятков ВА до тысяч ВА. В основном они поставляются с центральным отверстием для крепления с помощью болта с шайбами ​​и резиновыми прокладками.

Трансформаторы с тороидальным сердечником

Вернуться к началу

Автотрансформатор

Автотрансформаторы отличаются от стандартного двух- или трехобмоточного трансформатора, поскольку он содержит только одну обмотку, которая действует как первичная и вторичная. В этом случае часть этой единственной обмотки является общей как для первичной, так и для вторичной обмотки, и, следовательно, они электрически соединены (две обмотки электрически изолированы в случае традиционного трансформатора).Таким образом, этот трансформатор работает как на индукцию, так и на проводимость. В этом случае многослойный сердечник наматывается одной обмоткой, и часть этой обмотки делится на первичную и вторичную.

Они подразделяются на повышающие и понижающие автотрансформаторы. В понижающем автотрансформаторе полная обмотка действует как первичная, а часть — как вторичная, и, следовательно, наведенное во вторичной обмотке напряжение ниже по сравнению с первичной обмоткой. С другой стороны, для повышающего трансформатора будет обратное. В системах распределения электроэнергии используются трехфазные силовые трансформаторы, которые могут быть подключены по схеме звезды или треугольника.Но в основном автотрансформаторы, соединенные звездой, используются для приложений большой мощности.

Переменные автотрансформаторы поставляются с числовыми выводами на одной обмотке и вторичным соединением со скользящей угольной щеткой. Следовательно, при скольжении угольной щетки во вторичной обмотке создается переменное напряжение, равное соотношению витков между всей обмоткой и отводом.

Автотрансформаторы используются в качестве статоров для безопасного пуска различных электрических машин, таких как синхронные двигатели, асинхронные двигатели и т. Д.И они также используются в качестве печных трансформаторов и бустеров.

Автотрансформатор

Вернуться к началу

Многофазный трансформатор

Этот тип трансформатора обычно используется в трехфазных системах электроснабжения, таких как электрические сети и линии передачи, по которым они передают большое количество высокого напряжения. Они наиболее экономичны из-за широкого использования трехфазных систем генерации, передачи, распределения и утилизации переменного тока. Этот тип трансформатора состоит из трех обмоток, которые намотаны на сердечник с тремя ножками и погружены в резервуар.Эти первичные и вторичные обмотки могут быть соединены в различных комбинациях соединений, таких как звезда-звезда, звезда-треугольник, треугольник-треугольник и треугольник-звезда. Это могут быть повышающие или понижающие трехфазные трансформаторы в зависимости от приложения или нагрузки. Благодаря общему сердечнику для всех обмоток меньший будет магнитный поток утечки и, следовательно, эффективность трансформатора будет выше.

Полифазный трансформатор

Вернуться к началу

Трансформаторы с масляным охлаждением

Трансформаторы с масляным охлаждением — это большие силовые трансформаторы, используемые в различных диапазонах от крупных генерирующих станций или подстанций до распределительных устройств.Эти трансформаторы заполнены стандартным трансформаторным маслом (или минеральным маслом) для охлаждения, а также изоляции обмоток и сердечника. В трансформаторах с масляным охлаждением сердечник и катушки погружены в жидкость или масло. По сравнению с трансформаторами с воздушным охлаждением масло обеспечивает лучшую изоляцию и лучше проводит тепло. К этим типам относятся

  • Масляные трансформаторы с самоохлаждением

В этом типе тепло, генерируемое сердечником и обмотками, передается в масло за счет теплопроводности.Когда тепло масла повышается из-за температуры сердечника и обмотки, масло начинает двигаться внутри резервуара и достигает его стенок, где это тепло естественным образом отводится окружающим воздухом. Это масло продолжает циркулировать и, следовательно, рассеивает тепло в атмосфере.

  • Масляные трансформаторы с принудительным воздушным охлаждением

В этом типе метода охлаждения рассеивание тепла улучшается за счет направления нагнетаемого воздуха на внешнюю поверхность трансформатора с помощью вентиляторов. Эти вентиляторы работают автоматически, когда температура достигает определенного уровня.

  • Масляные трансформаторы с водяным охлаждением.

В этом типе тепло извлекается или рассеивается посредством принудительной подачи воды через змеевики, погруженные в масло, чуть ниже верхней части резервуара. Эта вода дополнительно охлаждается в теплообменниках, разбрызгивателях или градирнях.

  • Масляные трансформаторы с принудительным масляным охлаждением.

В этом типе тепло отбирается за счет циркуляции нагнетаемого масла с помощью насоса. Масло перекачивается вверх к обмоткам, а затем обратно через внешние радиаторы, так что тепло рассеивается принудительным воздухом от вентиляторов во внешних радиаторах.Этот тип охлаждения используется для трансформаторов очень большой мощности, и в таких случаях используется радиатор воздушного охлаждения.

Трансформаторы с масляным охлаждением

В начало

Трансформаторы с заземлением

Они используются для создания пути заземления для систем, соединенных треугольником или незаземленной звездой или звездой. Этот трансформатор обеспечивает путь к земле с низким импедансом и, следовательно, в системе поддерживается нейтраль, земля или нулевой потенциал. Когда в изолированной или незаземленной системе происходит одно замыкание на землю, обратного пути для тока короткого замыкания не существует.Следовательно, ток не течет через неисправную линию, но это вызывает повышение напряжения на двух других линиях. Это приводит к перенапряжению изоляции трансформатора и других компонентов. Следовательно, заземляющий трансформатор обеспечивает заземление для предотвращения этого.

Чаще всего это однообмоточные трансформаторы с зигзагообразной конфигурацией, а в некоторых случаях они имеют специальную конфигурацию звезда-треугольник. Соединение по схеме звезды первичной обмотки подключается к системе питания, а вторичная обмотка, соединенная треугольником, остается ненагруженной.Для заземляющего трансформатора нагрузка на вторичную обмотку непродолжительна, т. Е. В случае неисправности, следовательно, номинальная мощность заземляющего трансформатора ниже по сравнению с силовыми трансформаторами. Они предназначены для работы без нагрузки, и если одна из линий заземляется, она подает ток на нагрузку. Благодаря этому размер и стоимость заземляющего трансформатора меньше по сравнению с силовым трансформатором непрерывного действия. В основном они используются в системах передачи электроэнергии, коммунальных услугах и промышленных системах.

Вернуться к началу

Трансформаторы утечки

Они спроектированы так, что имеют большую индуктивность рассеяния по сравнению с другими трансформаторами за счет слабого связывания первичной и вторичной обмоток. Их также называют трансформаторами паразитного поля. Из-за этой слабой связи между первичной и вторичной обмотками обеспечивается внутреннее ограничение тока, что помогает предотвратить перегрузки. Следовательно, при любых условиях эксплуатации или даже при коротком замыкании вторичной обмотки входные и выходные токи достаточно малы, чтобы предотвратить условия тепловой перегрузки.Этот тип трансформаторов в основном используется в качестве сварочных трансформаторов при дуговой сварке, в таких случаях токи короткого замыкания возникают, если электрод соприкасается с работой. Но из-за высокой индуктивности рассеяния эти токи ограничены. Другие применения этих трансформаторов включают высоковольтные газоразрядные лампы и приложения сверхнизкого напряжения, где ожидается частое короткое замыкание, например, детские игрушки и дверные звонки.

Magnetic_Leakage_Transformer

Вернуться к началу

Resonant Transformer

Это высоковольтный трансформатор, состоящий из двух катушек с высоким добротностью (первичной и вторичной), намотанных на один и тот же ферритовый или воздушный сердечник с конденсаторами, подключенными поперек обмоток.Эта комбинация катушки индуктивности с конденсатором образует две связанные LC-цепи. В некоторых случаях только вторичная обмотка состоит из конденсатора, который действует как резонансная катушка.

Первичная обмотка подключена к источнику периодического переменного тока, например, пилообразной или прямоугольной формы, так что каждый импульс вызывает синусоидальные колебания в настроенной вторичной обмотке. Из-за резонанса на вторичной обмотке генерируется высокое напряжение. Следовательно, эти трансформаторы используются для генерации высоких напряжений переменного тока. Они также используются в электронных балластах для освещения люминесцентных ламп.Другие применения этих трансформаторов — радиопередатчики, супергетеродинные радиоприемники, системы зажигания и т. Д.

Другой формой резонансных трансформаторов является трансформатор постоянного напряжения. Путем размещения цепи феррорезонансного резервуара во вторичной обмотке и выбора надлежащих магнитных свойств сердечника трансформатор может создавать постоянное напряжение во вторичной обмотке для переменного входного напряжения на первичной обмотке. Конденсатор, подключенный к вторичной обмотке, потребляет ток от нее и насыщает вторичный поток.Из-за этого насыщения магнитного потока постоянное выходное напряжение создается на нагрузке или вторичных клеммах даже при большом изменении входного напряжения.

Резонансный трансформатор

Вернуться к началу

Разделительный трансформатор

Эти трансформаторы используются, главным образом, в целях безопасности, для изоляции оборудования или нагрузки от источника питания. Он магнитно связывает две цепи и разделяет их, не создавая между ними токопроводящего пути. Любой изолирующий трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единице, что означает, что это трансформаторы примерно 1: 1.Эти трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку, предотвращающую поражение электрическим током. Они используются в медицинском оборудовании, так что любая утечка мощности переменного тока в устройства, подключенные к пациентам, предотвращается этим трансформатором. А также за счет использования изолирующих трансформаторов экранированного типа предотвращаются магнитные помехи связи. В дополнение к изоляции и фильтрации шума они используются в качестве ограничителей перенапряжения.

изолирующий трансформатор

Вернуться к началу

Измерительный трансформатор

Измерительные трансформаторы используются для защиты или изоляции измерительного оборудования, реле, приборов и других устройств управления от цепи, которая работает при высоком напряжении и токах и в которой находятся электрические величины. быть измеренным.Они специально разработаны для использования с электрическими приборами, такими как амперметры, вольтметры, ваттметры, защитные реле, счетчики энергии и т. Д., Для увеличения диапазона измерений. Они служат в качестве оборудования для преобразования уровня напряжения и тока из схемы высокого напряжения в уровни, подходящие для измерения. Классификация измерительных трансформаторов включает как трансформаторы напряжения, так и трансформаторы тока

Измерительный трансформатор
Трансформаторы тока

Они используются для понижения уровней тока, так что амперметры, токовые катушки других приборов и реле не нужно подключать напрямую к высокой мощности. рабочая схема.Следовательно, все эти инструменты изолированы от цепи большой мощности. Трансформатор тока состоит из отдельных первичной и вторичной обмоток. Первичная обмотка состоит из одного или нескольких витков толстой проволоки, намотанной на многослойный сердечник. Эта обмотка включена последовательно с одной из линий электропередачи. В некоторых трансформаторах тока линейный провод или сам провод служат в качестве первичной обмотки, проходящей через сердечник. Вторичная обмотка состоит из большого количества витков проволоки небольшого размера, намотанной на сердечник. Эта обмотка подключена к приборам или реле.Обычный стандартный номинальный ток вторичной обмотки ТТ составляет 5А. А ток первичной обмотки определяется максимальным значением тока нагрузки.

Трансформаторы тока
Трансформаторы потенциала

Эти трансформаторы работают так же, как и стандартный силовой трансформатор, но с той лишь разницей, что это трансформаторы малой мощности. Они используются для понижения уровней напряжения в цепи высокой мощности до уровней, подходящих для диапазона измерения. PT подключаются параллельно к линии, в которой должны быть измерены электрические параметры или защитная система.Обмотка первичной или высоковольтной стороны подключается между одной из линий электропередачи на землю или между линиями между фазами. Вторичная обмотка или обмотка стороны низкого напряжения подключена к катушкам нагрузки или потенциала различных приборов и реле или другого управляющего оборудования. Чаще всего заводят вторичную обмотку на 115 или 120 вольт.

Трансформатор напряжения-потенциала

В начало

Комбинированный измерительный трансформатор

Этот тип трансформаторов может объединять как трансформаторы тока, так и трансформаторы напряжения в одном отдельно стоящем блоке.Этот тип трансформаторов преобразует напряжения и токи в стандартизованные низкие и измеряемые значения, которые полезны для измерения, защиты и других систем управления высоким напряжением. Это приводит к оптимальному использованию пространства и меньшему количеству поддерживающих конструкций и монтажных площадок. Они в основном используются в устройствах релейной защиты и коммерческого учета.

Комбинированный измерительный трансформатор

В начало

Импульсный трансформатор

Импульсные трансформаторы используются для передачи прямоугольных электрических импульсов постоянной величины с быстрым нарастанием и спадом от одной цепи к другой, поддерживая изоляцию между ними.Это могут быть трансформаторы малых сигналов, средней мощности или импульсные трансформаторы высокого напряжения. Чтобы уменьшить искажение прямоугольного импульса, эти трансформаторы должны иметь низкую индуктивность рассеяния, высокую индуктивность холостого хода и низкий допуск по распределенной емкости. Импульсные трансформаторы сигнального типа — это трансформаторы меньшего размера, которые используются в телекоммуникационных и цифровых логических схемах. Импульсные трансформаторы среднего размера — это силовые импульсные трансформаторы, которые используются в системах защиты, схемах управления мощностью, вспышках и т. Д.Эти трансформаторы требуют низких емкостей связи для защиты цепей первичной стороны от переходных процессов от электрических нагрузок. Импульсные трансформаторы большой мощности используются в высокочастотных преобразователях мощности для сопряжения схемы управления малой мощностью с выводами затвора высокого напряжения силовых полупроводников. Они также используются в ускорителях частиц, радиолокационных системах и других импульсных источниках энергии.

В начало

ВЧ трансформаторы

ВЧ трансформаторы используются в различных электронных схемах по нескольким причинам, таким как согласование импеданса для передачи максимальной мощности, изоляция постоянного тока между цепями, повышение или понижение напряжения и тока, интерфейс между несимметричными и симметричными цепями и т. д.Эти трансформаторы поставляются в виде блоков разъемов, корпусов для поверхностного монтажа и других различных конфигураций. Стальные листы не используются для высокочастотных трансформаторов. Рабочие частоты этого трансформатора находятся в диапазоне от 30 кГц до 30 МГц, и чаще всего добавление конденсатора к одной обмотке помогает настроить их обмотки на определенную частоту.

Это могут быть трансформаторы с воздушным сердечником, ферритовым сердечником, трансформаторы типа балун. Радиочастотные трансформаторы с воздушным сердечником, используемые в печатных платах, так что к ним припаяны несколько витков провода.Трансформаторы с ферритовым сердечником используются в супергетеродинных радиоприемниках, которые в основном представляют собой трансформаторы настроенного типа. Балунные трансформаторы используются для подключения несимметричных и симметричных цепей, таких как симметричные усилители (приложения с подавлением синфазных помех).

RF Трансформаторы

Вернуться к началу

Audio Transformer

Audio Transformers — это специально разработанные трансформаторы, используемые для передачи аудиосигнала в аудиосхемах. Рабочие частоты для этого типа трансформатора находятся в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц.Они используются для различных функций, таких как повышение или понижение напряжения сигнала, преобразование схемы из сбалансированной в несимметричную и наоборот, уменьшение или увеличение импеданса цепи, блокирование постоянной составляющей тока и разрешение сигнала переменного тока, а также обеспечить гальваническую развязку от одного аудиоустройства к другому. Эти типы трансформаторов включают микрофонный вход, линейный вход, фонокорректор с подвижной катушкой, линейный выход, межкаскадный выход и выход мощности, выход микрофона, разветвитель, преобразователь импеданса, директ-бокс, глушители, тороидальные трансформаторы AF для громкоговорителей и т. Д.

Audio Transformer

Вернуться к началу

Rotary Transformer

Многим приложениям требуется электрическая энергия, которая должна передаваться на вращающиеся части. В таких случаях используются эти трансформаторы. Большинство устройств или машин, в которых используются контактные кольца и щетки, заменяются вращающимися трансформаторами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *