Электрический трансформатор: принцип работы, виды и применение

Что такое электрический трансформатор. Как работает трансформатор. Какие бывают виды трансформаторов. Где применяются трансформаторы. Каковы основные характеристики трансформаторов.

Принцип работы электрического трансформатора

Электрический трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения и тока одной величины в переменное напряжение и ток другой величины той же частоты. Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции.

Основные элементы конструкции трансформатора:

• Магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного материала
• Первичная обмотка
• Вторичная обмотка (одна или несколько)
• Изоляция
• Система охлаждения (для мощных трансформаторов)

Как работает трансформатор?

1. На первичную обмотку подается переменное напряжение
2. В первичной обмотке возникает переменный ток, создающий переменное магнитное поле
3. Магнитное поле, пронизывая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней ЭДС
4. Величина ЭДС во вторичной обмотке зависит от соотношения числа витков в обмотках

Основные виды трансформаторов

По назначению и конструкции выделяют следующие основные виды трансформаторов:

Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электроэнергии в электрических сетях. Они применяются на электростанциях, подстанциях, в системах электроснабжения для согласования напряжений различных участков сети.

Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы используются для подключения измерительных приборов и устройств релейной защиты к высоковольтным цепям. Различают трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор имеет одну обмотку, часть которой является как первичной, так и вторичной. Это позволяет уменьшить габариты и повысить КПД при небольшой разнице напряжений.

Применение трансформаторов в энергетике и промышленности

Трансформаторы находят широкое применение в различных областях:

• Передача и распределение электроэнергии
• Электропривод и электротехнологические установки
• Электрометаллургия
• Электросварка
• Радиотехника и связь
• Измерительная техника

Какие задачи решают трансформаторы в энергосистемах?

1. Повышение напряжения для передачи электроэнергии на большие расстояния
2. Понижение напряжения для распределения энергии потребителям
3. Преобразование числа фаз и частоты тока
4. Регулирование напряжения в сети

Основные характеристики и параметры трансформаторов

Важнейшими характеристиками трансформаторов являются:

• Номинальная мощность
• Номинальные напряжения обмоток
• Коэффициент трансформации
• КПД
• Группа соединения обмоток
• Напряжение короткого замыкания
• Потери холостого хода и короткого замыкания

Как определяется коэффициент трансформации?

Коэффициент трансформации k равен отношению числа витков первичной обмотки w1 к числу витков вторичной обмотки w2:

k = w1 / w2 = U1 / U2 = I2 / I1

где U1, U2 — напряжения, I1, I2 — токи первичной и вторичной обмоток.

Режимы работы трансформаторов

Основными режимами работы трансформаторов являются:

Режим холостого хода

Режим холостого хода — это работа трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке. В этом режиме определяют потери в стали магнитопровода и коэффициент трансформации.

Режим короткого замыкания

Режим короткого замыкания — работа трансформатора при замкнутой накоротко вторичной обмотке. Позволяет определить потери в обмотках и напряжение короткого замыкания.

Нагрузочный режим

Нагрузочный режим — нормальный рабочий режим трансформатора при подключенной нагрузке. В этом режиме трансформатор выполняет свою основную функцию — преобразование параметров электроэнергии.

Системы охлаждения силовых трансформаторов

Для отвода тепла, выделяющегося в процессе работы, в силовых трансформаторах применяются различные системы охлаждения:

• Естественное воздушное охлаждение (сухие трансформаторы)
• Масляное охлаждение с естественной циркуляцией масла и воздуха
• Масляное охлаждение с принудительной циркуляцией воздуха
• Масляно-водяное охлаждение

Какие преимущества дает масляное охлаждение?

1. Улучшение отвода тепла от обмоток
2. Повышение электрической прочности изоляции
3. Защита изоляции от влаги и окисления
4. Гашение электрической дуги при коммутациях

Специальные виды трансформаторов

Помимо силовых, существуют специальные виды трансформаторов для решения специфических задач:

Импульсные трансформаторы

Импульсные трансформаторы предназначены для передачи коротких импульсов с минимальными искажениями. Применяются в устройствах радиолокации, импульсной техники и автоматики.

Сварочные трансформаторы

Сварочные трансформаторы используются для понижения сетевого напряжения до напряжения дуги и обеспечения больших токов, необходимых для сварки.

Пик-трансформаторы

Пик-трансформаторы преобразуют синусоидальное напряжение в импульсное. Находят применение в импульсных источниках питания и генераторах.

Эксплуатация и обслуживание трансформаторов

Для обеспечения надежной работы трансформаторов необходимо выполнять следующие мероприятия:

• Периодические осмотры и проверки
• Контроль уровня и качества масла
• Очистка и сушка изоляции
• Проверка защитных устройств
• Испытания и измерения параметров

Какие параметры контролируют при эксплуатации трансформаторов?

1. Температура масла и обмоток
2. Уровень масла
3. Состояние контактов переключателя ответвлений
4. Сопротивление и тангенс угла диэлектрических потерь изоляции
5. Содержание газов в масле

Своевременное и качественное обслуживание позволяет обеспечить длительную и безаварийную работу трансформаторов в энергосистемах и на промышленных предприятиях.

Электрические трансформаторы

Электрический трансформатор — это статическое устройство, служащее для преобразования величины переменного напряжения.

Действие трансформаторов основано на явлении электромагнитной индукции. Трансформатор состоит из одной первичной обмотки, одной или нескольких вторичных обмоток и ферромагнитного магнитопровода, обычно замкнутой формы. Все обмотки расположены на магнитопроводе и индуктивно связаны между собой. Иногда вторичной обмоткой служит часть первичной, или наоборот. Такие трансформаторы называются автотрансформаторами.

Концы первичной обмотки подключают к источнику переменного напряжения, а концы вторичной — к потребителям. Переменный ток в первичной обмотке приводит к появлению в магнитопроводе переменного магнитного потока, который создаёт в первичной и вторичной обмотках электродвижущие силы (ЭДС). Эти ЭДС пропорциональны количеству витков в соответствующих обмотках. Отношение ЭДС в первичной обмотке к ЭДС во вторичной обмотке называют коэффициентом трансформации.

I. Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы — это наиболее распространенный вид электрических трансформаторов. Они служат для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях энергетических систем, в радиотехнических устройствах, системах автоматики и др. и работают при постоянном действующем значении напряжения. Мощные силовые трансформаторыимеют КПД до 99%. Их обмотки изготовляют, как правило, из меди, магнитопроводы — из листов холоднокатаной электротехнической стали. Магнитопровод и обмотки силового трансформатора обычно помещают в бак, заполненный минеральным маслом, которое служит для изоляции и охлаждения обмоток. Масляные трансформаторы обычно устанавливают на открытом воздухе. Трансформаторы без масляного охлаждения называются сухими. Для лучшего отвода тепла силовые трансформаторы могут снабжаться радиаторами.

h2″>ОСЗ трансформаторы напряжения	ТСЗР трансформаторы силовые защищенные разделительные	ТСЗИ трансформаторы трёхфазные сухие для питания электроинструмента (ЭТЗ)

Помимо силовых, существуют трансформаторы различных типов и назначения: для измерения больших напряжений и токов (измерительные), для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсное (пик-трансформаторы), для преобразования импульсов тока и напряжения (импульсные), для выделения переменной составляющей тока, для разделения электрических цепей на гальванически не связанные между собой части, для их согласования и т.д.

II. Измерительные трансформаторы

Измерительный трансформатор — это электрический трансформатор, на первичную обмотку которого воздействует измеряемый ток или напряжение, а вторичная, понижающая, включена на измерительные приборы и реле защиты. Измерительные трансформаторы применяют главным образом в распределительных устройствах и в цепях переменного тока высокого напряжения для безопасных измерений силы тока, напряжения, мощности, энергии. С помощью измерительных трансформаторов можно измерять различные значения электрических величин электроизмерительными приборами. Различают измерительные трансформаторы напряжения (для включения вольтметров, частотомеров, параллельных цепей ваттметров, счётчиков, фазометров и реле напряжения) и измерительные трансформаторы тока (для включения амперметров, последовательных цепей ваттметров, счётчиков, фазометров и реле тока).

НТМИ-6 трансформаторы напряжения масляные (КТЗ)	ЗНОЛ.06 трансформаторы напряжения измерительные сухие заземляемые	ТЗЛМ-1 трансформаторы тока нулевой последовательности

Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для преобразования высокого напряжения в низкое в цепях измерения и контроля. Применение трансформаторов напряжения позволяет изолировать цепи вольтметров, частотомеров, электрических счётчиков, устройств автоматического управления и контроля и т.

д. от цепи высокого напряжения и создаёт возможность стандартизации номинального напряжения контрольно-измерительной аппаратуры. 

Трансформаторы напряжения подразделяются на:

• трансформаторы переменного напряжения,
• трансформаторы постоянного напряжения.

Первичная обмотка трансформатора переменного напряжения состоит из большого числа витков и подключается к цепи с измеряемым напряжением параллельно. К зажимам вторичной обмотки с числом витков во много раз меньшим подсоединяют измерительные приборы или контрольные устройства. Так как внутреннее сопротивление последних относительно велико, трансформатор работает в условиях, близких к режиму холостого хода, что позволяет (пренебрегая потерями напряжения в обмотках) считать напряжения на первичной и вторичной обмотках пропорциональными количеству витков в обмотках. Зная коэффициент трансформации можно по результатам измерения низкого напряжения во вторичной обмотке определять высокое первичное напряжение.

Измерительные трансформаторы тока предназначены для измерения и контроля больших токов с использованием стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля. Одновременно трансформаторы тока служат для изоляции аппаратуры от потенциала сети, в которой производится измерение. 

Трансформаторы тока подразделяются на:

• трансформаторы переменного тока,
• трансформаторы постоянного тока.

Первичная обмотка трансформаторов переменного тока состоит из одного или нескольких витков провода относительно большого сечения и включается последовательно в цепь измеряемого тока. Вторичная обмотка состоит из большого числа витков провода сравнительно малого сечения; к ней подключают приборы и устройства с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением (амперметры, счётчики, реле и т.п.). Отличительной особенность трансформаторов тока — независимость тока в первичной обмотке от режима работы вторичной обмотки (практически она короткозамкнута). Это позволяет, при известном коэффициенте трансформации, определять большой ток в первичной обмотке, измеряя относительно слабый ток во вторичной. 

Трансформаторы тока классифицируют по:

• назначению (измерительные, защитные, промежуточные, лабораторные),
• способу установки (наружные, внутренние, встроенные в электрические аппараты и машины, накладные, надеваемые на проходные изоляторы, переносные),
• числу ступеней (одноступенчатые, каскадные),
• способу крепления (проходные, в том числе электроизмерительные клещи, опорные),
• числу витков первичной обмотки (одновитковые, или стержневые, многовитковые),
• рабочему напряжению (низкого напряжения, высокого напряжения),
• виду изоляции обмоток (с сухой, бумажно-масляной, компаундной изоляцией).

III. Автотрансформаторы

Автотрансформатор — это электрический трансформатор, все обмотки которого гальванически соединены друг с другом. При малых коэффициентах трансформации автотрансформаторы легче и дешевле многообмоточных трансформаторов. Недостаток автотрансформаторов заключается в невозможности гальванического обособления цепей. Автотрансформаторы служат преобразователями электрического напряжения в пусковых устройствах мощных электродвигателей переменного тока, в схемах релейной защиты для плавного регулирования напряжения и др. Регулируемые автотрансформаторы позволяют благодаря механическому перемещению точки отвода вторичного напряжения сохранить его постоянным при изменениях первичного напряжения.

TDGC2, TSGC2 автотрансформаторы лабораторные

IV. Импульсные трансформаторы

Импульсный трансформатор — имеет ферромагнитный сердечник и применяется для преобразования импульсов электрического тока или напряжения. Импульсные трансформаторы в радиолокации, импульсной радиосвязи, автоматике и вычислительной технике применяют для согласования источника импульсов с нагрузкой, изменения полярности импульсов, разделения электрических цепей по постоянному и переменному току, сложения сигналов, поджигания импульсных ламп и т. д. Основное требование, предъявляемое к импульсным трансформаторам, — передача импульса с минимальными искажениями формы. Для этого необходимо, чтобы межвитковые ёмкости обмоток, паразитные ёмкости монтажа и индуктивность рассеяния трансформатора были минимальными. Уменьшение межвитковых ёмкостей достигается применением сердечников малых размеров, соответствующей намоткой и взаимным расположением обмоток, а также уменьшением числа витков (при этом снижается коэффициент трансформации). Сердечники импульсных трансформаторов изготавливаются из пермаллоя, кремнистой трансформаторной стали, ферритов и других материалов с высокой магнитной проницаемостью. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечники импульсных трансформаторов навивают из ферромагнитной ленты толщиной до 10 мкм; поверхность ленты покрывают изолирующим слоем. Ферритовые сердечники, имеющие малые потери на вихревые токи, изготавливают методами порошковой металлургии. Первичная обмотка импульсного трансформатора обычно содержит от 50 до 200 витков, коэффициент трансформации выбирается от 0,25 до 5, а в некоторых случаях до 100 и выше.

V. Пик-трансформаторы

Пик-трансформатор — это электрический трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью. Простейший пик-трансформатор имеет магнитопровод с разной толщиной стержней. Вторичная обмотка располагается на более тонком стержне. При протекании в первичной обмотке синусоидального тока в магнитопроводе возникает магнитный поток, который уже при малых значениях силы тока насыщает тонкий стержень магнитопровода, вследствие чего ЭДС, индуцированная во вторичной обмотке, имеет импульсный (пиковый) характер. Пик-трансформаторы используются как генераторы импульсов главным образом в исследовательских установках высокого напряжения, а также в устройствах автоматики.

Трансформаторные масла — это нефтяные или синтетические масла, применяемые в качестве электроизолирующей и теплоотводящей среды в трансформаторах и другом маслонаполненном электрооборудовании, а также в масляных выключателях для гашения электрической дуги при отключении тока. Основная доля трансформаторных масел приходится на масла нефтяные. Трансформаторное масло получают очисткой соответствующих нефтяных дистиллятов с помощью селективных растворителей (фенола, фурфурола), серной кислоты, адсорбентов или гидрированием. Процесс получения масел из сырья, содержащего парафиновые углеводороды, включает также стадию депарафинизации. Трансформаторные масла должны обладать высокой электрической прочностью и электрическим сопротивлением, минимальным тангенсом угла диэлектрических потерь, стабильностью к окислению, должны иметь малую вязкость, низкую испаряемость. Нефтяные трансформаторные масла имеют вязкость 6 — 10×10-6 м2/сек при 50 °С, температуру застывания не выше -45°С, температуру вспышки не ниже 135 °С, тангенс угла диэлектрических потерь не более 0,026 — 0,005 при 90 °С, диэлектрическая проницаемость 2,2 — 2,3; они не должны содержать воду и механические загрязнения. Из синтетических трансформаторных масел наибольшее распространение получили жидкости на основе хлорированных дифенилов и трихлорбензола (гексол, совтолы). В некоторых видах специальных трансформаторов применяются также углеводородные, кремнийорганические и фосфорорганические синтетические жидкости.

Электрический трансформатор. Основное оборудование электрических станций и подстанций.



 

 

Основное оборудование электрических станций и подстанций

Трансформатор

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

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-мягкого материала.

Базовые принципы действия трансформатора

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

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

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный 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 производной магнитного 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, 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.

Основные части конструкции трансформатора

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 надежность 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.

Режимы работы трансформатора

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»).

Режим нагрузки

Этот режим характеризуется работой трансформатора с подключенными источником в первичной и нагрузкой во вторичной цепи трансформатора. В 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.

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.

Режим холостого хода

При равенстве вторичного тока нулю (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток, протекающий через первичную обмотку, равен переменному току намагничивания, нагрузочные токи отсутствуют. Для трансформатора с сердечником из магнитомягкого материала (ферромагнитного материала, трансформаторной стали) ток холостого хода характеризует величину потерь в сердечнике (на вихревые токи и на гистерезис) и реактивную мощность перемагничивания магнитопровода. Мощность потерь можно вычислить, умножив активную составляющую тока холостого хода на напряжение, подаваемое на трансформатор.

Для трансформатора без ферромагнитного сердечника потери на перемагничивание отсутствуют, а ток холостого хода определяется сопротивлением индуктивности первичной обмотки, которое пропорционально частоте переменного тока и величине индуктивности.

Напряжение на вторичной обмотке в первом приближении определяется законом Фарадея.

Режим короткого замыкания

В режиме короткого замыкания, на первичную обмотку трансформатора подаётся переменное напряжение небольшой величины, выводы вторичной обмотки соединяют накоротко. Величину напряжения на входе устанавливают такую, чтобы ток короткого замыкания равнялся номинальному (расчётному) току трансформатора. В таких условиях величина напряжения короткого замыкания характеризует потери в обмотках трансформатора, потери на омическом сопротивлении. Мощность потерь можно вычислить, умножив напряжение короткого замыкания на ток короткого замыкания.

Данный режим широко используется в измерительных трансформаторах тока.

Режим нагрузки

При подключении нагрузки к вторичной обмотке во вторичной цепи возникает ток нагрузки, создающий магнитный поток в магнитопроводе, направленный противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате в первичной цепи нарушается равенство ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.

Мгновенный магнитный поток в магнитопроводе трансформатора определяется интегралом по времени от мгновенного значения ЭДС в первичной обмотке и в случае синусоидального напряжения сдвинут по фазе на 90° по отношению к ЭДС. Наведённая во вторичных обмотках ЭДС пропорциональна первой производной от магнитного потока и для любой формы тока совпадает по фазе и форме с ЭДС в первичной обмотке.

Виды трансформаторов

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

Автотрансформатор

Автотрансформатор — 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

Трансформатор тока — трансформатор, питающийся от источника тока. Типичное применение — для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации, кроме того, трансформатор тока осуществляет гальваническую развязку (отличие от шунтовых схем измерения тока). Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А, 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации. ВНИМАНИЕ! Вторичная обмотка токового трансформатора должна быть надёжно замкнута на низкоомную нагрузку измерительного прибора или накоротко. При случайном или умышленном разрыве цепи возникает скачок напряжения, опасный для изоляции, окружающих электроприборов и жизни техперсонала! Поэтому по правилам технической эксплуатации необходимо неиспользуемые вторичные обмотки закорачивать, а все вторичные обмотки трансформаторов тока подлежат заземлению.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения — трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение — преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА. 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 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.

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.

Трансфлюксор

Трансфлюксор — разновидность трансформатора, используемая для хранения информации. Основное отличие от обычного трансформатора — это большая величина остаточной намагниченности магнитопровода. Иными словами трансфлюксоры могут выполнять роль элементов памяти. Помимо этого трансфлюксоры часто снабжались дополнительными обмотками, обеспечивающими начальное намагничивание и задающими режимы их работы. Эта особенность позволяла (в сочетании с другими элементами) строить на трансфлюксорах схемы управляемых генераторов, элементов сравнения и искусственных нейронов.

История создания трансформаторов

Для создания трансформаторов необходимо было изучение свойств материалов: неметаллических, металлических и магнитных, создания их теории.

Столетов Александр Григорьевич (профессор Московского университета) сделал первые шаги в этом направлении — обнаружил петлю гистерезиса и доменную структуру ферромагнетика (1880-е).

Братья Гопкинсоны разработали теорию электромагнитных цепей.

В 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, лежащее в основе действия электрического трансформатора, при проведении им основополагающих исследований в области электричества.

Схематичное изображение будущего трансформатора впервые появилось в 1831 году в работах Фарадея и Генри. Однако ни тот, ни другой не отмечали в своём приборе такого свойства трансформатора, как изменение напряжений и токов, то есть трансформирование переменного тока.

В 1848 году французский механик Г.Румкорф изобрёл индукционную катушку особой конструкции. Она явилась прообразом трансформатора.

30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора переменного тока. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки.

Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон. В 1885г. венгерские инженеры фирмы «Ганц и К°» Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери изобрели трансформатор с замкнутым магнитопроводом, который сыграл важную роль в дальнейшем развитии конструкций трансформаторов.

Большую роль для повышения надежности трансформаторов сыграло введение масляного охлаждения (конец 1880-х годов, Д.Свинберн). Свинберн помещал трансформаторы в керамические сосуды, наполненные маслом, что значительно повышало надежность изоляции обмоток.

С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току. Русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889г. предложил трёхфазную систему переменного тока с тремя проводами (трехфазная система переменного тока с шестью проводами изобретена Николой Тесла), построил первый трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка» и трехфазной обмоткой на роторе (трехфазный асинхронный двигатель изобретен Николой Тесла), первый трёхфазный трансформатор с тремя стержнями магнитопровода, расположенными в одной плоскости. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891г. Доливо-Добровольский демонстрировал опытную высоковольтную электропередачу трёхфазного тока протяжённостью 175 км. Трёхфазный генератор имел мощность 230 кВт при напряжении 95 В.

1928 год можно считать началом производства силовых трансформаторов в СССР, когда начал работать Московский трансформаторный завод (впоследствии — Московский электрозавод).

В начале 1900-х годов английский исследователь-металлург Роберт Хедфилд провёл серию экспериментов для установления влияния добавок на свойства железа. Лишь через несколько лет ему удалось поставить заказчикам первую тонну трансформаторной стали с добавками кремния.

Следующий крупный скачок в технологии производства сердечников был сделан в начале 30-х годов XX в, когда американский металлург Норман П. Гросс установил, что при комбинированном воздействии прокатки и нагревания у кремнистой стали появляются незаурядные магнитные свойства в направлении прокатки: магнитное насыщение увеличивалось на 50%, потери на гистерезис сокращались в 4 раза, а магнитная проницаемость возрастала в 5 раз.



 

Трансформатор, обслуживающий ваш дом: что вам нужно знать

При нарушении нормальной работы распределительный трансформатор может создать ряд проблем для дома или предприятия, которое он обслуживает. Определенные внутренние и внешние условия трансформатора могут вызвать проблемы, которые проявляются по-разному, от повреждения электроники до пожаров внутри или снаружи дома.

---

Мы закончили наш последний выпуск об электросети США, выделив самую обширную ее часть — распределение электроэнергии между предприятиями и домами. В частности, мы рассмотрели распределительные трансформаторы, которые служат конечной точкой «понижения» напряжения до того, как электричество поступит в дом.

При эксплуатации миллионов трансформаторов проблемы нередки

Внутренние и внешние условия трансформатора могут вызывать проблемы, которые проявляются по-разному — проблемы, которые чаще всего влияют на электроснабжение вашего дома. Некоторые воздействия могут быть незначительными. Другие, гораздо более суровые. Как правило, проблемы могут возникать из-за нескольких условий. Некоторые из наиболее распространенных условий включают следующее:

• Постепенное ослабление соединений из-за колебаний температуры, вибрации или возраста.
• Износ изоляционных материалов может привести к искрению и перегреву.
• «Короткие замыкания», вызванные матушкой-природой — погодой, насекомыми или животными — соединением двух или более точек, которые не должны соприкасаться.
• Скачки напряжения (высокие электрические токи) из-за слишком большого спроса, проблем с сетью вверх по течению или ударов молнии.
• Различные другие проблемы из-за механических повреждений или загрязнения.

Если вы думаете, что одно условие может повлиять на другое и произвести другой эффект, вы правы. Внешние проблемы, такие как скачки напряжения, могут привести к перегреву проводников и нарушению изоляции, постепенно приводя к внутреннему искрению и возможному выходу из строя.

Трансформаторы стоят дорого, и ответственной электроэнергетической компании часто требуется время для устранения проблем, которые могут возникнуть. Тестирование с целью поиска неисправностей является ключевой частью технического обслуживания трансформаторов. Электротехнические компании проводят эксплуатационные испытания, техническое обслуживание и испытания на отказ своих трансформаторов. Однако коммунальные службы часто не обнаруживают условия неисправности, что ставит затронутых домовладельцев (владельцев) в особое положение.

Проблемы с трансформатором и ваш дом

Достаточно сложно выявить проблемы с электричеством в доме, когда на самом деле виновата неисправность за пределами вашего дома (и, следовательно, вне вашего прямого контроля). Неисправный трансформатор может маскироваться под домашнюю проблему.

---

Вы можете  узнать больше здесь  об общих признаках проблем с электричеством в доме.

---

Опасные условия внутри дома могут возникнуть, если трансформатор не работает должным образом. Примеры таких условий включают, но не ограничиваются следующим:

• «Плавающие» условия напряжения  – провалы или скачки, когда нормальное безопасное рабочее напряжение падает ниже или выше рекомендуемых уровней, соответственно, и продолжается в течение длительного периода времени.
• Экстремальные изменения напряжения  – провалы или скачки напряжения, более интенсивные версии провалов или скачков напряжения, вызывающие кратковременные, но экстремальные скачки напряжения, выходящие далеко за пределы нормального безопасного рабочего напряжения.

Один конкретный пример довольно распространен: независимо от возраста, недавно установленный или обслуживаемый трансформатор может вызвать проблему, называемую ‘свободная нейтраль .’ Это условие часто приводит к обоим вышеперечисленным аномальным состояниям напряжения.

Как неисправности трансформатора попадают в ваш дом

Чтобы лучше понять, как неисправности трансформатора могут повлиять на ваш дом, полезно знать основы того, как трансформатор подключается к вашему дому.

Ваша ответственность как домовладельца по сравнению с ответственностью электроснабжающей компании, когда речь идет о вашей электроэнергии.

Четыре провода соединяют ваш дом с трансформатором. 2 из них земля и нейтраль. Остальные 2 — «горячие» провода. Ваш дом получает два провода под напряжением — или «фазы» — от вашего трансформатора. Каждая фаза служит одной из двух «ветвей», исходящих от вашего главного электрического щита. Электрик, спроектировавший и установивший вашу электрическую систему, сделал это размеренно. Они распределили его по всему дому, чтобы обеспечить безопасную балансировку всех нагрузок.

Проблема со слабой нейтралью

Несмотря на то, что они предназначены для работы одинаково, одна фаза в вашем доме может быть затронута отдельно от другой. Например, незакрепленная нейтраль может по-разному влиять на каждую фазу. Иными словами, одна половина вашего дома может находиться в условиях низкого напряжения, а другая половина находится в противоположной ситуации: в условиях высокого напряжения.

Что делает эти «состояния отказа» такими коварными , так это то, что они могут оставаться незамеченными, пока не произойдет что-то неблагоприятное. Например, прибор или устройство не работает из-за необратимого повреждения. Или, что еще хуже, внутри стены или потолка возникает электрический пожар. В других случаях состояние может проявиться до крупного инцидента. Распространенным является случайное затемнение (или усиление) света, не связанное с выключением или включением других приборов (например, вашей системы HVAC). И, конечно же, экстремальные условия могут привести к возгоранию в самом трансформаторе или рядом с ним.

Ting профессионально обнаруживает сигналы, связанные с ослабленной нейтралью , и может помочь определить, исходят ли они из вашего дома или из внешнего элемента, такого как трансформатор, обслуживающий ваш дом.

Независимо от того, входит ли обнаруженная Ting опасность возгорания в вашу ответственность или в сферу ответственности вашей электроэнергетической компании, приложение Ting уведомит вас, и команда Ting свяжется с вами.

Мы обнаружили у наших клиентов бесчисленное количество проблем с трансформаторами и связанными с ними соединениями. В следующем выпуске мы расскажем, что вы можете сделать, если подозреваете, что у вас возникла проблема с трансформатором электроснабжения, обслуживающим ваш дом, и как Ting может помочь.

---

Вы ​​похожи на большинство людей: профилактика и осведомленность являются ключом к вашей миссии по защите вашей семьи и дома. Вот почему мы разработали Ting: чтобы предоставить вам простой способ использовать самые значительные достижения в области «осведомленности» об электричестве и пожарной безопасности для дома. Это как электрик, который наблюдает за вашим домом 24 часа в сутки 7 дней в неделю.

Электротрансформатор Stock-Fotos und Bilder

• CREATIVE
• ОТ РЕДАКЦИИ
• ВИДЕО

Beste Übereinstimmung

Neuestes

Ältestes

Am beliebtesten

Alle Zeiträume24 Stunden48 Stunden72 Stunden7 Tage30 Tage12 MonateAngepasster Zeitraum

Lizenzfrei

Lizenzpflichtig

RF und RM

Durchstöbern Sie 1.541

electricity transformer Stock-Fotografie und Bilder . Oder starten Sie eine neuesuche, um noch mehr Stock-Photografie und Bilder zu entdecken. Электрический трансформатор высокого напряжения в распределительной электростанции электроэнергии. — электрические трансформаторы стоковые фотографии и фото трансформатора, изготовленные на высококлассном трансформаторе им крафтверк — электрические трансформаторы стоковые фотографии и сборкатрансформатор и панель управления в электрической комнате большого складского здания stock-grafiken, -clipart, -cartoons und -symbolestray котенок возле трансформаторной коробки — электрический трансформатор stock-fotos und bildertransformer substation, вид сверху — электрический трансформатор stock-fotos und bilderingenieurin, die arbeiten in der nähe von hochspannung трансформатор im kraftwerk — электрический трансформатор стоковые фотографии и изображения на высокоскоростном трансформаторе в umspannwerk. — электрические трансформаторы стоковые фотографии и фотографии электрические трансформаторы электроинженерии фор einem hochspannungs-umspannwerk — электрические трансформаторы стоковые фотографии и фотографии удары молнии силовой трансформатор-взрыв — электрические трансформаторы стоковые фотографии и фотографииэлектротрансформаторная станция — электрические трансформаторы стоковые фотографии и фотографиисиловой трансформатор на бетоне электрический столб на фоне крон деревьев и ясное голубое небо — фото трансформатора и бильдерный вид на большую трансформаторную подстанцию ​​сверхвысокого напряжения на закате, шанхай, китай — фото трансформатора и подстанция трансформатора, вид с воздуха — стоковые фото трансформатора и фототрансформатора на белом фоне — стоковые фото трансформатора и изображения с изображением телефонного столба и трансформатора mer stock-fotos und bilderЭлектротрансформатор и силовые кабели на деревянном столбе на фоне голубого неба — электрический трансформатор stock-fotos und bilderПриборная панель городского электрического транспортного средства City Transformer на Мюнхенском автосалоне IAA в Мюнхене, Германия, в понедельник, 6 сентября. , 2021. Электрическая трансформаторная подстанция Южная Калифорния Эдисон заменяет трансформатор на Холт-стрит в Санта-Ана, Калифорния, в пятницу, 10 сентября 2021 года. Бригады ремонтировали … электрический трансформатор — электрический трансформатор — графика, -клипарт, -мультфильмы и -символРаботники Южной Калифорнии Эдисон заменить трансформатор на Холт-стрит в Санта-Ана, Калифорния, в пятницу, 10 сентября 2021 г. Бригады ремонтировали… ich auf strommast und transformator ersetzen — стоковые фото трансформатора и сборка электрических трансформаторов на стоковом трансформаторе im kraftwerk — стоковые фото трансформатора и бильдерантические иллюстрации von stromtransformator — стоковые изображения трансформатора, -клипарт, -мультфильмы и -символтрансформаторная подстанция,япония, mie — электрический трансформатор стоковые фотографии и изображенияэлектрический трансформатор высокого напряжения в распределительной электростанции электроэнергии. — фотографии и изображения электрических трансформаторов, защитный техник, инспекция крангеландера и трансформаторов на морской платформе — фотографии и изображения электрических трансформаторов, инженер-промышленник перед высоковольтным трансформатором на электростанции — фотографии и фотографии электрических трансформаторов Уродливый трансформатор на тротуаре улицы в центре Янгона соседствует со старым, довольно обветшавшим колониальным зданием. Экономика в… электричестве hochspannungstransformator für du die power line energieerzeugung — электрические трансформаторы стоковые фотографии и изображения в der nähe von hochspannung strom umspannwerk — электрические трансформаторы стоковые фотографии и изображения силовые трансформаторы и распределительные устройства — электрические трансформаторы стоковые фотографии и изображения электрические трансформаторы — Электрические трансформаторы: фото и фотографии360-градусный вид на планету трансформаторной подстанции сверхвысокого напряжения — фото и фотографии электрических трансформаторов ремонт… Работники Dhaka Electric Supply Company Limited ремонтируют электрический трансформатор в Дакке 13 июня 2021 года. Люди идут по улице, оставленной во тьме из-за отключения электроэнергии в результате кибератаки в Старом Сан-Хуане, Пуэрто-Рико. , 10 июня 2021 г. — Пожар на…электротрансформаторе высокого напряжения на электрической подстанции — электрические трансформаторы стоковые фотографии и фотографииэлектротрансформаторная станция — электрические трансформаторы стоковые фотографии и фотографииРабочие из Южной Калифорнии Эдисон заменяют трансформатор на Холт-стрит в Санта-Ана, Калифорния, в пятницу, 10 сентября 2021 года.