Что понижает или повышает трансформатор: Что понижает или повышает трансформатор?

Содержание

§ 11 учебника К.Ю Богданова для 11 класса

§ 11. генератор переменного тока. Трансформаторы

Трансформаторы практически без потерь передают энергию из одной цепи переменного тока в другую.

Электрическую энергию в отличие от других видов энергии можно передавать со сравнительно малыми потерями на большие расстояния. Электроэнергию получают из других видов энергии с помощью специальных устройств: гальванических элементов, топливных элементов, солнечных батарей и др. Самые распространённые источники электроэнергии — генераторы переменного тока, преобразующие механическую энергию в электрическую.

Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции: в проводящем контуре, вращающемся в магнитном поле, возникает переменная ЭДС индукции (см. §10). Простейший генератор (см. рис. 11а) представляет собой неподвижный постоянный магнит или электромагнит (статор, 1), в поле которого вращается катушка (ротор,

2). ЭДС индукции соседних витков катушки складываются между собой, и поэтому амплитуда ЭДС индукции всей катушки пропорциональна количеству витков в ней. Контактные кольца (3), присоединённые к катушке ротора и подвижные контакты (щетки, 4) соединяют ЭДС индукции с внешней цепью. Ротор может приводиться в движение турбиной электростанции или двигателем внутреннего сгорания.

 Для возникновения ЭДС индукции не имеет значения, вращается ли катушка в неподвижном магнитном поле или катушка неподвижна, а вращается поле, – необходимо лишь их относительное вращение. Так как через подвижные контакты трудно пропустить большую силу тока, часто применяется обращенная схема генератора: электромагнит вращается, а катушка неподвижна.

Трансформатором называют электромагнитное устройство, позволяющее практически без потерь передавать электрическую энергию из одной цепи переменного тока в другую и при этом увеличивать или уменьшать его напряжение в несколько раз.

Трансформатор состоит из замкнутого сердечника, сделанного обычно из стальных пластин, на который надеты две катушки (обмотки) – первичная и вторичная (рис. 11б). Работа трансформатора зависит от того, течёт или нет ток во вторичной обмотке.

Пусть ключ на рис. 11б разомкнут (режим холостого хода). В первичной обмотке трансформатора, соединенной с источником переменного тока течёт ток, в результате чего в сердечнике появляется переменный магнитный поток Ф, пронизывающий обе обмотки. Так как Ф одинаков в обеих обмотках трансформатора, то изменение Ф приводит к появлению одинаковой ЭДС индукции в каждом витке первичной и вторичной обмоток. Поэтому амплитуда ЭДС индукции в первичной E

1 и вторичной E2 обмотках будет пропорционально числу витков в соответствующей обмотке, или  , где N1 и N2 – число витков в них, соответственно. Падение напряжение на первичной обмотке, как на резисторе, очень мало, по сравнению с E1, и поэтому для действующих значений напряжения в первичной U1 и вторичной U2 обмотках будет справедливо следующее выражение:

где величину К называют коэффициентом трансформации. При К>1 трансформатор называют понижающим, а при К<1 – повышающим.

Если ключ на рис. 11в замкнуть (нагрузить трансформатор), то во вторичной обмотке появится переменный ток. Если считать, что трансформатор передаёт энергию практически без потерь, то мощность, отбираемая трансформатором у источника переменного тока, должна быть приблизительно равна мощности в цепи, подсоединённой ко вторичной обмотке:

 

Из (11.2) следует, что, например, увеличивая напряжение во вторичной обмотке, трансформатор во столько же раз уменьшает величину тока в ней, и наоборот.

Вопросы для повторения:

·        На каком явлении основана работа генераторов переменного тока?

·        Как трансформатор понижает или повышает напряжение?

·        Что такое коэффициент трансформации?

 


 

Рис. 11.(а) – схема работы генератора переменного тока, на роторе 2 которого показан только один виток катушки; (б) и (в

) – работа трансформатора при холостом ходе и нагрузке, соответственно.

Что такое трансформатор тока | ИК «По проекту»

Без этого устройства современный мир был бы невозможен в том виде, каком мы к нему привыкли. Его задача–помочь передавать энергию на большие расстояния.

Что это за устройство

Трансформатор представляет собой устройство, которое преобразовывает напряжение переменного тока (повышает или понижает). Состоит трансформатор из нескольких обмоток (двух или более), которые намотаны на общий ферромагнитный сердечник.

Если трансформатор состоит только из одной обмотки, то он называется автотрансформатором. Современные трансформаторы тока бывают: стержневыми, броневыми или тороидальными. Все три типа трансформаторов имеют похожие характеристики, и надежность, но отличаются друг от друга способом изготовления.

В трансформаторах стержневого типа обмотка намотана на сердечник, а в трансформаторах стержневого типа обмотка включается в сердечник. В трансформаторе стержневого типа обмотки хорошо видны, а из сердечника видна только нижняя и верхняя часть.

Сердечник броневого трансформатора скрывает в себе практически всю обмотку. Обмотки трансформатора стержневого типа расположены горизонтально, в то время как это расположение в броневом трансформаторе может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Независимо от типа трансформатора, в его состав входят такие три функциональные части: магнитная система трансформатора (магнитопровод), обмотки, а также система охлаждения.

Схематичный рисунок опорного трансформатора тока:

Это устройство, первичная обмотка которого последовательно включена в рабочую цепь, а вторичная служит для проведения измерений. Подобные устройства используются не только в лабораториях для оценки величин. Истинное место трансформаторов тока возле электростанций, где они помогают контролировать режимы, внося коррективы в процесс эксплуатации оборудования.

Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.

Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.

Область применения

Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.

Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Трансформаторы тока принято классифицировать по роду тока. Измеряемое напряжение различается по роду. Для проведения измерений в цепи постоянного тока используется нарезка сигнала на импульсы. Напрямую трансформация невозможна:

  • для переменного тока;
  • для постоянного тока.

По назначению: мы уже сказали, что часто трансформаторы тока применяются для измерений (к примеру, кВт ч). Называют системы, где требуется защитить персонал для повышения безопасности.

Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования. Трансформаторы делят в зависимости от назначения. Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:

  • измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;
  • защитные — подключаемые к защитным цепям;
  • промежуточные — используется для повторного преобразования.

Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.

Принцип работы устройства

Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции. Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток, выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной. Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.

После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.

Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток. Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:

  • W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;
  • U1, U2 — входное и выходное напряжения соответственно.

Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек, либо одна поверх другой. У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией.

Микротрансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги. Подробнее принцип работы трансформатора тока рассмотрен в видеоролике:

Вкратце принцип работы и устройство трансформатора тока заключается в подаче питания от источника электричества. Наиболее актуальным является использование для снижения первичных показателей тока до величины, применяемой в измерительных и защитных цепях, сигнализации и управления.

Во вторичной обмотке отмечаются показатели тока 5 А или 1 А. Измерительные устройства подключаются к вторичной обмотке, а к первичной подключается цепь, в которой измеряют ток. Для расчета тока во второй обмотке используют показания в первичной обмотке и делят на коэффициент трансформации.

Режимы работы трансформатора

Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены.

Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора.

Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Схема режима работы трансформатора тока:

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны.

Поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения. Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство: U_2/U_1 =N_2/N_1

где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке.

Если U2> U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

Виды и типы трансформаторов

Трансформаторы — это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на несколько видов.

  1. Автотрансформаторы.
  2. Импульсные трансформаторы.
  3. Разделительный трансформатор.
  4. Пик-трансформатор.

Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения. Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.

Сравнительные характеристики различных видов трансформаторов:

Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели, где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.

Кроме того, производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией. Трансформаторы тока имеют три основных вида. Наиболее применяемые из них:

  1. Сухие.
  2. Тороидальные.
  3. Высоковольтные (масляные, газовые).

У сухих трансформаторов первичная обмотка без изоляции. Свойства тока во вторичной обмотке зависят от коэффициента преобразования.

Тороидальные исполнения трансформаторов устанавливают на шины или кабели. Поэтому первичная обмотка для них не нужна, в отличие от обычных трансформаторов напряжения и тока. Первичный ток протекает по шине, которая проходит в центре трансформатора. Он дает возможность вторичной обмотке фиксировать показатели тока.

Такие трансформаторы тока редко используются для замера параметров тока, так как их надежность и точность измерений оставляет желать лучшего. Они чаще используются для дополнительной защиты от короткого замыкания.

Характеристики трансформаторов

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

  • уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;
  • способ преобразования: повышающий, понижающий;
  • количество фаз: одно- или трехфазный;
  • число обмоток: двух- и многообмоточный;
  • форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.

Один из основных параметров — это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.

Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.

Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).

Принцип работы трансформатора тока:

Параметры трансформаторов тока

При выборе для работы в тандеме с трёхфазным счётчиком первым делом обращают внимание на коэффициент трансформации. Ряд значений стандартизирован, и нужно выбирать приборы, способные работать в паре. Выше говорилось, что в иных случаях коэффициент трансформации возможно менять, и нужно этим пользоваться.

Помимо рабочего напряжения роль играет ток в первичной обмотке (исследуемой сети). Понятно, что с ростом увеличивается нагрев, и однажды токонесущая часть может сгореть. Это требование не столь актуально для трансформаторов без первичной обмотки. Номинальный вторичный ток обычно равен 1 либо 5 А, что служит критерием для согласования с сопрягаемыми устройствами.

Полагается обращать внимание на сопротивление нагрузки в цепи измерения. Вряд ли найдётся счётчик, выбивающийся из общего ряда, но нужно контролировать момент. В противном случае не гарантируется точность показаний. Коэффициент нагрузки обычно не ниже 0,8.

Это уже касается измерительных приборов, с индуктивностями в составе. ГОСТ нормирует значение в вольт-амперах. Для получения сопротивления в омах требуется поделить цифру на квадрат тока вторичной обмотки.

Предельные режимы работы обычно характеризуются током электродинамической стойкости, возникающим при коротком замыкании. В паспорте пишут значение, при котором прибор проработает сколь угодно долго без выхода из строя.

В условиях короткого замыкания ток столь силен, что начинает оказывать механическое воздействие. Порой вместо тока электродинамической стойкости указывается кратность его к номинальному.

Остаётся лишь произвести операцию умножения. Указанный параметр не касается приборов без первичной обмотки. Вдобавок определяется ток термической стойкости, который трансформатор выдерживает без критического перегрева. Этот вид устойчивости способен выражаться кратностью.

Отличие трансформатора тока от трансформатора напряжения

Одним из некоторых отличий является способ создания изоляции между двумя обмотками. Первичную обмотку в трансформаторах тока изолируют соответственно параметрам принимаемого напряжения. Вторичная обмотка имеет заземление.

Трансформаторы тока работают в условиях, подобных к случаю короткого замыкания, так как у них небольшое сопротивление вторичной обмотки. В этом и заключается назначение трансформаторов, измеряющих ток, а также отличие от трансформатора напряжения по условиям работы.

Для трансформатора напряжения при коротком замыкании его работа опасна из-за риска возникновения аварии. Для трансформатора тока такой режим работы вполне приемлемый и безопасный. Хотя бывают у таких трансформаторов также угрозы аварии, но для этого устанавливают свои системы и средства защиты.

Масляные силовые трансформаторы: виды и преимущества

Силовые масляные трансформаторы являются весьма востребованными электротехническими устройствами в промышленности и в сфере энергоснабжения хозяйственного сектора. Именно эти устройства отвечают за преобразование напряжения в сети до значений, необходимых конечному потребителю.

Такие трансформаторы начали использоваться из-за того, что возникла потребность в транспортировке электроэнергии на большие расстояния. Эти устройства понижают уровень потерь в процессе передачи электроэнергии благодаря ее трансформации. Трансформатор повышает амплитуду входного напряжения, чтобы в дальнейшем электроэнергия могла быть передана по линии электропередач. При этом другой конец этой линии также имеет такое же трансформирующее устройство, но оно уже понижает амплитуду напряжение, которое принимает. Благодаря этому конечный потребитель получает необходимое значение напряжения.

Конструкция устройства

Эти электротехнические устройства имеют в своей конструкции бак, радиаторы, расширительный бачок, а также крышки и активную часть. Для того чтобы в процессе технического обслуживания трансформатора можно было бы взять пробу масла, в его баке есть специальная пробка.

Также в баке располагается пластина, к которой подсоединяется провод заземления. При этом уплотняющие компоненты изготавливаются из резины, являющейся устойчивой к маслу. Корпус низковольтного трансформатора представляет собой стальной короб с толщиной стенок 3-4 мм. Силовые выводы и вводы (НН и ВН) располагаются на крышке.

Трансформаторное масло находится в баке и обладает диэлектрическими свойствами. Оно также выполняет охлаждающую функцию.

Правила эксплуатации

Разрешается использовать силовой трансформатор только на специально оборудованной неподвижной площадке. В качестве такой площадки обычно выступает бетонное основание. Если же возникла необходимость использования трансформатора на грунте, то для этого предварительно устанавливаются специальные катки или рельсы.
Преимущества масляных силовых трансформаторов:

  • могут работать при температуре от -60 до +40 градусов Цельсия;
  • обмотки надежно защищены от воздействия внешней среды;
  • характеризуются невысоким значением реактивного сопротивления;
  • не нужно проводить ремонт или профилактику, если устройство использовалось в соответствии с правилами эксплуатации (единственное, в чем нуждаются эти трансформаторы, это в предотвращении утечки масла).

Важно: для масляных трансформаторов очень важным является качество масла. Поэтому в инструкции, которая прилагается к этим устройствам, указывается допустимое значение коэффициента примесей.

Популярные серии масляных трансформаторов

Трансформаторы серии ТМГ могут эксплуатироваться в диапазоне температур-60 до +40 градусов, характеризуются мощностью от 16 до 2500 кВ*А. Устанавливаются они снаружи зданий, но также допускается и внутренний монтаж.

ТМГ 21

Вместо проводов здесь используется алюминиевая фольга, что и является главной особенностью этой модели. Мощностной диапазон: 630-3200 кВ*А. Это трансформатор общего назначения.

ТМГСУ 11

Есть модели мощностью от 25 до 250 кВ*А. Этот трансформатор является герметичным и отличается наличием симметрирующего устройства.

ТМГ 32

Эти трансформаторы характеризуются пониженными значениями энергопотребления. Потери холостого хода являются минимальными. Основой внутренней части устройства является магнитопровод, имеющий стержень овальной формы.

Как работает трансформатор преобразование тока

Преобразование переменного тока

Переменный ток выгодно отличается от постоянного тока тем, что он хорошо поддается трансформированию, т.  е. преобразованию тока относительно высокого напряжения в ток более низкого напряжения, или наоборот. Трансформаторы позволяют передавать переменный ток по проводам на большие расстояния с малыми потерями энергии. Для этого переменное напряжение, вырабатываемое на электростанциях генераторами, с помощью трансформаторов повышают до напряжения в несколько сотен тысяч вольт и «посылают» по линиям электропередачи (ЛЭП) в различных направлениях. С повышением напряжения уменьшается сила тока в ЛЭП при одной и той же передаваемой мощности, что и приводит к снижению потерь и позволяет применять провода меньшего сечения. В городах и селах на расстоянии сотен и тысяч километров от электростанций это напряжение понижают трансформаторами до более низкого, которым и питают лампочки освещения, электродвигатели и другие электрические приборы.

Трансформаторы широко применяют и в радиотехнике.

Схематическое устройство простейшего трансформатора показано на рис. 1. Он состоит из двух катушек из изолированного провода, называемых обмотками, насаженных на магнитопровод, собранный из пластин специальной, так называемой трансформаторной стали. Обмотки трансформатора изображают на схемах так же, как катушки индуктивности, а магнитопровод — линией между ними.

Рис. 1.Трансформатор с магнитопроводом из стали:
а — устройство в упрощенном виде; б — схематическое изображение

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток, текущий по одной из обмоток трансформатора, создает вокруг нее и в магнитопроводе переменное магнитное поле. Это поле пересекает витки другой обмотки трансформатора, индуцируя в ней переменное напряжение той же частоты. Если к этой обмотке подключить какую-либо нагрузку, например лампу накаливания, то в получившейся замкнутой цепи потечет переменный ток — лампа станет гореть.

Обмотку, к которой подводится переменное напряжение, предназначаемое для трансформирования, называют первичной, а обмотку, в которой индуцируется переменное напряжение — вторичной.

Напряжение, которое получается на концах вторичной обмотки, зависит от соотношения чисел витков в обмотках. При одинаковом числе витков напряжение на вторичной обмотке приблизительно равно напряжению, подведенному к первичной обмотке. Если вторичная обмотка трансформатора содержит меньшее число витков, чем первичная, то и напряжение ее меньше, чем напряжение, подводимое к первичной обмотке. И наоборот, если вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная, то развиваемое в ней напряжение будет больше напряжения, подводимого к первичной обмотке. В первом случае трансформатор будет понижать, во втором повышать переменное напряжение.

Напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, можно довольно точно подсчитать по отношению чисел витков обмоток трансформатора: во сколько раз она имеет большее (или меньшее) число витков по сравнению с числом витков первичной обмотки, во столько же раз напряжение на ней будет больше (или меньше) по сравнению с напряжением, подводимым к первичной обмотке. Так, например, если одна обмотка трансформатора имеет 1000 витков, а вторая 2000 витков, то, включив первую обмотку в сеть переменного тока с напряжением 220 В, мы получим во второй обмотке напряжение 440 В — это повышающий трансформатор. Если же напряжение 220 В подвести к обмотке, имеющей 2000 витков, то в обмотке, содержащей 1000 витков, мы получим напряжение 110 В — это понижающий трансформатор. Обмотка, имеющая 2000 витков, в первом случае будет вторичной, а во втором случае — первичной.

Но, пользуясь трансформатором, не стоит забывать о том, что мощность тока (Р = U·I), которую можно получить в цепи вторичной обмотки, никогда не превышает мощности тока первичной обмотки. Это значит, что получить от вторичной обмотки одну и ту же мощность можно, повышая напряжение и уменьшая ток, либо потребляя от нее пониженное напряжение при увеличенном токе. Следовательно, повышая напряжение мы проигрываем в значении тока, а выигрывая в значении тока, обязательно проигрываем в напряжении.

Для питания радиоаппаратуры от сети переменного тока часто используют трансформаторы с несколькими вторичными обмотками с различным числом витков. С помощью таких трансформаторов, называемых сетевыми, или трансформаторами питания, получают несколько напряжений, питающих разные цепи.

Наибольшая мощность тока, которая может быть трансформирована, зависит от размера магнитопровода трансформатора и диаметра провода, из которого выполнены обмотки. Чем больше объем магнитопровода, тем большая мощность тока может быть трансформирована. Практически же в трансформаторе всегда бесполезно теряется часть мощности. Поэтому мощность в цепи вторичной обмотки (или сумма мощностей, получаемых от всех вторичных обмоток) всегда несколько меньше мощности, потребляемой первичной обмоткой.

Если, однако, в первичной обмотке трансформатора течет пульсирующий ток, то во вторичной обмотке будет индуцироваться переменное напряжение, частота которого равна частоте пульсаций тока в первичной обмотке. Это свойство трансформатора используется для индуктивной связи между разными цепями, разделения пульсирующего тока на его составляющие и ряда других целей, о которых разговор будет впереди.

Все трансформаторы со стальными магнитопроводами и магнитопроводами из железоникелевых сплавов (пермаллоя) называют низкочастотными трансформаторами, так как они пригодны только для преобразования переменного напряжения низкочастотного диапазона. На схемах низкочастотные трансформаторы обозначают буквой Т, а их обмотки римскими цифрами.

Принцип действия высокочастотных трансформаторов, предназначаемых для трансформации колебаний высокой частоты, также основан на электромагнитной индукции. Они могут быть как с сердечниками, так и без сердечников. Их обмотки (катушки) располагают на одном или разных каркасах, но обязательно близко одну к другой (рис. 2).

Рис. 2.Высокочастотные трансформаторы без сердечников (слева катушки трансформатора с общим каркасом; справа — катушки трансформатора на отдельных каркасах; в центре обозначение на схемах)

При появлении тока высокой частоты в одной из катушек вокруг нее возникает быстропеременное магнитное поле, которое индуцирует во второй катушке напряжение такой же частоты. Как и в низкочастотных трансформаторах, напряжение во вторичной катушке зависит от соотношения чисел витков в катушках.

Для усиления связи между катушками в высокочастотных трансформаторах используют сердечники в виде стержней или колец (рис.  3), представляющие собой спрессованную массу из неметаллических материалов. Их называют магнитодиэлектрическими или высокочастотными сердечниками.

Рис 3.Высокочастотные трансформаторы с магнитодиэлектрическими сердечниками (слева — со стержневым, справа с кольцевым (тороидальным) сердечником)

Магнитодиэлектрический сердечник высокочастотного трансформатора независимо от его конструкции и формы обозначают на схемах так же, как магнитопровод низкочастотного трансформатора, — прямой линией между катушками, а обмотки, как и катушки индуктивности, — латинскими буквами L.


Как долго прослужит индукционный электрический котел?

В рекламных материалах производителей индукционных котлов, работающих на токах промышленной частоты, можно встретить заявление о том, что срок службы такого типа оборудования достигает 30 лет и даже более. Откуда взялась эта цифра, если первые серийные нагреватели увидели свет только в середине 90-х годов прошлого века? И можно ли доверять этим декларациям? Действительно ли индукционный нагреватель — это по-настоящему надежный электрокотел?

Еще раз о конструкции котла

Производители индукционных электрокотлов заявляют, что долговечность выпускаемой ими продукции объясняется особенностями конструкции нагревателей. Мы подробно разбирали отличия этих нагревателей от разных производителей в одной из наших статей (ссылка). При всех имеющихся различиях, все индукционные нагреватели имеют нечто общее, а именно – индуктор в качестве первичной обмотки и теплообменное устройство – в качестве вторичной:

Во время подключения установки к электросети вокруг индуктора (первичной обмотки) возникает переменное магнитное поле. Находящийся в этом магнитном поле теплообменник (вторичная обмотка) начинает разогреваться под воздействием вихревых короткозамкнутых токов, и это тепло передается циркулирующему внутри теплообменника теплоносителю. То есть нагревается не жидкость (теплоноситель), а теплообменник из нержавеющей стали.

Строго говоря, понятие «первичная» и «вторичная» обмотка применяются обычно к трансформатору, который повышает или понижает электрическое напряжение. В индукционном нагревателе обмотки служат другой цели, а именно – выработке тепловой энергии, однако принцип, на котором он работает, такой же, как и у трансформатора. Поэтому электронагреватели индукционного типа также называют нагревателями транформаторного типа или индуктивно-кондуктивными электронагревателями.

Какое же это имеет отношение к долговечности оборудования? Самое непосредственное! Дело в том, что изначально в конструкцию и технологию изготовления силовых трансформаторов закладываются значительные сроки службы, поскольку оборудование весьма недешево, но и задачи на него возлагаются ответственные. Мы не сильно преувеличим, если скажем, что на силовых трансформаторах держится вся энергосистема планеты! Трансформатор – это крайне надежная, неприхотливая и долговечная система, и далее мы раскроем, в чем ее секрет.

Все дело в изоляторе

По своей сути, трансформатор представляет собой очень простую систему, в которую входят обмотки из медного или алюминиевого провода и ферромагнитные сердечники. Это сплошное «железо»! Как оно вообще может сломаться? Практически никак, если все сделано правильно, в соответствии с ГОСТом и эксплуатируется надлежащим образом.

Элемент трансформатора, который подвержен износу в большей мере, чем металл, входящий в состав сердечников и проводов, – это изоляция катушек. Существует два разных подхода к обеспечению изоляции обмоток индуктора – жидкая изоляция и сухая. Жидкая считается еще более долговечной, однако из-за громоздкости такой системы и ее дороговизны, применяется она только на трансформаторах очень большой мощности. Поскольку мы говорим об индукционных котлах, мощность которых относительно невелика, то остановимся более подробно именно на «сухом» типе изоляции. В качестве «сухой» изоляции используются такие виды диэлектриков как лак или лаковая пропитка прессованием в вакууме (VPI), а также эпоксидная смола или литьевая смола. По большому счету, любой из этих диэлектриков обеспечивает хорошие показатели долговечности, однако важно учитывать, что «сухой» диэлектрик различается по классам: класс H выдерживает нагрев до 180 °С; класс F до 155 °С и класс В только до 130 °С. Очевидно, что производитель нагревателя должен использовать изоляцию соответствующего класса в своих изделиях.

Трансформатор – чрезвычайно выносливое и неприхотливое оборудование. Согласно ГОСТ 11677-85 на силовые трансформаторы, полный срок службы трансформатора составляет не менее 25 лет. На самом деле и в нашей стране, и в мире очень большая доля силовых трансформаторов, работающих и по 2-2,5 от расчетного срока службы, что зависит и от качества изоляции, и от графика нагрузки. И надо принять во внимание, что силовой трансформатор работает в непрерывном режиме, а индуктивно-кондуктивный нагреватель, как правило, в дискретном (если, конечно, речь идет о работе в обычной системе отопления).

Есть и еще одна цифра, характеризующая срок эксплуатации индукционного нагревателя – 100 000 часов наработки. Это расчетная цифра, которой оперируют производители данного типа оборудования. Эта цифра появилась как результат расчета скорости старения изоляции катушек в условиях номинальной нагрузки и температурных режимов.

Обычно, котел подбирается таким образом, чтобы в течение суток в непрерывном режиме работать 8-10 часов. Нагреватель, использующийся для отопления, работает, допустим, в течение 8 месяцев (в южных районах – значительно меньше). Вот и получается, что за год его наработка составит около 1920-2400 часов, и в таком режиме он способен проработать даже больше, чем 40 лет. На самом деле, конечно, здесь берутся в расчет некие идеальные условия, которых в реальной жизни не бывает. Да и не всем нагревателям удается уходить «в отпуск» — многие индукционные электронагреватели пашут и по 24 часа в сутки, например, на непрерывных производствах или в системе горячего водоснабжения. Но даже в таком режиме «на износ» электрокотлы трансформаторного типа способны проработать по 10-15 лет и более. В общем, можно констатировать, что 30 лет – это вполне реальная оценка, может быть, даже слегка заниженная. Но только при одном важном условии – правильной эксплуатации! Об этом мы сейчас и поговорим.

Ошибки при эксплуатации индукционных котлов

Никакая надежность конструкции и используемых материалов не спасет от выхода оборудования из строя, если эксплуатировать это оборудование «на убой». И нередко сами производители, точнее их рекламные службы, вселяют в покупателей уверенность в том, что достаточно купить индукционный нагреватель, и тут же можно забыть о его правильной установке, обвязке и эксплуатации. Следствием этого неизбежно становится поломка оборудования, дорогостоящий ремонт или замена, споры о гарантии и разочарование. Однако всего этого достаточно просто избежать. Нужно просто обратить внимание на следующие ошибки, которые часто допускаются по незнанию или невнимательности:

Ошибка 1: неправильная транспортировка и разгрузка

Несмотря на кажущуюся массивность и монолитность индукционного нагревательного оборудования, его можно привести в негодность неправильной транспортировкой – от тряски и ударов может нарушиться целостность упаковки, тяжелые индукторы могут сместиться и результат окажется плачевным. Поэтому первое, чему стоит уделить внимание – это выбор транспортной компании, которая не будет экономить на обрешетке и тщательной упаковке оборудования. Второй момент – выгрузка и перемещение к месту установки. Все должно быть сделано максимально аккуратно и осмотрительно. При обнаружении дефектов необходимо связаться с производителем и обсудить, насколько эти дефекты могут помешать безопасной и длительной эксплуатации.

Ошибка 2: неправильная установка

Есть в российской традиции три извечных греха – «авось», «небось» и «как-нибудь». Часто ли мы читаем руководство по эксплуатации перед тем, как нажать «пуск» и обращаем ли мы внимание на все замечания, отмеченные большим восклицательным знаком в треугольнике? Практика показывает, что, увы, нет. А между тем, вопросу правильной установки надо уделять особое внимание. В конце концов, оборудование устанавливается один раз на годы, а не каждую неделю. Есть и свои нюансы у индукционного нагревательного оборудования:

Нюанс 1. Нагреватель должен быть установлен на твердой, ровной горизонтальной поверхности, но под небольшим углом к ней (5-7°). Делается это для того, чтобы исключить появление воздушной пробки в верхней части теплообменника. Если в теплообменнике будет нарушена циркуляция теплоносителя, и теплосъем будет происходить не со всей поверхности теплообменника, может произойти местный перегрев его стенки. Температура перегрева может достигать 500°С, что грозит, со временем, выходом из строя теплообменного устройства (нарушением герметичности).

Нюанс 2. При запуске системы отопления нужно тщательно удалить воздух из системы. Собственно, эта особенность связана с описанной выше. Главное, что надо учесть, это то, что нагреватель не должен работать в завоздушенной системе отопления. С воздушными пробками бороться очень просто – достаточно иметь спускное устройство в самой высокой точке системы теплоснабжения. Важно не забыть им воспользоваться во время запуска системы и, периодически, в процессе работы.

Нюанс 3. Нельзя использовать высокоминерализованную воду в качестве теплоносителя. Да, производители индукционных нагревателей нередко указывают на то обстоятельство, что их оборудование не так восприимчиво к качеству теплоносителя как ТЭНовые и электродные. Однако это не значит, что можно заливать в них все, что под руку попадется. Перефразируя известную поговорку, «не все то теплоноситель, что жидкость»! Действительно, мощность нагрева в индукционном нагревателе не зависит от наличия отложений в системе, а сами отложения накапливаются не так интенсивно, поскольку перепад температур между теплоносителем и нагретой поверхностью теплообменного устройства не превышает, как правило, 15-20 °С. Однако если мы рассчитываем, что будем пользоваться нагревателем все обещанные нам 30 лет, нужно использовать подготовленный теплоноситель, прошедший докотловую обработку, и следить в дальнейшем, чтобы не было несанкционированных сливов и доливов в системе.

Ошибка 3: неправильная эксплуатация

Если нагреватель подобран правильно, используется по назначению и был правильно установлен, то его эксплуатация будет немногим обременительнее, чем эксплуатация трансформатора, то есть, фактически, ничего особо делать не нужно – только периодически визуально контролировать работу оборудования. Надо помнить, что нагреватели такого типа довольно чувствительны к отсутствию циркуляции теплоносителя в системе. Если циркуляция нарушена (например, по причине сломавшегося циркуляционного насоса), теплоноситель в самом нагревателе может закипеть. Автоматика отключит прибор, когда зафиксирует перегрев, однако лучше не доводить до срабатывания аварийных систем защиты.

30 лет – не срок

Таким образом, заявление о сроке службы в 30 лет – отнюдь не профанация. Если, конечно, это заявление делается производителем, которому можно доверять, если он проработал в этой сфере не один год, имеет положительные отзывы и сертифицированную систему качества. Мы увидели, что в конструкцию индуктивно-кондуктивного котла заложен значительный ресурс, а будет ли он реализован в полной мере, не в последнюю очередь, зависит от условий эксплуатации. В конце концов, у производителя должна быть точно такая же цель, как и у заказчика, – чтобы нагреватель проработал как минимум 30 лет, и это вызывало бы не удивление, а удовлетворение.

Подбор трансформатора тока — гост, пуэ, таблицы, формулы

Что делает трансформатор

У трансформатора много полезных и важных функций:

  • Передает электричество на расстояние. Он способен повышать переменное напряжение. Это помогает передавать переменный ток на большие расстояния. Так как у проводов тоже есть сопротивление, от источника тока требуется высокое напряжение, чтобы преодолеть сопротивление проводов. Поэтому, трансформаторы незаменимы в электросетях, где они повышают напряжение до десятки тысяч вольт. Еще возле электростанций, которые вырабатывают электрический ток, стоят распределительные трансформаторы. Они повышают напряжение для передачи их потребителям. А возле потребителей стоит понижающий трансформатор, который уменьшает напряжение до 220 В 50 Гц.
  • Питает электронику. Трансформатор — это часть блока питания. Он понижает входное сетевое напряжение, которое затем выпрямляется диодным мостом, фильтруется и подается на плату. По сути, он используется практически в любом блоке питания и преобразователе.
  • Питает радиолампы и электронно-лучевые трубки. Для радиоламп нужен большой спектр напряжений. Это и 12 В и 300 В и др. Для этих целей и делают трансформаторы, которые понижают и повышают сетевое напряжение. Это делается за счет разных обмоток на одном сердечнике. Разновидностью ламп являются электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). Они используются в электронных микроскопах, где с помощью пучка электронов можно получить детальные изображения микроскопических поверхностей. Для них нужны высокие напряжения, порядка нескольких десятков тысяч киловольт. Это нужно для того, чтобы в вакуумной трубке можно было разогнать пучок электронов до больших скоростей. Электрон в вакууме может повышать скорость своего передвижения за счет повышения напряжения. И снова используется импульсный трансформатор. Он повышает напряжение за счет работы ШИМ (широтно импульсной модуляции). Такие трансформаторы называются строчными (или развертки). Такое название не спроста. По сути кинескоп — это и есть электронно-лучевая трубка. Поэтому, для работы телевизоров, где используется кинескоп, нужен строчный трансформатор.
  • Согласует сопротивления. В усилителях звука согласование источника и потребителя играет важную роль. Поэтому, есть согласующие трансформаторы, которые позволяют передать максимум мощности в нагрузку. Если бы не было такого трансформатора, то лаповые усилители, которые были рассчитаны на 100 Вт, выдавали бы менее 50 Вт в нагрузку. Например, выход усилителя 2 кОм, а трансформатор согласует и понижает напряжение. А на его катушке сопротивление всего несколько десятков Ом.
  • Для безопасности. Трансформатор создает гальваническую развязку между сетью и блоком питания. Это последний рубеж безопасности в блоке питания, если что=то пойдет не так. Будет время для срабатывания предохранителя. Или же катушки и магнитопровод расплавятся, но потребителю не дадут сетевую нагрузку. Он физически не связан с сетью 222 В. Связь есть только с помощью магнитного поля (взаимоиндукции). И если трансформатор рассчитан на 100 Вт, то он сможет выдать только 100 Вт. Поэтому, потребитель будет защищен от опасных высоких токов. Именно из-за этого бестрансформаторные блоки питания считаются опасными.
  • Деталь оружия. В электрошокерах используются высокие напряжения. И их помогает форматировать высоковольтный трансформатор. А еще он используется в некоторых схемах Гаусс пушки.

Параллельная работа трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов возможна лишь в том случае, если в обмотках трансформаторов не возникают уравнительные токи, а нагрузка распределяется пропорционально номинальным мощностям трансформаторов. Практически это сводится к выполнению следующих условий:

1. Напряжения обмоток высшего и низшего напряжения, указанные на заводских табличках, должны быть соответственно равны, т.е. должны быть равны коэффициенты трансформации k1 = k2 …kn.

2. Напряжения короткого замыкания uк, указываемые на заводских табличках трансформаторов, должны быть также равны; при параллельной работе трансформаторов допускают отклонения в пределах ±10 %.

3. Мощности параллельно работающих трансформаторов не должны значительно отличаться одна от другой. Допускается различие мощностей не больше чем в 3 раза.

4. Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов, предназначенных для параллельной работы, должны быть одинаковыми. Это требование может быть выполнено, если условные обозначения схем и групп соединений, указанные на заводских табличках, будут одинаковыми.

5. Обмотки фаз трансформаторов, включенных для параллельной работы, должны совпадать, т. е. одинаково обозначенные выводы обмоток фаз должны быть присоединены к одной, а не к разным шинам.

Рассмотрим последствия нарушения названных условий.

Допустим, что не выполнено первое условие (k1 < k2 ). Это значит, что при одном и том же напряжении на первичных обмотках трансформаторов U1, вторичные ЭДС трансформаторов будут неодинаковы Е1 > Е2. Под действием возникшей разности потенциалов в замкнутом контуре  вторичных обмоток пойдет уравнительный ток, который создаст падение напряжения в обмотках. В трансформаторе 1 это вызовет уменьшение напряжения на зажимах вторичной обмотки, в трансформаторе 2 – увеличение вторичного напряжения. В результате напряжение на внешних шинах будет иметь среднее значение. При нагрузке уравнительный ток накладывается на ток нагрузки, вследствии чего трансформатор 1 будет перегружен, а трансформатор 2 – недогружен. ГОСТ допускает расхождение в коэффициентах трансформации не больше ±0,5% от их среднего значения.

Если трансформаторы имеют неодинаковые номинальные напряжения короткого замыкания  u1К  ? u, значит неодинаковы сопротивления короткого замыкания Z? Z. При работе трансформаторов в параллель напряжения вторичных обмоток одинаковы т. е. I12Z= I22Z, а это возможно лишь при неодинаковых токах трансформаторов. Это значит, что при параллельной работе трансформаторов нагрузка между ними будет распределяться непропорционально их номинальным мощностям. Чтобы не вызвать аварии трансформатора, имеющего меньшее значение uК, необходимо снижать общую нагрузку. Это ведет к неполному использованию трансформаторов. Согласно ГОСТ необходимо, чтобы разница напряжений короткого замыкания не превышала ±10% от их среднего значения, а соотношение номинальных мощностей параллельно работающих трансформаторов было не больше, чем 3:1.

Несоблюдение четвертого условия вызывает настолько большой уравнительный ток, что трансформаторы могут выйти из строя из-за перегрева обмоток. Даже при минимальном расхождении групп соединения трансформаторов (например, у одного группа ?/? – 0, а у другого ?/? – 11) уравнительный ток будет примерно в 5 раз больше номинального, что равносильно короткому замыканию.

Во избежание ошибок присоединение трансформаторов к сети без нулевого провода ( пятое условие ) производят следующим образом. Включают оба трансформатора со стороны высшего напряжения, затем один из них присоединяют к шинам низкого напряжения выводами обмоток всех фаз, а другой — выводами обмотки одной фазы, например С. Затем между выводами обмоток фаз В и А второго трансформатора и шинами низкого напряжения, к которым соответственно присоединены выводы обмоток фаз В и А первого трансформатора, включают вольтметр или лампу. Если обозначения выводов обмоток фаз на трансформаторах нанесены правильно, то между всеми парами одноименных выводов напряжение равно нулю (лампа не горит или вольтметр показывает нуль) и выводы В и А второго трансформатора могут быть соединены с шинами, к которым соответственно присоединены выводы В и А первого трансформатора.

Контрольные лампы или вольтметры при указанной проверке должны быть взяты на двойное рабочее напряжение трансформатора со стороны низшего напряжения.

Оцените статью:

Энергоснабжение

Все войны ведутся за власть, которая невозможна без ресурсов и энергии, способной преобразовать ресурсы в продукт. Добыча энергии и ресурсов — древнейшая проблема всех царствий. Изначально ресурсы добывались в тех местах в которых они располагались и здесь же перерабатывались либо перевозились в другие места, а энергия была четка привязана к месту из которого она добывалась. Росли государства и ресурсов требовалось все больше и больше при это росли сети перевозок по доставке готовой продукции. Соответственно потребность в энергии росла в геометрической прогрессии. Запросы населения нельзя стало удовлетворить с помощью нескольких продуктов, что привело к росту рынка товаров и услуг. Рынку требовались товары способные заинтересовать покупателя, а предприятиям требовались ресурсы и энергия.

Ресурсы возможно было перевозить, хранить и перерабатывать. С энергией все обстояло намного сложнее. Поэтому всегда велись поиски того вида энергии который можно было с легкостью перемещать на большие расстояния, сохранять, накапливать. Энергию можно добывать практически из всего что есть под рукой, но при этом затраты на добычу могут чуть ли не превышать стоимость самой энергии. Раньше в виде энергии использовались деревья, которые при горении выделяли достаточно тепла для ковки металлов. Дрова полностью удовлетворяли запросам того времени – есть везде. Со временем потребовались усилия по вращению кругов и тогда придумали использовать те же бревна, но при этом они нагревали сосуд с водой, который выделял пар, а пар вращал колеса. Вода и бревна были по-прежнему так же распространены. Наряду с энергией горения развивалась и энергия падающей воды. Водопады были эффективнее потому что не требовалось рубить деревья, хотя была полная зависимость от места расположения водопада.

Энергии требовалось все больше, поэтому на смену бревнам пришел каменный уголь и доменные печи, а на смену естественному водопаду – пластины и дамбы. Станки и механизмы работали от водяных колес, затем от паровых установок, потом подключились двигатели внутреннего сгорания. На сегодняшний день все крутится электричеством. Именно электричество научились передавать на огромные расстояния с минимальными потерями, перераспределять и преобразовывать в любые другие виды энергии. Единственный вопрос остался с накоплением, но это вопрос обошли за счет перераспределения и организации вспомогательных станций. Конечно, электричество стало побочным видом энергии. Как и раньше первоочередная энергия – сжигания угля и строительство дамб.

Для передачи энергии от мельничного колеса к станкам фабрики, расположенные на значительном удалении, применялись механические системы из палок и шарниров, которые совершали поступательные движения «вперед-назад». Эксцентрик преобразовывал круговое вращение колеса в поступательное движение палок.

Сейчас все крутит электричество которое сделало возможным полностью автоматизировать процессы производства. Добычей электричества занимается огромное количество всевозможных энергостанций. В основе добычи – сжечь энергоемкое топливо. Структурная схема получения и передачи энергии представлена на рисунке.

В результате сгорания выделяется тепловая энергия которая нагревает жидкость, как в чайнике на плите. Жидкость закипает и струя пара, как из носика, бьет вверх, заставляя паровую турбину-генератор вращаться. При вращении генератора энергия вращения турбины преобразуется в электрическую энергию. Например, если генератор вырабатывает мощность 1 МВт при напряжении 6 кВ, то ток примерно составит 118 А. Повышающим трансформатором увеличивают напряжение до 110 кВ, ток снижается до 6,5 А. Такое напряжение легко передается по проводам на значительные расстояния без потерь. Далее применяется понижающий трансформатор, уменьшающий напряжение со 110 кВ до 0,4 кВ при токе 1875 А.

 

При добыче электрической энергии из падающей воды перегораживается бурная река и возводится платина, образуя водохранилище. В результате подъема уровня воды можно получить большую энергию за счет давления на лопасти турбины. Вращающаяся турбина вращает генератор. Электричество не могло завоевать место главенствующего энергоносителя если бы не был придуман способ транспортировки электричества на большие расстояния за короткое время. Одним из интересных решений была передача электроэнергии с помощью радиоволн, правда потери были большими и излучатель требовался уж очень большой величины. Поэтому решили использовать проводники. Провода протянулись по всей стране. Однако передавать низкие напряжения на большие расстояния не получилось из-за потерь в проводах. Как известно, все обладает сопротивлением электрическому току. Чем меньше сопротивление, тем более выгодным становится материал в качестве проводника электрической энергии. Явное лидерство в области передачи электрической энергии принадлежит металлам. Самым известным металлом с малым сопротивлением считается Ag (серебро), но его неприменение связано с тем, что в воздухе стало очень много сереводорода (H2S), который окисляет серебро. Вторым металлом идет Au (золото), но его применение нецелесообразно из-за стоимости. Наиболее перспективными металлами для электропередачи стали Cu (медь) и Al (алюминий). Но есть способ для снижения сопротивления металлов. Вот уже много десятков лет человечество носится с мыслями о сверхпроводнике при комнатной температуре. Сверхпроводник – проводник не обладающий сопротивлением. Но такие явления пока возможны только при очень больших и очень низких температурах.

Вначале передавать электроэнергию нужно было на сравнительно малые расстояния, поэтому с потерями мирились, используя провода большего сечения. Но электричество все более становилось популярным поэтому и увеличивалась длина проводов. Потери в линии зависят от величины тока, протекающего по проводу, и от удельного сопротивления провода.

Pпот=I2R=I2pL/S

где Pпот – мощность потерь в линии, кВт;

I – ток в проводе;

R – сопротивление в линии;

p – удельное сопротивление металла из которого сделан провод;

p (al)=0,028 Ом*мм2/м;

p (cu)=0,018 Ом*мм2/м;

L – длина линии, м;

S – сечение линии, кв.мм.

К примеру, если генератор вырабатывает 10 кВт при напряжении 380 В 3-х фазного напряжения, то даже используя сечение провода 35 кв.мм будут сказываться потери, которые на 1 км трассы составят 1,6 кВт, а через 6 км напряжение в линии будет около ноля.

P 10 кВт
U 380 В
I 45,6 А
S 35 кв.мм
R 0,8 Ом/км
Pпот 1662 Вт/км
L 6 км

Такие потери очень сильно удорожали линии электропередач потому что для уменьшения потерь увеличивали итак очень толстые кабели и массивные опоры. Транспортировка была нерентабельна, поэтому для уменьшения потерь в линии решили уменьшить ток. Ток – виртуальная величина, которая зависит от физических величин напряжения и сопротивления. Ток можно уменьшить либо за счет уменьшения сопротивления линий, но это не вариант из-за стоимости либо за счет увеличения напряжения в линии. С ростом напряжения ток в линии уменьшается и потери сокращаются.

К примеру, если генератор вырабатывает те же 10 кВт но напряжение увеличено трансформатором до 3 кВ 3-х фазного напряжения при том же сечении провода 35 кв.мм потери на 1 км трассы составят 27 Вт, а линия может растянуться на 375 км. При этом затраты на трансформацию из 380 В в 3 кВ на передающей стороне и обратно на приемной составляют менее 2%.

P 10 кВт
U 3 кВ
I 5,8 А
S 35 кв.мм
R 0,8 Ом/км
Pпот 27 Вт/км
L 375 км

Заметно, что при увеличении напряжения 8 раз длинна трассы увеличивается в 62,5 раза. Напряжение увеличивается при помощи трансформатора. Именно способность переменного тока трансформироваться в любые переменные напряжения при помощи простого оборудования открыло дорогу переменному току.

 

Для трансформации напряжения необходимы два трансформатора – на передающей и приемной сторонах. С ростом напряжения увеличиваются требования к оборудованию и линиям. Чем выше напряжение, тем выше класс изоляции должен быть всех токоведущих частей, конечно кроме проводов линий электропередач потому что именно провода и не покрыты изоляцией.

Подстанции

 

Подстанции предназначены для преобразования электроэнергии из одного напряжения в другое, выполнения защиты проводов и оборудования от перегрузки и токов короткого замыкания, разветвления линий, учета перераспределяемой электроэнергии. На дверях подстанций обычно помимо устрашающей надписи «Под напряжением опасно для жизни», есть запись 10/0,4 кВ. Это означает, что высокая сторона подключена к напряжению 10 кВ, а низкая — 400 В. По правилам допускается колебания напряжения в сети -10..+5%. Если в розетке 220 В, то энергоснабжающая организация может подавать напряжение от 198 В до 231 В. 231 В — фазное напряжение (между нулем и фазой), а линейное (между двумя фазами) в 1,73 раза больше фазного и составляет от 342 В до 400 В.

 

Обычно подстанции располагаются в отдельных зданиях, либо в пристроенных зданиях и содержат обслуживающий персонал. Подстанции перераспределяют большие напряжения, также подстанции могут располагаться и под землей.

Различают открытые распределительные устройства (ОРУ) и встраиваемые распределительные устройства (ВРУ). Первые располагаются на открытом воздухе под навесом, а вторые – в отдельном помещении внутри здания.

Любая подстанция является зоной повышенной опасности. Чтобы посторонние не проникали на такие территории подстанции обносят забором. Над забором поднимаются мачты электропередачи (ЛЭП). Для ремонта в ночное время на подстанциях устанавливаются вышки с фонарями. Также фонарями можно освещать территорию при нападении или угрозе проникновения.

 

Часто можно увидеть на проводах катушки. Дело в том, что линии электропередачи могут тянуться на сотни километров, а проводник по которому течет ток и земля являются большим конденсатором. Чтобы ликвидировать реактивную составляющую в проводах при передаче в разрыв провода вставляют индуктивную катушку. Такие катушки не имеют сердечника.

 

Линии электропередачи стоит дешевле чем аналогичная кабельная линия. Но кабельные линии эстетичнее потому что их видят только ремонтных службы. В идеале все линии уберут под землю. Даже сейчас хоть линии на 110 кВ и подходят к подстанции по воздуху, но к зданиям после трансформаторов под землей проложены кабели. Здесь больше подумали о безопасности чем об эстетике.

Трансформатор

 

Трансформаторы являются самыми главными компонентами всей распределительной сети энергоснабжения. Трансформатор понижает и повышает напряжение для удобства к потреблению и передаче. Первичная обмотка трансформатора обычно соединяется по схеме «треугольник». Вторичная обмотка соединяется по схеме «звезда». При этом соединении становится возможным вывести из трансформатора его нейтраль. Нейтраль трансформатора можно заземлить и от нее брать и заземление и рабочий ноль, или изолировать от земли и брать от нее только рабочий ноль.

Если потребители на низкой стороне нагружены равномерно по фазам, т.е токи фаз равны, то тока в нолевом проводе не будет. Если же существует перекос по фазам – а это практически всегда – то через контур заземления потечет ток. Сила тока будет сравнительно небольшой (5-10 А) в зависимости от нагрузки всех фаз. Формула для расчета тока в нолевом проводе имеет вид.

I02=Ia2+Ib2+Ic2-IaIb-IaIc-IbIc

где I0 – ток в нулевом проводе, А;

Ia, Ib, Ic — токи в фазных проводах, А.

К примеру, если коттедж потребляет по фазе А — 10 А, фазе В – 5 А, фазе С – 7 А, то ток в нолевом проводе составит

Io2 = 102 + 52 + 72 — 10*5 — 10*7 — 5*7 = 19

Io = 4,4 А

Это не означает, что нулевой провод на все группы нужно тянуть меньшего сечения. Токи в обоих проводах на лампочке и в розетке будут равны. В формуле имеется ввиду провод от подстанции или столба до коттеджа. Именно из-из того, что ток в нулевом проводе никогда не превысит ток в фaзном проводе, есть возможность экономить на сечении нулевой жилы в кабеле от подстанции до объекта.

Еще приведу пример – имеется трехфазная сеть, четырехжильный кабель КГ 3*6+1*4. Нужно запитать 6 комнат.

Вариант 1 – соединить четыре провода попарно, тогда получим, что два провода 6 мм2 дадут 35 + 35 = 70 А, а один 4 мм2 и один 6 мм2 дадут 27 + 35 = 62 А. Итого возможное энергопотребление на все комнаты составит P = 62*220 = 13640 Вт, а на каждую комнату 13640/6 = 2274 Вт.

Вариант 2 — соединить фазные провода на разные фазы, тогда получим, что провода 6 мм2 дадут 35 А, а провод 4 мм2 даст 27 А. Учтем, что раз комнат 6, а фаз 3, то на каждую фазу можно посадить 2 комнаты. Итого потребление на 2 комнаты от 1 фазы составит:

Если нагружена 1 фаза – работают 2 провода, ток, выдерживаемый проводом 4 мм2 равен 34 А, следовательно P = 34*220 = 7480 Вт, а на каждую комнату 7480/2 = 3740 Вт.

Если нагружены 2 фазы – работают 3 провода, ток, выдерживаемый проводом 4 мм2 равен 31 А, следовательно P = 31*220 = 6820 Вт, а на каждую комнату 6820/2 = 3410 Вт.

Если нагружены 3 фазы – работают 4 провода, ток в нулевом проводе около 0, выдерживаемый проводом 6 мм2 ток равен 35 А, следовательно P = 35*220 = 7700 Вт, а на каждую комнату 7700/2 = 3850 Вт.

Заметно, что использование трехфазной сети значительно повышает передаваемую мощность по кабелю.

По конструкции помещения трансформаторных подстанций напоминают сарай или будку.

Вся начинка находится в помещении называемом «трансформаторной подстанцией» (ТП). Трансформатор находится в отдельном помещении, которое называется «высокой стороной трансформаторной подстанции». Помимо высокой также есть низкая сторона трансформаторной подстанции. На низкой стороне находятся все отходящие линии, аппараты защиты и коммутации.

В зависимости от того какую мощность должен трансформировать трансформатор их различают по размеру. Чем выше трансформируемая мощность, тем больше размер самого трансформатора. В самом верху трансформатора находятся изоляторы, которые предотвращают возможность касания проводов под напряжением и корпуса трансформатора. Изоляторы более высокого напряжения выше и тоньше чем те, которые стоят на низкой стороне.

В самой верхней точке трансформатора стоит расширительный бак для изоляционного масла. Силовые трансформаторы маслонаполненные. Под действием температуры от обмоток объем масла в корпусе трансформатора постоянно меняется и излишки масла выдавливаются в расширительный бак. Масло применяется специальное обезвоженное и им наполнен весь трансформатор. Масло служит для дополнительной изоляции между обмотками, но основная его функция – отводить тепло от обмоток, которые нагреваются. Для охлаждения масла на корпусе трансформатора располагаются ребра, которые являются радиатором и в которых циркулирует масло.

При опасных ситуациях когда трансформатор может выйти из-под контроля при токах короткого замыкания предусмотрена выхлопная труба для выхода паров масла. Труба расположена сверху трансформатора.

При замене трансформаторного масла откручивают пробку на расширительном баке и в него заливают масло. Однако, диаметр отверстия в баке сравнительно небольшой и заливать в него масло трудно, поэтому многие безбашенные электрики откручивают верхнюю крышку с выхлопной трубы и заливают масло прямо в сам трансформатор.

Перед тем как доливать масло необходимо произвести анализ масел в трансформаторе и бочке, из которой будут доливать. Пробу масла берут при включенном трансформаторе. На лицевой стороне трансформатора находятся датчики температуры, а в самом низу трансформатора есть гайка с отверстием в центре – клапан для забора проб масла. При откручивании гайки на несколько оборотов из отверстия начнет течь масло. Диаметр отверстия 6 мм. Если так получилось, что в трансформатор долили больше масла чем требовалось, то через клапан для забора проб масла можно отрегулировать количество масла в трансформаторе.

В зданиях позади подстанций размещается вся автоматика систем защиты. Из здания оператор управляет коммутацией кабелей и следит за реактивной составляющей. Катушка на проводах гасит емкостную составляющую линий. Дело в том, что промышленные объекты содержат много электродвигателей, которые тянут помимо активной энергии из сети еще и реактивную индуктивную энергию, которая увеличивает расход активной составляющей и без которой можно обойтись. При росте индуктивной составляющей оператор на подстанции включает силовые конденсаторные батарее.

Изолятор

 

Изоляторы делают из стекла или керамики. Возможно, что ушлые китайцы делают изоляторы из пластмассы, но наши страны продолжают использовать керамику. Изолятор хоть и толстый, но имеет порог пробоя по напряжению. Это значит, что если изолятор на 3 кВ, а по проводу, который он держит, пропустить 6 кВ, то скорее всего провод наэлектризует вокруг себя все пространство и пробьет промежуток между собой и стальной опорой мачты.

На стальной штырь опоры надевается пластиковая втулка с резьбой. На резьбу накручивается сам изолятор. Форма изолятора не случайна. Когда идут дожди между столбом и проводом может создаться водяная перемычка, которая станет проводником электричества. Чтобы этого не произошло изоляторы делают с волнистым профилем – то горбинка, то впадинка.

Для того, чтобы изолировать от мачт провода под напряжением 110 кВ – собирают гирлянду изоляторов. Изолятор представляет собой сферу. В центре сферы стоит стеклянная преграда на случай стыковки двух крепежных тросов. По обеим сторонам от перемычки закреплены крепежные тросы. Изоляторы соединяются последовательно. Каждый может выдержать пробивное напряжение 3-20 кВ.

По обеим сторонам от крепления изолятора к проводу размещаются успокоители – гантели. Эти штучки препятствуют раскачивания проводов под напором ветра.

Провода

Провода в высоковольтных линиях используются сталеалюминиевые. В сердцевине содержится стальной трос, а поверх троса навита алюминиевая проволока. Тем самым соблюдается и физическая нагрузка провода, которую принимает на себя стальной трос и проводимость, которую берет на себя алюминий потому что электроны бегут по наружной поверхности металла. На востоке где прокладка самой линии уже проблема в сердцевину троса вплетают оптический кабель связи. Тем самым и электрифицируют и обеспечивают связью населенные пункты.

Опоры

 

Опоры для высоковольтных линий делаются из стали или железобетона. Внешний вид может быть любой, но главное – эстетика. Опора должна нести на себе вес проводов, изоляторов и успокоителей. Обычно по одной мачте пускают несколько дублирующих линий. На стандартной опоре держатся 6 проводов по 3 с каждой стороны и один на пике вверху. Каждые три провода – фазы, верхний провод – молниезащита, соединенная с каждой опорой.

Мачты электропередач ставят по одной линии очень точно, конечно, если позволяет рельеф местности. Например, в Крыму, мачты переносят провода через горы и впадины, при этом сами мачты тоже поднимаются в горы и спускаются в овраги.

Все линии можно проложить по одной прямой, но из-за постоянной опасности нападения Советский Союз строил линии с поворотами – так бомбить было бы труднее.

Разъединитель

 

Для отсоединения одного ответвления линии на ней ставится разъединитель. Аппарат чисто механический. С помощью штанги, поднятой до уровня проводов, оператор снизу может заставить ножи, который соединяют обе линии, синхронно выйти из губок, разорвав контакт.

Следует отметить, что ножи разъединителя нужно отключать плавно. Если потянется электрическая дуга – сразу можно вновь замкнуть ножи. Включать ножи нужно быстро, чтобы дуга не перетянулась в разрыв линии.

Разъединитель как прибор не снабжается аппаратурой защиты или дугогашения, поэтому пользоваться разъединителем нужно после того, как вся нагрузка отключена. Например, если на дачный поселок приходить линия 3 кВ, стоит разъединитель, понижающий трансформатор с автоматами защиты, то вначале нужно отключить все автоматы низкой стороны, а только затем дергать разъединитель.

Ну и алаверды. Глобальная проблема энергетики — куда девать выработанную и не расходуемую электроэнергию. Получается, что на ТЭЦ ротор турбины  генератора весит примерно 70 тонн. Останавливать его нужно трое суток, иначе от температуры произойдет деформация. Соответственно нет возможно резко изменить отдаваемую энергию, ведь нужно сильнее или медленнее крутить ротор, а для этого нужно время. Получается проще оставаться на режиме, а все скачки регулировать  ГЭС. Некоторые страны поступают хитро: скупают у соседей избыток ночной энергии, которая дешевая и при помощи двигателей в горные резервуары закачивают воду, а днем, когда электроэнергию дорогая — открывают стоки и вырабатывают дополнительную энергию чтобы уровнять часы пики нагрузки. Как решить рационально эту задачу пока непонятно, но каждый крутится как может, например снижать затраты дневной электроэнергии и увеличивая ночное потребление. Это можно регулировать при помощи стоимость КВт*ч.

▷ Повышающие и понижающие трансформаторы

Один из наших коллег по ЕЭС прислал нам эту статью несколько дней назад. Помните, что вы можете делать то же самое и говорить о чем угодно, даже о себе!

Что такое трансформатор?

Трансформаторы — это устройства, которые изменяют (трансформируют) напряжение подаваемой мощности для удовлетворения индивидуальных потребностей потребителей энергии. Он использует принцип электромагнитной индукции для изменения напряжения (переменной разницы) от одного значения к другому, меньшему или большему.

Трансформатор состоит из катушки из мягкого железа с двумя другими катушками, намотанными вокруг нее, но не соединенными друг с другом. Стальные катушки могут быть расположены друг над другом или намотаны на отдельных участках железного сердечника.

Катушка, на которую подается переменное напряжение, называется первичной обмоткой или первичной катушкой. Переменный ток в первичной обмотке создает изменяющееся магнитное поле вокруг нее всякий раз, когда подается переменный потенциал. Переменный ток, в свою очередь, вырабатывается изменяющимся полем во вторичной катушке, и величина создаваемого тока зависит от количества обмоток во вторичной катушке.

Существует два типа трансформаторов, а именно: понижающие и повышающие трансформаторы. Как правило, разница между ними заключается в количестве создаваемого напряжения в зависимости от количества вторичных катушек.

Понижающий трансформатор

Существует два типа трансформаторов, а именно: понижающие и повышающие трансформаторы. Как правило, разница между ними заключается в количестве создаваемого напряжения в зависимости от количества вторичных катушек.

В понижающем трансформаторе считается тот, у которого вторичных обмоток меньше, чем первичных.Другими словами, вторичное напряжение трансформатора меньше первичного. Таким образом, трансформатор предназначен для преобразования энергии высокого напряжения с низким током в мощность с низким напряжением и высоким током, и он в основном используется в быту.

Обычным случаем понижающего применения являются дверные звонки. Обычно в дверных звонках используется напряжение 16 вольт, но в большинстве бытовых цепей электропитания напряжение составляет 110–120 вольт. Следовательно, понижающий трансформатор дверного звонка получает 110 вольт и снижает его до более низкого напряжения, прежде чем подать его на дверной звонок.

Понижающие трансформаторы в основном используются для преобразования электроэнергии с напряжением 220 вольт в напряжение 110 вольт, необходимое для большинства бытового оборудования.

Повышающие трансформаторы

Повышающий трансформатор — прямая противоположность понижающему трансформатору. На вторичной обмотке больше витков, чем на первичной обмотке повышающих трансформаторов. Таким образом, напряжение, подаваемое на вторичный трансформатор, больше, чем напряжение на первичной обмотке.Из-за принципа сохранения энергии трансформатор преобразует низкое напряжение, сильный ток, в высокое напряжение-низкий ток. Другими словами, напряжение было увеличено.

Вы можете найти повышающие трансформаторы, расположенные рядом с электростанциями, которые рассчитаны на работу в мегаваттах. Помимо электростанций, повышающие трансформаторы также могут использоваться для местных и небольших приложений, таких как рентгеновский аппарат, для работы которого требуется около 50 000 вольт. Даже микроволновая печь требует для работы небольшого повышающего трансформатора.

Совет. Тип используемой металлической обмотки является одним из факторов, определяющих КПД трансформаторов. Медные катушки более эффективны, чем многие другие металлические катушки, такие как алюминий. Однако медные обмотки, как правило, стоят дороже, но вы можете рассчитывать на то, что со временем вы сэкономите начальную стоимость, поскольку эффективность материала снизит затраты на электроэнергию.

Как вам понравилась первая попытка вашего товарища по участию? Оставьте свои впечатления.

Использование трансформаторов для изменения напряжения до желаемого уровня — Jade Learning

Повышение и снижение: использование трансформаторов для изменения напряжения до желаемого уровня

Автор: Дэрил Вольфрам | 04 марта 2020 г.

Трансформаторы используются, когда необходимо изменить или преобразовать напряжение питания на другие уровни.Иногда при передаче энергии на большие расстояния необходимо повышать напряжение. В других случаях необходимо снизить напряжение для оборудования, использующего электроэнергию. Независимо от того, повышаются или понижаются напряжения, один и тот же процесс смены обмоток используется для преобразования напряжений на разные уровни.

Изменения уровня напряжения

Электроэнергия обычно вырабатывается при напряжении около 11 кВ (11000 вольт)

«Подобные трансформаторы часто используются для понижения напряжения с 13 800 вольт до 240 вольт для бытовой электропроводки.”

до 25кВ. Для передачи этой мощности на большие расстояния напряжения часто повышают до 400 кВ или более. Более высокие напряжения приводят к меньшим потерям мощности на расстоянии, в то время как более низкие напряжения теряют мощность быстрее.

По мере приближения линий передачи к месту, где будет использоваться мощность, мощность снижается, что снижает уровни напряжения. Как правило, линии электропередач возле жилых домов будут понижены до уровня примерно 13,8 кВ, прежде чем использовать другой трансформатор, чтобы снова сбросить напряжение до 240 вольт, необходимых для большинства жилых домов.

Внутри домов мощность может быть снова понижена для питания или зарядки электроники. Многие зарядные устройства для сотовых телефонов работают от 5 до 12 вольт. Это означает, что необходимо использовать трансформатор, чтобы снизить мощность от розетки в стене (около 120 вольт) до 5–12 вольт.

Эти типы трансформаторов используют магнитные поля и индукцию для изменения уровней напряжения.

Магнетизм «Изменение количества обмоток по обе стороны от трансформатора изменяет количество напряжения, которое выходит из трансформатора.

Если вы возьмете два магнита и попытаетесь сдвинуть их вместе на одном магнитном полюсе (с севера на север или с юга на юг), вы почувствуете, как они отталкиваются друг от друга. Это потому, что невидимые силовые линии прижимаются друг к другу и раздвигают магниты.

Когда электрический провод находится под напряжением, вокруг провода создается электрическое поле, подобное полям вокруг магнитов. Эти невидимые силовые линии воздействуют и толкают магнитные поля других проводников, металла и магнитов вокруг них.Когда проводники под напряжением наматываются, сила магнитного поля увеличивается. Чем больше раз наматывается проводник, тем сильнее становится магнитное поле. Измерение этой магнитной силы называется магнитным потоком.

Индукция

Когда напряжение преобразуется с помощью индукции, проводник одного уровня напряжения не контактирует напрямую с проводником другого уровня напряжения. Магнитная сила от проводника под напряжением создает магнитный поток в сердечнике, который индуцирует мощность в другой обмотке.

Обмотки катушки

Трансформаторы изменяют напряжение, изменяя количество обмоток на каждой стороне сердечника.

Первичная катушка содержит намотанные проводники от источника питания. Вторичная обмотка содержит намотанные проводники, идущие к используемому оборудованию. Изменяя количество раз, когда провод наматывается с обеих сторон сердечника, можно управлять мощностью, выходящей из трансформатора. Чтобы уменьшить трансформатор, количество обмоток на вторичной стороне будет меньше, чем количество обмоток на первичной стороне.

Например, если вы хотите взять питание из розетки на 120 вольт и уменьшить его для зарядного устройства на 12 вольт, вам потребуется меньше обмоток на стороне трансформатора, который идет к зарядному устройству. В этой ситуации на стороне первичного питания (120 вольт) будет в 10 раз больше обмоток, чем на стороне вторичного питания (12 вольт). Итак, если бы на первичной стороне было 1000 обмоток, для вторичной стороны потребовалось бы 100 обмоток.

Можно получить другие уровни напряжения, изменив количество обмоток с каждой стороны трансформатора.

Повышающий трансформатор

: определение, схема и принцип работы

Что такое повышающий трансформатор?

Повышающий трансформатор — это тип трансформатора, который преобразует низкое напряжение (LV) и высокий ток с первичной стороны трансформатора в высокое напряжение (HV) и низкое значение тока на вторичной стороне трансформатора. . Обратное явление известно как понижающий трансформатор.

Трансформатор — это статическое электрическое оборудование, которое преобразует электрическую энергию (от обмоток первичной стороны) в магнитную энергию (в магнитном сердечнике трансформатора) и снова в электрическую энергию (на вторичной стороне трансформатора). Повышающий трансформатор находит широкое применение в электрических системах и линиях передачи.

Рабочая частота и номинальная мощность примерно равны на первичной и вторичной сторонах трансформатора, потому что трансформатор является очень эффективным оборудованием, а значения напряжения и тока обычно разные.

Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку в электрической системе. Благодаря этим двум основным характеристикам трансформатор является наиболее важной частью электрической системы и обеспечивает экономичную и надежную передачу и распределение электроэнергии.

Трансформатор может передавать энергию в обоих направлениях, со стороны ВН на сторону НН, а также в обратном направлении. По этой причине он может работать как повышающий или понижающий трансформатор. Оба типа трансформаторов имеют одинаковую конструкцию и конструкцию.

Теоретически мы можем использовать любой трансформатор как повышающий, так и понижающий. Это зависит только от направления потока энергии.

Обмотки ВН содержат огромное количество витков по сравнению с обмотками НН. Провод обмотки НН имеет большее поперечное сечение, чем провод ВН, из-за более высокого значения тока на стороне НН. Обычно мы размещаем обмотки низкого напряжения близко к сердечнику трансформатора, а поверх них наматываем обмотки высокого напряжения.

Коэффициент трансформации (n) повышающего трансформатора приблизительно пропорционален соотношению напряжений:

Где V P, S — напряжения, а N P, S — номера витков на первичной обмотке. (LV) и вторичная (HV) стороны соответственно.Первичная сторона повышающего трансформатора (сторона низкого напряжения) имеет меньшее количество витков, чем вторичная сторона (сторона высокого напряжения).

Это означает, что энергия перетекает от НН к стороне ВН. Напряжение повышается от первичного (входное) до вторичного (выходное) .

Это уравнение можно преобразовать в формулу для выходного напряжения (т.е. вторичного напряжения). Это иногда называют формулой повышающего трансформатора :

Калькулятор трансформатора может помочь вам легко рассчитать коэффициент трансформации трансформатора и определить, является ли устройство повышающим или понижающим трансформатором.

Наиболее важным применением повышающего трансформатора является повышающий трансформатор генератора (GSU), используемый на всех электростанциях.

Эти трансформаторы обычно имеют большие значения передаточного отношения. Значение напряжения, производимое при производстве энергии, увеличивается и подготавливается для передачи энергии на большие расстояния.

Энергия, вырабатываемая на электростанции, имеет низкие значения напряжения и высокие значения тока. В зависимости от типа генерирующей установки трансформатор ПГУ имеет номинальное значение первичного напряжения от 6 до 20 кВ.

Номинальное значение напряжения вторичной стороны GSU может составлять 110 кВ, 220 кВ, 410 кВ в зависимости от системы передачи энергии, подключенной к вторичной стороне GSU. Значение тока на первичной стороне GSU обычно очень велико и в зависимости от номинальной мощности трансформатора может достигать даже 30000 A.

Это значение тока непрактично для передачи энергии и должно уменьшаться из-за потерь мощности передачи (R × I 2 ). Передача энергии на большие расстояния была бы невозможна.Помимо трансформатора GSU, между генератором и электрической сетью осуществляется гальваническая развязка.

Применение повышающего трансформатора

Небольшой повышающий трансформатор можно использовать в электронных и электрических устройствах, где требуется повышение напряжения. Но в настоящее время в современных электронных устройствах все чаще используются силовые электронные схемы из-за меньшего веса и габаритов.

Гигантский повышающий трансформатор используется в качестве повышающего трансформатора для повышения генерируемой мощности до более высокого уровня напряжения для эффективной передачи электроэнергии.

Повышающий и понижающий трансформатор / регулятор / стабилизатор мощностью 8000 Вт

Получите скидку 10%

Эта модель предназначена для обеспечения полной защиты от скачков и падений напряжения. Разработан, чтобы избежать повреждений или повреждений, вызванных скачками напряжения, падениями напряжения, молнией, скачками напряжения, защитой от скачков напряжения и другими проблемами, связанными с напряжением.

  • Скачки напряжения повреждают все электрические или электронные устройства, такие как: телевизоры, видеомагнитофоны, DVD-плееры, компьютеры, принтеры и т. Д..
  • Падение напряжения повреждает все электроприборы, такие как: холодильники, морозильники, кондиционеры, насосы и т. Д.
  • Эта модель защитит ваш прибор от обеих ситуаций при преобразовании напряжения.

Основные характеристики:

  • Модель: TC-8000D
  • Для установки требуется проводка. По соображениям безопасности только профессиональный электрик должен устанавливать этот элемент за вас.
  • Максимальная мощность 8000 Вт
  • Скачки напряжения повреждают все электрические или электронные устройства, такие как: телевизоры, видеомагнитофоны, DVD-плееры, компьютеры, принтеры и т. Д. Падения напряжения повреждают все электроприборы, такие как: холодильники, морозильники, кондиционеры, насосы и т. Д. Эта модель защитит ваше устройство из обеих ситуаций при преобразовании напряжения.
  • Работает как повышающий трансформатор, а также понижающий трансформатор — просто щелкнув выключателем!
  • Функция повышающего трансформатора и стабилизатора: преобразует 110/120 вольт в 220/240 вольт, сохраняя при этом постоянное выходное напряжение.
  • Функция понижающего трансформатора и стабилизатора: преобразует 220/240 вольт в 110/120 вольт, сохраняя при этом выходное напряжение постоянным.
  • Трансформатор непрерывного действия для тяжелых условий эксплуатации
  • Точный индикатор источника питания — Аналоговый измеритель на передней панели устройства измеряет входное напряжение (показывает точное выходное напряжение).
  • Встроенная автоматическая схема защиты — Устройство автоматически отключается, когда входное напряжение выходит за пределы рабочего диапазона.
  • Диапазон входного сигнала регулировки / стабилизатора:
    — 180 В — 260 В при использовании в странах с напряжением 220-240 вольт, таких как Нигерия, Индия, Гана, Германия, Италия, Россия, Филиппины, Великобритания и т. Д.
    — 75 В — 130 В при использовании в странах с напряжением 110-120 вольт, таких как США, Канада, Мексика и т. Д.
  • Если входное напряжение выходит за пределы этого диапазона, трансформатор автоматически отключается. Затем вы можете сбросить автоматический выключатель устройства и снова включить его.
  • Это однофазный трансформатор.
  • Выключатель с контрольной лампой
  • Прочный металлический корпус и прочная конструкция
  • Встроенный автоматический выключатель для ручного перезапуска. Замена предохранителей не требуется.
  • Фактический номер модели в зависимости от наличия на складе: AR-8000, ATVR8000 или SMVS8000
  • .

Размеры и вес:

  • 13 «X 14» X 17 «(В X Ш X Г)
  • 65 фунтов
  • Технические характеристики могут быть изменены.

Гарантия:

  • 90 дней обмена
  • 1 год на комплектующие и сборка

Обратите внимание, что трансформаторы следует использовать с осторожностью в любом случае. Беречь от влаги и детей. Мы не несем ответственности за неправильно использованные трансформаторы. Мы можем порекомендовать определенный размер и модель, если у вас есть какие-либо вопросы или сомнения по поводу требуемого размера.


Особые характеристики:

5-летняя гарантия распространяется как на детали, так и на работу.Все, за что вам нужно заплатить, — это стоимость доставки.
СООТВЕТСТВИЕ БЕЗОПАСНОСТИ CE: Для того, чтобы продукт с маркировкой CE был одобрен по качеству , продукт должен пройти соответствующие испытания по обеспечению качества. Так что покупайте с уверенностью!
УНИВЕРСАЛЬНАЯ РОЗЕТКА: В наших моделях есть как минимум одна универсальная розетка.Этот тип розетки подходит практически к любым заземленным или незаземленным вилкам со всего мира. Нет необходимости использовать дополнительные переходники для подключения ваших приборов или электроники к нашим трансформаторам.
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ ЗАЩИЩЕН: Оборудован сменным предохранителем для безопасной работы. Предохранитель отключит питание преобразователя напряжения в случае его перегрузки. В стандартную комплектацию входят два запасных предохранителя.

Прочтите нашу справочную страницу, чтобы лучше понять, какой размер трансформатора купить, какую модель купить и какой стиль купить.Он находится на нашем сайте: http://www.world-import.com/info.htm#transformer

Обратите внимание, что трансформаторы следует использовать с осторожностью в любом случае. Беречь от влаги и детей. Мы не несем ответственности за неправильно использованные трансформаторы. Мы можем порекомендовать определенный размер и модель, если у вас есть какие-либо вопросы или сомнения по поводу требуемого размера.

Рейтинг продукта

Отзывы клиентов

Для этого товара нет обзоров.

Добавьте сюда свой отзыв

Как определить повышающий или понижающий трансформатор?

Как определить повышающий или понижающий трансформатор? — Обмен электротехнического стека
Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 176 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил

Просмотрено 8к раз

\ $ \ begingroup \ $

Собрал большой трансформатор от старого ИБП.Я не знаю, это шаг вперед или назад. Я хочу использовать его как понижающий трансформатор. На одной стороне имеется 5 пар кабелей, а на другой — 3 кабеля. Я хочу преобразовать 220 В переменного тока в 3-12 В постоянного тока.

Edit (добавлено фото)

Фото трансформатора прилагаю.

Создан 19 дек.

палашпалаш

2311 серебряный знак55 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $

Трансформатор может быть как повышающим, так и понижающим, это просто зависит от соотношения витков и того, что вы считаете первичной и вторичной обмотками.

Что вы можете сделать, так это использовать функциональный генератор, чтобы возбудить набор обмоток, а затем измерить напряжение холостого хода на других обмотках. Это может позволить вам оценить коэффициент трансформации и посмотреть, будет ли трансформатор работать в вашем приложении.

Это может дать вам лучшее описание того, как работает трансформатор, и как проводить расчеты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.