Трансформатор тока в разрезе. Трансформатор тока: конструкция, принцип работы и виды

Что такое трансформатор тока. Как устроен и работает трансформатор тока. Какие бывают виды трансформаторов тока. Для чего применяются трансформаторы тока в электроэнергетике.

Что такое трансформатор тока и для чего он используется

Трансформатор тока — это измерительный прибор, предназначенный для преобразования большого тока в первичной обмотке в пропорционально меньший ток во вторичной обмотке. Основные функции трансформатора тока:

• Измерение больших токов в высоковольтных сетях
• Питание измерительных приборов и релейной защиты
• Изоляция измерительных цепей от высокого напряжения первичной цепи

Трансформаторы тока широко применяются в электроэнергетике для контроля и учета электроэнергии, а также в системах релейной защиты и автоматики.

Принцип работы трансформатора тока

Принцип действия трансформатора тока основан на явлении электромагнитной индукции. Рассмотрим его подробнее:

1. Переменный ток I1 в первичной обмотке создает переменный магнитный поток Ф в магнитопроводе
2. Магнитный поток Ф индуцирует ЭДС E2 во вторичной обмотке
3. Под действием ЭДС E2 во вторичной цепи возникает ток I2
4. Величина тока I2 пропорциональна току I1 с коэффициентом трансформации KI = I1/I2

Таким образом, большой первичный ток преобразуется в пропорционально меньший вторичный ток, удобный для измерения.

Конструкция трансформатора тока

Основные элементы конструкции трансформатора тока:

• Магнитопровод — замкнутый сердечник из электротехнической стали
• Первичная обмотка — провод большого сечения с малым числом витков
• Вторичная обмотка — провод малого сечения с большим числом витков
• Изоляция между обмотками и корпусом
• Корпус для защиты от внешних воздействий

В зависимости от конструкции различают следующие виды трансформаторов тока:

• Опорные — для установки на фундамент или конструкцию
• Проходные — для установки на вводах аппаратов
• Шинные — для установки на шины распределительных устройств
• Встроенные — встраиваемые в корпуса других аппаратов

Виды трансформаторов тока по способу изоляции

По способу изоляции различают следующие виды трансформаторов тока:

1. Маслонаполненные — с бумажно-масляной изоляцией
2. Сухие — с литой изоляцией из эпоксидного компаунда
3. Газонаполненные — с элегазовой изоляцией
4. С твердой изоляцией — из фарфора или полимерных материалов

Выбор типа изоляции зависит от класса напряжения, условий эксплуатации и требований к габаритам трансформатора тока.

Основные характеристики трансформаторов тока

Важнейшие технические параметры трансформаторов тока:

• Номинальный первичный ток I1н
• Номинальный вторичный ток I2н (обычно 1 или 5 А)
• Номинальный коэффициент трансформации KIн = I1н/I2н
• Класс точности (0.2S, 0.5S, 0.2, 0.5, 1, 3, 5, 10)
• Номинальная нагрузка вторичной обмотки
• Ток термической стойкости
• Ток электродинамической стойкости

При выборе трансформатора тока необходимо учитывать все эти параметры в соответствии с условиями эксплуатации.

Применение трансформаторов тока в электроэнергетике

Основные области применения трансформаторов тока в энергосистемах:

• Измерение токов в высоковольтных сетях
• Учет электроэнергии
• Питание токовых цепей устройств релейной защиты
• Питание измерительных приборов (амперметров, ваттметров и др.)
• Питание цепей автоматики и сигнализации

Трансформаторы тока устанавливаются в распределительных устройствах подстанций, на вводах силовых трансформаторов, в ячейках комплектных распределительных устройств.

Особенности эксплуатации трансформаторов тока

При эксплуатации трансформаторов тока необходимо соблюдать следующие правила:

1. Не допускать размыкания вторичной цепи под нагрузкой
2. Не превышать номинальный первичный ток
3. Соблюдать полярность подключения обмоток
4. Периодически проверять сопротивление изоляции обмоток
5. Контролировать нагрев трансформатора при работе

Соблюдение этих требований обеспечивает надежную и безопасную работу трансформаторов тока в течение всего срока службы.

Перспективы развития трансформаторов тока

Основные направления совершенствования трансформаторов тока:

• Применение новых магнитных материалов для магнитопроводов
• Использование оптоэлектронных и цифровых технологий
• Разработка комбинированных трансформаторов тока и напряжения
• Создание интеллектуальных трансформаторов тока с функцией самодиагностики
• Повышение точности измерений в широком динамическом диапазоне

Развитие трансформаторов тока идет в направлении повышения их надежности, точности и функциональности при одновременном уменьшении габаритов и массы.

Трансформатор тока

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности. Трансформатор (1) тока содержит втулку (5), провод первичной обмотки, продолжающийся внутри втулки (5), который электрически изолирован посредством изоляции провода первичной обмотки. Провод первичной обмотки содержит петлевой участок (11), который расположен вне втулки (5), трубку (15), расположенную вокруг провода первичной обмотки вдоль петлевого участка (11), электроизолирующий материал, расположенный в трубке (15). Электроизолирующий материал (21) расположен вокруг изоляции провода первичной обмотки на петлевом участке (11). Сердечник (17) расположен вокруг трубки (15). Вторичная обмотка (19) намотана вокруг сердечника (17). 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для измерения электрических параметров, в частности относится к трансформаторам тока.

Уровень техники

Трансформаторы тока (CTs) используются в электроэнергетических системах, например на электроподстанциях, для измерения тока в проводнике, таком как высоковольтный провод. Таким образом, трансформаторы тока могут содержать провод первичной обмотки, который электрически присоединен к проводу электроэнергетической системы, один или более сердечников, расположенных вокруг провода первичной обмотки, и обмотки, намотанные вокруг сердечника(ов). Когда магнитное поле индуцируется в сердечнике(ах) за счет тока, протекающего через провод первичной обмотки, ток с амплитудой, которая прямо пропорциональна току в первичной обмотке, индуцируется в обмотке, индуцированный ток обладает амплитудой, которая зависит от числа витков обмоток. Таким образом, можно измерить ток, протекающий через обмотки, который обычно значительно ниже, чем ток, протекающий через провод первичной обмотки. Зная число витков обмоток, можно определить ток, протекающий через провод первичной обмотки, и, таким образом, через провод электроэнергетической системы.

Трансформаторы тока для применения в электроэнергетических системах обычно содержат втулку, в которую вставляется провод электроэнергетической системы, для которого выполняется измерение тока. Трансформаторы тока обычно содержат также бак, в котором заключены сердечники. Для высоковольтных применений и применений с очень высоким напряжением и втулка, и бак заполнены изолирующей жидкостью, например маслом. Сухие трансформаторы тока аналогичны по конструкции трансформаторам тока, заполненным изолирующей жидкостью, но отличаются тем, что ни втулка, ни бак не содержат изолирующей жидкости. Втулка и бак сухих трансформаторов тока обычно могут содержать такой газ, как SF

6. Пример трансформаторов тока сухого типа предложен в документе CN 102938309.

Сущность изобретения

Трансформаторы тока, содержащие изолирующую жидкость, подходят для применений с очень высоким напряжением, но большое количество изолирующей жидкости может оказаться недостатком в случае аварии, при производстве и транспортировке, когда масса жидкости, например масла, увеличивает общую массу трансформаторов тока. С другой стороны, сухие трансформаторы тока, которые легче, чем заполненные маслом трансформаторы тока, не подходят для применений с очень высоким напряжением.

С точки зрения указанного выше, целью настоящего изобретения является обеспечение трансформаторов тока, которые позволяют устранить или по меньшей мере уменьшить проблемы предшествующего уровня техники.

Следовательно, предлагаются трансформаторы тока, содержащие втулку, провод первичной обмотки, проходящий внутри втулки, причем провод первичной обмотки электрически изолирован посредством изоляции провода первичной обмотки, и при этом провод первичной обмотки содержит петлевой участок, который расположен вне обмотки, трубку, расположенную вокруг провода первичной обмотки вдоль петлевого участка, электроизолирующий материал, расположенный в трубке, причем электроизолирующий материал расположен вокруг изоляции провода первичной обмотки на петлевом участке, сердечник, расположенный вокруг трубки, и вторичную обмотку, намотанную вокруг сердечника.

Посредством использования трубки, которая содержит электроизолирующий материал, бак, содержащий сердечник, и изолирующая текучая среда в баке в случае высоковольтного применения могут быть исключены, и таким образом снижается количество изолирующего материала по сравнению с заполненными текучей средой баками, хотя может быть достигнута соответствующая электроизоляция для высоковольтных применений и даже применений с очень высоким напряжением.

Кроме того, замена сердечника упрощается, как и добавление сердечника, поскольку петлевой участок легкодоступен без опорожнения масла для обеспечения доступа.

По одному варианту осуществления электроизолирующий материал содержит диэлектрическую жидкость. За счет обеспечения диэлектрической жидкости в трубке при меньшем объеме диэлектрической жидкости может быть достигнута жидкостная электрическая изоляция, аналогичная изоляции, обеспечиваемой заполненными диэлектрической жидкостью баками предшествующего уровня техники. Кроме того, поскольку сердечник и обмотки расположены снаружи относительно трубки и, таким образом, вне диэлектрической жидкости, не требуется уплотнения для обмоток при их подведении к измерительному оборудованию. В противоположность этому, в предыдущих решениях, в которых сердечник(и) и обмотки погружены в диэлектрическую жидкость, требовалась дополнительная уплотнительная система для вывода обмоток из бака.

По одному варианту осуществления диэлектрическая жидкость, содержащаяся в трубке, представляет собой масло. Примером пригодного масла является трансформаторное масло.

По одному варианту осуществления электроизолирующий материал содержит кварцевый заполнитель. Кварц обладает высокими электроизолирующими свойствами, и, если электроизолирующий материал также содержит диэлектрическую жидкость, кварцевый заполнитель минимизирует количество диэлектрической жидкости. Кроме того, он обеспечивает механическую поддержку провода первичной обмотки при транспортировке и в случае короткого замыкания.

По одному варианту осуществления провод первичной обмотки является полым и обладает внутренним каналом вдоль всего провода первичной обмотки, и трансформаторы тока содержат диэлектрическую жидкость во внутреннем канале, предназначенную для циркуляции в проводе первичной обмотки. Таким образом, может быть достигнуто охлаждение первичной обмотки.

По одному варианту осуществления изоляция провода первичной обмотки содержит бумагу и фольгу.

Один вариант осуществления содержит рамный узел, причем петлевой участок расположен внутри рамного узла, а рамный узел образует открытый кожух петлевого участка. За счет обеспечения петлевого участка в открытом рамной узле /кожухе доступ к петлевому участку и сердечнику может осуществляться простым способом без открывания бака. Таким образом, облегчается замена сердечника и/или монтаж дополнительных сердечников для мониторинга и диагностики.

По одному варианту осуществления трубка присоединена к рамному узлу.

По одному варианту осуществления трубка является достаточно гибкой, чтобы обеспечивать надевание трубки на петлевой участок провода первичной обмотки.

По одному варианту осуществления трубка изготовлена из нержавеющей стали.

По одному варианту осуществления втулка заполнена диэлектрической текучей средой.

По одному варианту осуществления диэлектрическая текучая среда представляет собой масло.

По одному варианту осуществления изолирующая трубка заполнена воздухом.

По одному варианту осуществления трансформаторы тока представляют собой высоковольтные трансформаторы тока.

В основном все термины, используемые в формуле изобретения, должны интерпретироваться в соответствии с их обычным значением в данной области техники, если в настоящем документе явно не определено иного. Все ссылки на «элемент, устройство, компонент, средство и т.д.» следует интерпретировать как относящиеся по меньшей мере к одному примеру элемента, устройства, компонента, средства и т.д., если явно не выражено иного.

Краткое описание чертежей

Далее в качестве примера будут описаны конкретные варианты осуществления концепции настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг. 1 схематично показан вид сбоку примера трансформатора тока;

на фиг. 2 показан вид сбоку трансформатора тока по фиг. 1 с удаленной втулкой, чтобы показать провод первичной обмотки; и

на фиг. 3 показан вид в разрезе участка петлевой части трансформатора тока по фиг. 1.

Подробное описание

Далее в настоящем документе концепция настоящего изобретения будет описана более полно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны примеры вариантов осуществления. Однако концепция настоящего изобретения может быть осуществлена в различных формах и ее не следует рассматривать как ограниченную изложенными в настоящем документе вариантами осуществления; напротив, эти варианты осуществления предусмотрены в качестве примера, так что это описание будет детальным и полным и будет полностью отражать сущность концепции настоящего изобретения для специалистов в этой области. Аналогичные номера относятся к аналогичным элементам по всему описанию.

На фиг. 1 показан пример трансформатора 1 тока, который содержит верхнюю часть 3 с первым выводом 3a и вторым выводом 3b, которые предназначены для присоединения к проводу электроэнергетической системы, например, на электроподстанции. Трансформатор 1 тока дополнительно содержит втулку 5 в сборе с верхней частью 3 на одном конце втулки 5 и измерительный узел 7, расположенный снаружи от втулки 5, на другом конце втулки 5. Измерительный узел 7 содержит один или более датчиков для измерения тока, как пояснено подробно далее.

На фиг. 2 показан трансформатор 1 тока с удаленными втулкой и верхней частью 3, чтобы показать внутреннюю часть трансформатора 1 тока. Трансформатор 1 тока содержит провод 9 первичной обмотки, который проходит через втулку 5 и который электрически соединен с первым выводом 3a и вторым выводом 3b верхней части 3. Это соединение не показано на фиг. 2. Тем самым, трансформатор 1 тока может быть соединен последовательно с проводом в электроэнергетической системе, причем ток от провода в электроэнергетической системе может протекать через провод 9 первичной обмотки для обеспечения измерений тока посредством трансформатора 1 тока.

Провод 9 первичной обмотки дополнительно содержит петлевой участок 11 вне втулки 5. Петлевой участок 11 образован в виде участка, который продолжается вне втулки 5. Петлевой участок 11 изогнут, чтобы провод 9 первичной обмотки мог быть выведен назад в втулку 5. Таким образом, провод 9 первичной обмотки содержит два по существу параллельных участка 9a и 9b, продолжающихся внутри втулки 5, и петлевой участок 11, который предусматривает поворот по существу на 180° провода 9 первичной обмотки и связывает или соединяет два по существу параллельных участка 9a и 9b.

Трансформатор 1 тока содержит изоляцию 9c провода первичной обмотки, которая обеспечивает электрическую изоляцию провода 9 первичной обмотки. Изоляция 9c провода первичной обмотки может содержать, например, бумагу и фольгу, например, алюминиевую фольгу, которая намотана вокруг провода 9 первичной обмотки. По одному варианту вся длина провода 9 первичной обмотки, т.е., два по существу параллельных участка 9a и 9b, а также петлевой участок 11, электрически изолированы посредством изоляции 9c провода первичной обмотки.

Трансформатор 1 тока дополнительно содержит трубку 15, которая расположена вокруг петлевого участка 11 и, таким образом, изоляции 9c провода первичной обмотки, которая покрывает провод 9 первичной обмотки на петлевом участке 11. Трубка 15 может содержать одиночную гибкую трубку, которая надета вокруг петлевого участка 11. В альтернативном варианте трубка 15 может содержать несколько частей гибких трубок, которые могут быть надеты вокруг петлевого участка 11, или которые могут быть собраны половинками с двух сторон петлевого участка 11, и которые могут быть соединены вместе, например, посредством сварки. Предусмотрев трубку, состоящую из нескольких частей гибких трубок, можно облегчить сборку трубки 15 на петлевом участке 11. В целом трубка изготовлена из материала, который является достаточно гибким, чтобы обеспечивать надевание трубки 15 на петлевой участок 11 провода 9 первичной обмотки. Трубка 15 может быть изготовлена, например, из металла, такого как нержавеющая сталь, или любого другого материала, который обладает высокой механической прочностью и необязательно должен быть магнитным материалом или электропроводящим материалом; она может быть изготовлена, например, из электроизоляционного материала, например, пластмассы. Однако предпочтительно трубка 15 должна быть изготовлена из электропроводящего материал, такого как металл. Такие трубки легкодоступны, и гибкость зависит, например, от толщины трубки и конкретного материала, из которого изготовлена трубка. В продаже имеются подходящие гибкие трубки, изготовленные из металла, такого как нержавеющая сталь.

Трубка 15 обладает таким размером, чтобы она была расположена на некотором расстоянии от изоляции 9c провода первичной обмотки, чтобы между ними было сформировано пространство. Таким образом, электроизолирующий материал 21, как показано на фиг. 3, может быть расположен в трубке 15 вокруг изоляции 9c провода первичной обмотки на петлевом участке 11. Следовательно, трансформатор 1 тока содержит электроизолирующий материал 21, расположенный в трубке 15 между внутренней поверхностью трубки 15 и изоляцией 9c провода первичной обмотки. Электроизолирующий материал 21 может содержать, например, диэлектрическую жидкость, такую как масло, и/или кварцевый заполнитель.

Трансформатор 1 тока дополнительно может содержать один или более сердечников 17, расположенных вокруг трубки 15, и обмоток 19, намотанных вокруг сердечника(ов) 17. Каждый сердечник 17 образует магнитную цепь и сконструирован таким образом, чтобы в сердечнике 17 генерировался магнитный поток, когда ток протекает через петлевой участок 11 провода 9 первичной обмотки. Тем самым, ток индуцируется в обмотках 19, которые присоединяются к измерительному оборудованию для определения тока, протекающего через обмотки 19 и, таким образом, тока, протекающего через провод 9 первичной обмотки. Поскольку ток, протекающий через провод первичной обмотки, представляет собой ток, протекающий через конкретный проводник, на котором выполняются интересующие измерения тока, можно определить ток через этот проводник.

Каждый сердечник 17 может быть изготовлен из полосок магнитного материала, намотанных в виде нескольких слоев в радиальном направлении, или в альтернативном варианте посредством нескольких слоистых листов, причем лист расположен в осевом направлении. Осевое направление определяется продольной протяженностью провода первичной обмотки, вокруг которой расположен сердечник(и).

Трубка 15, сердечник(и) 17, обмотки 19 и петлевой участок 11 образуют измерительный узел 7, который, таким образом, обеспечивает измерение тока проводника в сети высокого напряжения.

Трансформатор 1 тока по одному варианту осуществления может содержать рамный узел 13, включающий объединительный блок 13a с фланцевым соединением, к которому может быть присоединена трубка 15. В частности, оба открытых конца трубки 15 могут быть присоединены к объединительному блоку 13a с фланцевым соединением. Трубка 15 может быть присоединена, например, к объединительному блоку 13a с фланцевым соединением посредством конусной муфты на каждом конце трубки 15. Соединение между трубкой 15 и объединительным блоком 13a с фланцевым соединением может быть уплотнено посредством одного или более уплотнений, чтобы трубка 15 могла образовывать замкнутую систему для электроизолирующего материала 21. Объединительный блок 13a с фланцевым соединением снабжен отверстием, через которое провод 9 первичной обмотки, т.е. части 9a и 9b, выводятся из/в втулку 5. Втулка 5 по этому варианту осуществления может быть смонтирована на объединительном блоке 13a с фланцевым соединением. В собранном состоянии петлевой участок 11 расположен снаружи от втулки 5, не соприкасающейся с объединительным блоком 13a с фланцевым соединением. При монтаже трансформатора 1 тока объединительный блок 13a с фланцевым соединением заземляется.

Рамный узел 13 по одному варианту дополнительно содержит раму 13b. Рама 13b может образовывать открытое покрытие измерительного узла 7. Таким образом, рама 13b может функционировать как открытый корпус, оставляя трубку 15 видимой и доступной снаружи, в противоположность решениям с баком предшествующего уровня техники, которые закрыты. Рама 13b обеспечивает прямой доступ к измерительному узлу 7. Объединительный блок 13a с фланцевым соединением может представлять собой отдельную деталь, которая может быть собрана вместе с рамой 13b или, в альтернативном варианте, может быть объединен с рамой 13b в одно целое. В качестве альтернативы раме, которая образует открытое покрытие/корпус, трансформатор тока может содержать бак со стенками, которые образуют закрытое покрытие или корпус петлевого участка.

Как показано на фиг. 3, провод 11 первичной обмотки может быть полым, предпочтительно вдоль всей длины, так что формируется внутренний канал 9d по всей длине провода 11 первичной обмотки. Трансформатор 1 тока может содержать диэлектрическую жидкость 23, расположенную во внутреннем канале 9d. Диэлектрическая жидкость 23, таким образом, может циркулировать в проводе 9 первичной обмотки, включая петлевой участок 11, обеспечивая, таким образом, охлаждение провода 9 первичной обмотки.

Втулка 5 по одному варианту заполнена диэлектрической текучей средой, такой как масло или газ, например, SF₆, и необязательно также кварцевым заполнителем. Втулка 5 в альтернативном варианте может содержать воздух, т.е. быть заполнена воздухом. В случае, когда трансформатор 1 тока заполнен диэлектрическим газом или воздухом, трансформатор 1 тока представляет собой по существу сухой трансформатор тока, но с дополнительной электрической изоляцией на петлевом участке 11.

Трансформаторы тока, описанные в настоящем документе, предпочтительно могут быть использованы для измерений тока, например, в сети передачи электроэнергии или распределительной сети, например на электроподстанции. Трансформаторы тока могут быть использованы для применений с низким напряжением, средним напряжением, высоким напряжением и очень высоким напряжением, например до 1100 кВ.

Концепция настоящего изобретения описана в основном выше со ссылкой на несколько примеров. Однако, как очевидно для специалистов в этой области, другие варианты осуществления, чем указанные выше, в равной степени возможны в рамках объема охраны настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

1. Трансформатор (1) тока, содержащий:

втулку (5),

провод (9) первичной обмотки, проходящий внутри втулки (5), причем провод (9) первичной обмотки электрически изолирован посредством изоляции (9c) провода первичной обмотки и провод (9) первичной обмотки содержит петлевой участок (11), который расположен вне втулки (5),

трубку (15), расположенную вокруг провода (9) первичной обмотки вдоль петлевого участка (11),

электроизолирующий материал (21), расположенный в трубке (15), причем электроизолирующий материал (21) расположен вокруг изоляции (9c) провода первичной обмотки на петлевом участке (11),

сердечник (17), расположенный вокруг трубки (15), и

вторичную обмотку (19), намотанную вокруг сердечника (17).

2. Трансформатор (1) тока по п. 1, в котором электроизолирующий материал (21) содержит диэлектрическую жидкость.

3. Трансформатор (1) тока по п. 2, в котором диэлектрическая жидкость, заключенная в трубке (15), представляет собой масло.

4. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-3, в котором электроизолирующий материал (21) содержит кварцевый заполнитель.

5. Трансформатор (1) тока по любому из предшествующих пунктов, в котором провод (9) первичной обмотки является полым и обладает внутренним каналом (9d) вдоль всего провода (9) первичной обмотки, причем трансформатор (1) тока содержит диэлектрическую жидкость (23) во внутреннем канале (9d), предназначенную для циркуляции в проводе (9) первичной обмотки.

6. Трансформатор (1) тока по п. 5, в котором изоляция (9c) провода первичной обмотки содержит бумагу и фольгу.

7. Трансформатор (1) тока по любому из предшествующих пунктов, содержащий рамный узел (13), в котором петлевой участок (11) расположен внутри рамного узла (13).

8. Трансформатор (1) тока по п. 7, в котором рамный узел (13) образует открытый кожух для петлевого участка (11).

9. Трансформатор (1) тока по п. 7, в котором трубка (15) присоединена к рамному узлу (13).

10. Трансформатор (1) тока по любому из предшествующих пунктов, в котором трубка (15) является достаточно гибкой, чтобы можно было надеть трубку (15) на петлевой участок (11) провода (9) первичной обмотки.

11. Трансформатор (1) тока по п. 9 или 10, в котором трубка (15) изготовлена из нержавеющей стали.

12. Трансформатор (1) тока по любому из предшествующих пунктов, в котором втулка (5) заполнена диэлектрической текучей средой.

13. Трансформатор (1) тока по п. 12, в котором диэлектрической текучей средой является масло.

14. Трансформатор (1) тока по любому из пп. 1-11, в котором втулка (5) заполнена воздухом.

15. Трансформатор (1) тока по любому из предшествующих пунктов, причем трансформатор (1) тока является высоковольтным трансформатором тока.

Фото трансформатор в разрезе

При транспортировке электроэнергии на большие расстояния для снижения потерь используется принцип трансформации. Для этого электричество, вырабатываемое генераторами, поступает на трансформаторную подстанцию. На ней повышается амплитуда напряжения, поступающего в линию электропередачи. Второй конец ЛЭП подключен на ввод удаленной подстанции.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Силовой трансформатор
• Силовой трансформатор
• Силовые трансформаторы: что это такое, назначение, классификация и конструктивные особенности
• Конструкция основных узлов тяговых трансформаторов
• Как подобрать трансформатор для светодиодной ленты
• Трансформатор тока
• Конструкция и техническая характеристика силовых трансформаторов 6-10 кВ

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК УСТРОЕН ТРАНСФОРМАТОР. КАК ПРОВЕРИТЬ ИСПРАВНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРА

Силовой трансформатор

При транспортировке электроэнергии на большие расстояния для снижения потерь используется принцип трансформации. Для этого электричество, вырабатываемое генераторами, поступает на трансформаторную подстанцию. На ней повышается амплитуда напряжения, поступающего в линию электропередачи.

Второй конец ЛЭП подключен на ввод удаленной подстанции. На ней для распределения электричества между потребителями осуществляется понижение напряжения. На обеих подстанциях трансформацией электроэнергии больших мощностей занимаются специальные силовые устройства:.

Они имеют много общих признаков и характеристик, но отличаются определенными принципами работы. Эта статья описывает только первые конструкции, у которых передача электроэнергии между разделенными обмотками происходит за счет электромагнитной индукции. При этом изменяющиеся по амплитуде гармоники тока и напряжения сохраняют частоту колебаний. Особенности устройства.

Силовые трансформаторы в энергетике устанавливаются на заранее подготовленные стационарные площадки с прочными фундаментами. Для размещения на грунте могут монтироваться рельсы и катки. Отдельные ярко выраженные элементы его конструкции снабжены подписями.

Более подробно устройство основных частей и их взаимное расположение демонстрирует чертеж. Электрическое оборудование трансформатора размещается внутри металлического корпуса, изготовленного в форме герметичного бака с крышкой. Он заполнен специальным сортом трансформаторного масла, которое обладает высокими диэлектрическими свойствами и, одновременно, используется для отвода тепла от деталей, подвергаемых большим токовым нагрузкам. Гидравлическая схема трансформатора. Упрощенно состав и взаимодействие ее основных элементов показано на картинке.

Принципы охлаждения. В силовом трансформаторе образовано два контура циркуляции масла:. Первый контур представлен радиатором, состоящим из верхнего и нижнего коллекторов, соединенных системой металлических трубок. Через них проходит нагретое масло, которое, находясь в магистралях охладителя, остывает и возвращается в бак. Внутри бака циркуляция масла может производиться:. Часто поверхность бака увеличивается за счет создания гофр — специальных металлических пластин, улучшающих теплообмен между маслом и окружающей атмосферой.

Забор тепла от радиатора в атмосферу может выполняться обдувом системой вентиляторов или без них за счет свободной конвекции воздуха.

Принудительный обдув эффективно повышает теплосъем с оборудования, но увеличивает затраты энергии на эксплуатацию системы. Тепловая энергия, выделяемая современными трансформаторами повышенной мощности, достигает огромных величин. Об ее размере может служить тот факт, что сейчас за ее счет стали реализовывать проекты отопления промышленных зданий, расположенных рядом с постоянно работающими трансформаторами.

В них поддерживаются оптимальные условия работы оборудования даже в зимнее время. Контроль уровня масла в трансформаторе. Масло постоянно циркулирует внутри бака.

Его температура зависит от целого комплекса воздействующих факторов. Поэтому объем его все время изменяется, но поддерживается в определенных границах. Для компенсации объемных отклонений масла служит расширительный бачок. В нем удобно наблюдать текущий уровень.

Для этого используется маслоуказатель. Наиболее простые устройства изготавливают по схеме сообщающихся сосудов с прозрачной стенкой, заранее проградуированной в единицах объема.

Подключения такого маслоуказателя параллельно расширительному баку вполне достаточно для контроля эксплуатационных характеристик. На практике встречаются и другие, отличные от этого принципа работы маслоуказатели. Защита от проникновения влаги. Поскольку верхняя часть расширительного бака контактирует с атмосферой, то в ней устанавливают осушитель воздуха, препятствующий проникновению влаги внутрь масла и снижению его диэлектрических свойств.

Защита от внутренних повреждений. Важным элементом масляной системы является газовое реле. Его монтируют внутри трубопровода, соединяющего основной бак трансформатора с расширительным.

За счет этого все газы, выделяемые при нагреве из масла и органической изоляции, проходят через емкость с чувствительным элементом газового реле. Этот датчик отстроен от работы на очень маленькое, допустимое газообразование, но срабатывает при его увеличении в два этапа:.

Дополнительная функция газового реле — контроль уровня масла в баке трансформатора. При снижении его до критической величины газовая защита может отработать в зависимости от настройки:.

Защита от аварийного повышения давления внутри бака. На крышке трансформатора так монтируется выхлопная труба, чтобы ее нижний конец сообщался с емкостью бака, а масло поступало внутрь до уровня в расширителе. Верхняя часть трубы возвышается над расширителем и отводится в сторону, немного загибается вниз. Ее конец герметично закрыт стеклянной предохранительной мембраной, которая разрушается при аварийном повышении давления из-за возникновения нерасчетного нагрева.

Другая конструкция подобной защиты основана на монтаже клапанных элементов, которые открываются при повышении давления и закрываются при его сбросе. Еще один вид — сильфонная защита. Она основана на быстром сжатии сильфона при резком повышении газа. В результате сбивается защелка, удерживающая боек, который в нормальном положении находится под воздействием сжатой пружины.

Освобожденный боек разбивает стеклянную мембрану и тем самым осуществляет сброс давления. Электрическая схема силового трансформатора. Внутри корпуса бака размещаются:. Остов вместе с балками служит для механического закрепления всех составных деталей. Конструкция внутренних элементов Магнитопровод служит для снижения потерь магнитному потоку, проходящему через обмотки. Его изготавливают из сортов электротехнической стали шихтованным способом. По обмоткам фаз трансформатора протекает ток нагрузки.

Материалами для их изготовления выбирают металлы: медь или алюминий с круглым либо прямоугольным сечением. Для изоляции витков используют специальные сорта кабельной бумаги или хлопчатобумажную пряжу. Концентрические намотанные обмотки выполняют в виде цилиндров, расположенных один в другом. Для стороны высокого напряжения ВН создается непрерывная или многослойная обмотка, а для низкого НН — винтовая и цилиндрическая. Обмотку НН располагают ближе к стержню: так легче выполнить слой для ее изоляции.

Затем на нее устанавливают специальный цилиндр, обеспечивающий изоляцию между сторонами высокого и низкого напряжения, а на него монтируют обмотку ВН. Описанный способ монтажа показан на левой части нижерасположенной картинки с концентрическим размещением обмоток на стержне трансформатора.

С правой стороны картинки показан способ размещения чередующихся обмоток, разделяемых изоляционным слоем. Для повышения электрической и механической прочности изоляции обмоток их поверхность пропитывают специальным сортом глифталевого лака.

Для подключения обмоток одной стороны напряжения между собой используют схемы:. При этом концы каждой обмотки маркируют буквами латинского алфавита, как показано в таблице. Выводы от обмоток подключают к соответствующим токоотводам, которые монтируются на шпильки проходных изоляторов, расположенных на крышке бака трансформатора.

Для осуществления возможности регулировки величины выходного напряжения на обмотках делают ответвления. Один из вариантов выполнения регулировочных ответвлений показан на схеме.

У мощных силовых трансформаторов регулирование обычно создают на обмотке высокого напряжения. Это упрощает конструкцию переключателя ответвлений и позволяет повышать точность выходных характеристик за счет большего числа витков на этой стороне.

Для многослойных цилиндрических обмоток регулировочные ответвления выполняют на внешнем стороне слоя у окончания обмотки и компонуют их симметрично на одинаковой высоте относительно ярма.

У отдельных конструкций трансформаторов ответвления делают в средней части. При использовании оборотной схемы одна половина обмотки выполняется с правой намоткой, а вторая — с левой.

Для коммутации ответвлений используют трехфазный переключатель. У него есть система неподвижных контактов, которые подключены к ответвлениям обмоток, и подвижных, осуществляющих коммутацию схемы за счет создания различных электрических цепей с неподвижными контактами.

Если ответвления сделаны около нулевой точки, то одним переключателем управляют работой сразу всех трех фаз. Когда ответвления выполнены в средней части обмотки, то для каждой фазы используется свой, индивидуальный переключатель. Способы регулирования выходного напряжения. Существуют два типа переключателей, позволяющие изменять количество витков на каждой обмотке:.

Первый способ требует больше времени на выполнение и не пользуется популярностью. Переключения под нагрузкой обеспечивают более легкое управление электрическими сетями за счет беспрерывного электроснабжения подключенных потребителей.

Но, для его выполнения необходимо иметь усложненную конструкцию переключателя, который наделяется дополнительными функциями:. Техническое решение этих вопросов заключается в создании переключающих устройств, работающих от дистанционного управления с применением токоограничивающих реакторов и резисторов.

На фотографии, показанной в начале статьи, у силового трансформатора используется автоматическое регулирование выходного напряжения под нагрузкой за счет создания конструкции АРН, сочетающей релейную схему управления электродвигателя с приводным механизмом и контакторами.

Принцип и режимы работы. В основу работы силового трансформатора заложены те же законы, что и у обычного:. Проходящий по входной обмотке электрический ток с изменяющейся по времени гармоникой колебаний наводит внутри магнитопровода меняющееся магнитное поле. Изменяющийся магнитный поток, пронизывая витки второй обмотки, наводит в них ЭДС.

Режимы работы. При эксплуатации и проверках силовой трансформатор может оказаться в рабочем или аварийном режиме.

Силовой трансформатор

Бытующее представление о том, что давление в патроне, в корпусе артиллерийского снаряда или в камере сгорания ракетного двигателя формируется только газами — глубоко ошибочно. Замкнутые токи возникают в массивных проводниках, когда изменяются пронизывающие их магнитные поля. Их называют индуцированными токами токами Фуко , так как они наводятся изменяющимися магнитными полями и этот процесс называется электромагнитной индукцией. Вихревые токи показаны в сечении массивного проводящего тела пунктирными линиями на рис. Вполне естественно, что магнитное поле, формируемое током проводимости вокруг проводника, по которому он течёт, проникает в массивное тело и ориентирует в нём электроны так, как они сориентированы в проводнике, и направление движения электронов в проводнике и в массивном теле совпадают.

В СССР и за рубежом магнитопроводы трансформаторов изготовляют только использования их сечения — ступенчатыми (см. разрез Б — £ на рис.

Силовые трансформаторы: что это такое, назначение, классификация и конструктивные особенности

Трансформатор тока очень интересная и важная тема в электротехнике. Здравствуй, дорогой читатель. Постараюсь доходчиво и подробно рассказать, что такое трансформатор тока, описать его конструкцию и для чего он нужен. Я бы назвал трансформатор тока измерительным трансформатором. Почему измерительным, спросите вы. Отвечаю: все, кто хоть мало-мальски разбирается в основах электротехники или электромонтажа, сталкивался с амперметром измерительный прибор, показывающий силу тока. Так вот, им вы можете померить маленькие токи по значению. А если мне нужно узнать силу тока, которая больше А? Что делать?

Конструкция основных узлов тяговых трансформаторов

По магнитопроводу замыкается переменный магнитный поток трансформатора, пронизывающий его обмотки. Магнитопровод каждого тяго-. В активной части магнитопро-вода имеются стержни, на которых устанавливают и закрепляют обмотки, и ярма, служащие для образования замкнутого магнитного контура, на которых обычно обмотки не устанавливают. По способу сборки магнитопроводы разделяют на шихтованные, собираемые из отдельных листов впереплет, и шихтованные стыковые, собираемые из отдельных скрепленных блоков впритык.

Без электроснабжения невозможно представить нашу жизнь. Чтобы электрическая система работала без сбоев или не пришла в негодность из-за неисправности в кабеле или в силовом оборудовании, её параметры необходимо контролировать, замерять.

Как подобрать трансформатор для светодиодной ленты

Фото и видео Новости архив. Главная Статьи Back Подстанции. Back Другие инструкции. Back Диспетчерские инструкции. Back Служебные.

Трансформатор тока

Их называют индуцированными токами токами Фуко , так как они наводятся изменяющимися магнитными полями и этот процесс называется электромагнитной индукцией. Вихревые токи показаны в сечении массивного проводящего тела пунктирными линиями на рис. Вполне естественно, что магнитное поле, формируемое током проводимости вокруг проводника, по которому он течёт, проникает в массивное тело и ориентирует в нём электроны так, как они сориентированы в проводнике, и направление движения электронов в проводнике и в массивном теле совпадают. Вполне естественно, что на формирование вихревых токов расходуется энергия. Чтобы уменьшить её, надо разорвать электрическую цепь, по которой движутся свободные электроны в массивном теле.

Силовой трансформатор с литой изоляцией Trihal Schneider Electric, описание, Внешний вид катушки трансформатора TRIHAL в разрезе.

Конструкция и техническая характеристика силовых трансформаторов 6-10 кВ

Сухой трансформатор с литой изоляцией серии Trihal предназначен для эксплуатации в распределительных сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц на номинальное напряжение 6, 10 и 20 кВ. Также предлагаем технические консультации по данному виду оборудования, подбор оптимальной комплектации. Вид климатического исполнения и категория размещения сухого трансформатора серии Trihal соответствует исполнению У3 по ГОСТ Окружающая среда невзрывоопасная, не содержит газов и испарений, химических отложений, токопроводящей пыли в концентрациях,которые ухудшали бы параметры сухого трансформатора серии Trihal в недопустимых пределах.

Но проще и дешевле собрать его своими руками. К тому же сам процесс сборки достаточно интересный. Но как показывает практика, в основе сборки лежит расчет трансформатора, он же блок питания. Поэтому стоит поговорить именно о проводимых расчетах, то есть, разобраться с формулами и указать на нюансы.

До сих пор мы с вами рассматривали трансформаторы, у которых первичная и вторичная обмотки имели одинаковую индуктивность, давая примерно одинаковые уровни напряжения и тока в обоих цепях. Однако, равенство напряжений и токов между первичной и вторичной обмотками трансформатора не является нормой для всех трансформаторов.

Между генераторами электроэнергии и потребителями может быть десятки, а то и сотни километров. Для минимизации потерь при транспортировке применяется специальная технология, суть которой заключается в повышении напряжения, передачи его посредством ЛЭП и понижении до уровня потребительской сети. Последний этап преобразования осуществляется на подстанциях, оборудованными силовыми трансформаторами далее по тексту СТ. В данной публикации мы расскажем, что представляют собой эти устройства, их основные конструктивные элементы и особенности. Это аппарат, преобразующий амплитуду переменного напряжения, оставляя неизменным его частоту.

Повышающие и понижающие трансформаторы. До сих пор мы с вами рассматривали трансформаторы, у которых первичная и вторичная обмотки имели одинаковую индуктивность, давая примерно одинаковые уровни напряжения и тока в обоих цепях. Однако, равенство напряжений и токов между первичной и вторичной обмотками трансформатора не является нормой для всех трансформаторов.

Определение сосредоточенных параметров для эквивалентной схемы трансформатора

Трансформаторы широко используются в электротехнической промышленности. Передача и распределение электроэнергии, тяжелая промышленность, приборостроение, электромобили или бытовая электроника – трансформаторы всех форм и размеров являются неотъемлемой частью подобных систем. Существуют различные типы трансформаторов: силовые трансформаторы передают мощность от одной электрической системы к другой при разных уровнях напряжения, измерительные трансформаторы используются для определения напряжения и тока, изолирующие трансформаторы передают сигналы между двумя цепями с гальванической развязкой, высоковольтные трансформаторы используются для генерации напряжений порядка кВ или выше, и так далее. Сосредоточенные параметры эквивалентной схемы трансформатора определяют его рабочие характеристики и, следовательно, становятся решающими при его проектировании и разработке.

В одной из недавних статей нашего корпоративного блога под названием “Построение эквивалентной сосредоточенной цепи на основе AC/DC расчёта” мы показали, как теперь можно извлечь параметры эквивалентной RLC-цепи из различных AC/DC-моделей. В т.ч. такой подход применим к любому трансформатору, обмотки которого обладают осевой симметрией (имеют цилиндрическую форму). В данной заметке мы покажем пример высокочастотного ферритового трансформатора с первичной и вторичной катушками, состоящими из нескольких секций. Мы также продемонстрируем как и с помощью каких исследований рассчитать его сосредоточенные параметры и построить эквивалентную цепь.

Введение

При определении рабочих характеристик трансформаторов важную роль играет ряд факторов. Эквивалентный импеданс силового трансформатора влияет на уровень тока короткого замыкания. Индуктивности намагничивания определяют пусковые токи в больших трансформаторах, в то время как индуктивности рассеяния играют решающую роль при выборе частот переключения силовых электронных контуров. При работе высокочастотных трансформаторов значительный эффект оказывают паразитные ёмкости обмоток. Поведение трансформаторов в значительной степени может быть охарактеризовано сосредоточенными параметрами их эквивалентной электрической цепи. Таких образом, использование моделирования с целью извлечения сосредоточенных параметров для эквивалентной схемы трансформатора имеет неоценимое значение в процессе разработки.

Слева: Геометрическая модель трансформатора. Справа: Вид трансформатора в разрезе (с использованием функционала Clipping для интерактивного сечения геометрии).

Программное обеспечение COMSOL Multiphysics^® предлагает различные интерфейсы для простого и удобного вычисления параметров сосредоточенной схемы трансформатора на основе его физической распределенной модели. Индуктивности трансформатора можно определить с помощью интерфейса Magnetic fields (MF) или интерфейса Magnetic and Electric fields (MEF). Паразитные ёмкости можно получить с помощью интерфейса Electrostatics (ES) или интерфейса Electric Currents (EC). Интерфейс Electric Circuits (CIR) может быть использован для подключения катушек трансформатора к внешним сосредоточенным цепям.

В следующих разделах статьи мы покажем пример высокочастотного трансформатора с ферритовым сердечником и объясним, как определить эквивалентные параметры индуктивности и паразитной ёмкости. Первичная катушка трансформатора содержит 2 витка, а вторичная – 600 витков. Вторичная обмотка состоит из 2 секций с изоляционной перегородкой между ними. На первичную обмотку будет подаваться напряжение амплитудой 10 В на частоте порядка десятков кГц.

Расчёт индуктивностей намагничивания и рассеяния

Индуктивность намагничивания трансформатора определяется экспериментально с помощью испытания в режиме холостого хода (в англ. open-circuit test), а индуктивность рассеяния получают на основе испытания в режиме короткого замыкания (в англ. short-circuit test). Эти тесты можно реализовать в численной модели трансформатора и извлечь значения индуктивности (и сопротивления).

Испытание в режиме холостого хода

В этом испытании вторичная обмотка трансформатора разомкнута, а первичная обмотка возбуждается номинальным входным напряжением. При отсутствии какого-либо тока вторичной нагрузки ток, потребляемый первичной катушкой, используется в основном для создания магнитного потока в сердечнике. Если импеданс первичной обмотки рассчитывается как отношение напряжения и тока в ней, то он в значительной степени определяется индуктивностью намагничивания. Помимо этого в импеданс входит относительно небольшое значение сопротивления первичной обмотки.

Магнитная индукция в сердечнике трансформатора в рамках испытания в режиме холостого хода.

В результате расчёта получаем, что первичное сопротивление, которая определяется как действительная часть импеданса первичной катушки, составляет 76. 5 m\Omega. Индуктивность намагничивания выражается как мнимая часть импеданса первичной катушки и имеет значение 44.8 \mu H на частоте 50 кГц.

Испытание в режиме короткого замыкания

Обычно в рамках типового исследования первичная обмотка вводится в режим короткого замыкания, а вторичная обмотка возбуждается напряжением с амплитудой, уменьшенной до такого уровня, чтобы через первичную обмотку протекал номинальный ток (ток холостого хода). В этом случае большая часть магнитного потока концентрируется в воздушном зазоре между первичной и вторичной обмотками. Если импеданс вторичной обмотки рассчитывается как отношение напряжения и тока в ней, то он в значительной степени определяется индуктивностью рассеяния. Индуктивность рассеяния первичной обмотки может быть легко рассчитана с помощью величины отношения числа витков. В рамках же численного моделирования мы можем возбудить первичную обмотку и замкнуть вторичную обмотку, чтобы непосредственно получить индуктивность рассеяния для первичной обмотки.

Сконцентрированная в зазоре между первичной и вторичной обмотками магнитная индукция, которая была получена в рамках испытания в режиме короткого замыкания.

Значение индуктивности рассеяния опять выражается как мнимая часть импеданса первичной катушки и составляет 0.25 \mu H на частоте 50 кГц. Сопротивление катушки в таком режиме получается равным 19.2 m\Omega.

Расчёт паразитных ёмкостей

Обычно используется предположение, что трансформатор является чисто индуктивным устройством. Но, поскольку первичная и вторичная обмотки изготовлены из проводящих материалов с изолирующим слоем между ними, то это можно сравнить с конденсатором – два проводника разделены диэлектрической средой. Это приводит к возникновению ёмкостных эффектов в системе. Поскольку эти ёмкости обычно нежелательны, их называют паразитными ёмкостями. Для низкочастотных трансформаторов паразитные ёмкости не играют большой роли. Однако с увеличением частоты ёмкостные эффекты становятся заметными; и при высоком соотношении витков обмоток они начинают играть решающую роль.

В одной из прошлых статей нашего блога под названием “Расчёт матрицы ёмкостей в COMSOL Multiphysics®” объясняется, как рассчитать собственные и взаимные ёмкости, используя интерфейс Electrostatics и тип исследования Stationary Source Sweep. В случае трансформатора с сосредоточенной обмоткой этот подход может быть использован для извлечения матрицы ёмкости.

В нашей конструкции первичная и вторичная обмотки распределены по секциям, что характерно для большинства высоковольтных трансформаторов с ферритовым сердечником. Распределение потенциала в обмоткам при этом будет ступенчатым, т.е. с резким перепадом между секциями. Следовательно, ранее описанный подход неприменим для извлечения матрицы ёмкостей. Чтобы вычислить собственную емкость первичной обмотки в нашем случае, мы приложим половину потенциала (т.е. 5 В) к нижней секции и полное напряжение (т.е. 10 В) к верхней секции. Вторичная катушка заземляется, на поверхности сердечника задается плавающий потенциал. Вторичная собственная ёмкость определяется аналогичным образом путем подачи половины индуцированного напряжения на нижнюю секцию и полного напряжения на верхнюю секцию вторичной обмотки.

Распределение потенциала при расчёте собственной ёмкости для первичной обмотки (слева) и для вторичной обмотки (справа).

Расчётное значение первичной собственной ёмкости составляет 14 пФ, а вторичной – 30.5 пФ.

Анализ эквивалентной сосредоточенной схемы устройства

Теперь, когда у нас есть первичное сопротивление, индуктивность намагничивания и рассеяния, собственные ёмкости первичной и вторичной обмоток, мы можем на их основе построить эквивалентную схемы для рассматриваемого трансформатора.

Эквивалентная сосредоточенная схема для трансформатора.

Импеданс рассеяния представляется последовательным соединением R_l и L_l. Импеданс намагничивания обычно преобразуют в эквивалентный параллельный контур с R_m = 2587.6 \Omega и L_m = 44.7 \mu H. Первичная и вторичная собственные ёмкости в схеме – это C_p и C_s соответственно. R_e – это внешнее сопротивление 1 М\Omega, которое добавлено для как нагрузка к вторичному контуру для имитации режима холостого хода. По результатам расчёта сосредоточенной цепи мы в т.ч. можем получить информацию о том, что первичный ток по фазе опережает напряжение на угол 82.2°, а индуцированное напряжение во вторичной обмотке составляет около 3192 В. Важно отметить, что индуцированное напряжение выше значения 3000 В, получаемого из оценки с использованим величины отношения витков. Это расхождение объясняется эффекта вторичной емкости в сочетании с высоким соотношением витков 1:300. Для первичного тока мы получаем опережающий коэффициент мощности, т.е. трансформатор потребляет ёмкостный ток!

Сопряженный анализ с учётом индуктивных и ёмкостных эффектов

Двумерная осесимметричная модель трансформатора может быть отрисована на основе 3D-модели с помощью инструмента Cross section. В геометрии также были явно отрисованы 300 отдельных витков вторичной обмотки, которая в свою очередь была описана с помощью условия RLC Coil Group, которое доступно в интерфейсе Magnetic and Electric Fields. Вторичная обмотка должна быть разомкнута, чтобы можно было наблюдать эффекты вторичной паразитной ёмкости. Но если ток катушки явно задать равным нулю, чтобы сделать ее разомкнутой, то ток в принципе не сможет протекать через собственную ёмкость вторичной обмотки. Чтобы обойти это ограничение, вместо задания нулевого тока к вторичной обмотке можно подключить большое сопротивление порядка 1 M\Omega с помощью интерфейса Electric Circuit. Такое сопротивление сымитирует эффект разомкнутой цепи, но в тоже время позволит получить ток через вторичную собственную ёмкость.

Распределение магнитной индукции и электрического потенциала в осесимметричной модели трансформатора.

Распределение электрического потенциала в области обмотки трансформатора демонстрирует тот факт, что индуцированное напряжение увеличивается по мере увеличения радиуса витка. По результатам расчёта осесимметричной модели мы получаем, что первичный ток по фазе опережает напряжение на угол 75°, а индуцированное напряжение во вторичной обмотке составляет около 3055. 6 В. Это коррелирует с результатами расчёта эквивалентной схемы, рассмотренными в предыдущем разделе.

Для сопоставления результатов из сосредоточенной модели (построенной с использованием параметров, полученных из 3D-модели) и 2D-осесимметричной модели можно построить на одном графике частотную характеристику импеданса первичной обмотки, полученную с помощью каждого из двух подходов. На рисунке ниже как раз показано, как величина и фазовый угол импеданса первичной катушки меняются в зависимости от частоты возбуждения. Можно отметить, что в общем и целом данные двумерной осесимметричной модели коррелируют с результатами расчёта сосредоточенной эквивалентной схемы. Сосредоточенные параметры для электрической цепи извлекаются из реалистичной 3D-геометрии трансформатора. При этом двумерная осесимметричная модель трансформатора представляет собой упрощенную аппроксимацию исходной геометрии. Эти различия приводят к небольшому отклонению между визуализированными на графике частотными характеристиками, полученными с помощью каждого из двух подходов.

Частотная характеристика первичной катушки трансформатора, полученная в сосредоточенной модели (пунктирные линии) и двумерной осесимметричной распределенной модели (сплошные линии).

Комментарий по использованию условия

RLC Coil Group

Это условия является одним из вариантом моделирования катушек индуктивности и может использоваться в рамках осесимметричной постановки, когда вы хотите проанализировать влияние токов смещения. Другими словами, ёмкостные эффекты учитываются наряду с индуктивными эффектами. Порядок электрического соединения витков может быть задан с помощью настроек в разделе Domain ordering. В случае трансформатора слои из витков наматываются радиально, и, следовательно, выбирается порядок типа Column-wise (по столбцам).

Настройки раздела Domain ordering для задания порядка электрического соединения витков вторичной обмотки трансформатора.

В нашем примере используется одна из встроенных предустановленных опций. Вы также можете указать порядок соединения вручную, что показано в учебной модели: Упрощенное осесимметричное представление 3D-индуктора.

Заключение

Основная цель рассмотренного примера состояла в демонстрации извлечения параметров для эквивалентной схемы трансформатора. Индуктивности намагничивания и рассеяния были извлечены с использованием инструментов интерфейса Magnetic fields. Паразитные первичные и вторичные ёмкости были извлечены с использованием инструментов интерфейса Electrostatics.

Условие RLC Coil Group в интерфейсе Magnetic and Electric fields позволило реализовать двумерную осесимметричную модель трансформатора, в которой учитывались как индуктивные, так и ёмкостные эффекты. На выходе расчёта эквивалентной сосредоточенной модели, а также двумерной осесимметричной распределенной модели, мы получили некоторые интересные и важные результаты. Расчётное вторичное напряжение оказалось больше, чем оценка с использованием величины отношения витков. Это схоже с эффектом Ферранти, который характерен для слабонагруженных линий передачи и заключается в том, что напряжение на выходном терминале поднимается выше напряжения на входе из-за доминирующих ёмкостных эффектов. Первичный ток трансформатора также оказался ёмкостным по своей природе. Это связано с доминированием вторичной паразитной емкости при очень высоком соотношении витков, равном 1:300.

Индуктивности и ёмкости оказывают взаимно противоположное влияние на ток контура. Индуктивная цепь характеризуется запаздывающим коэффициентом мощности, тогда как ёмкостная цепь имеет опережающий коэффициент мощности. Если мы попытаемся извлечь эквивалентное сопротивление такого трансформатора на основе непосредственно напряжения и тока на терминале, то сопряжение эффектов приведёт к ошибочным результатам и введет нас в заблуждение. Как видно по двумерной осесимметричной модели, собранной с помощью интерфейса Magnetic and Electric Fields, вторичная ёмкость (по сравнению с первичной) доминирует над индуктивными эффектами при оценке импеданса первичной обмотки. На частоте 50 кГц трансформатор фактически ведет себя как ёмкость.

Таким образом, мы показали, как извлечь отдельно эквивалентные индуктивности трансформатора с помощью магнитного расчёта с учётом токов проводимости и вихревых токов, но в пренебрежении токами смещения. Это можно сделать с помощью интерфейса Magnetic fields или Magnetic and Electric fields. Аналогично, паразитные ёмкости трансформатора могут быть рассчитаны отдельно в рамках электрического расчёта. Это можно реализовать либо через интерфейс Electrostatics, либо через интерфейс Electric Currents. Наконец, извлеченные величины можно объединить в сосредоточенную цепь и получить эквивалентную схему трансформатора.

Дальнейшие шаги

Попробуйте самостоятельно собрать модель высоковольтного трансформатора с ферритовым сердечником. По нажатию на кнопку ниже вы можете скачать файл модели для проверки и изучения деталей:

Скачать рассмотренную модель

разрезов Архив — DAC Worldwide

Нажмите ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть «Преодоление разрыва в навыках в нефтегазовой отрасли: эффективное техническое обучение для нынешних и будущих сотрудников» в виде мультимедийной презентации.

Что обещает 2020 год и ближайшие годы для отраслей промышленности по всему миру? Этот вопрос волнует многих руководителей, когда они вступают в новый год и новое десятилетие. В нефтегазовой отрасли нехватка навыков будет по-прежнему создавать проблемы для работодателей, стремящихся использовать новые возможности для повышения эффективности и прибыльности. Эффективное техническое обучение нынешних и будущих сотрудников станет ключевой стратегией, необходимой для решения этой проблемы.

В этой статье мы подробно рассмотрим, что ждет нефтегазовую отрасль в 2020 году, в том числе причины и текущее состояние дефицита навыков в отрасли. Мы рассмотрим, как компании используют программы обучения для повышения квалификации нынешних работников и обеспечения того, чтобы будущие работники обладали необходимыми им навыками. Наконец, мы рассмотрим, как уникальные инструменты обучения нефтегазовой отрасли DAC Worldwide могут помочь работодателям и преподавателям восполнить пробелы в навыках, с которыми сталкивается нефтегазовая отрасль.

 

2020: возможности и вызовы

Нефтегазовая отрасль оправилась от экономического спада, пережитого несколько лет назад. Согласно прогнозу нефтяной, газовой и химической промышленности Deloitte на 2020 год, есть несколько причин для оптимизма в новом году: «Потребление сжиженного природного газа (СПГ) продолжает расти… ожидается, что [f]потребление ископаемого топлива будет продолжать расти…[и] [g]глобальные… поставки нефти остаются надежными благодаря растущему производству в США и хорошим запасам».

В отчете Deloitte делается вывод о том, что руководители нефтегазовых компаний должны быть «готовы использовать новые возможности для прибыльного роста… Благодаря урокам, извлеченным из последнего цикла подъемов и спадов, отрасль лучше подготовлена ​​к тому, чтобы смотреть в будущее, чем раньше. не было ни в какой другой момент за последнее десятилетие. Тем не менее, есть фундаментальные, долгосрочные проблемы, с которыми им придется столкнуться».

Отчет Global Energy Talent Index (GETI) за 2019 год соглашается с этим, отмечая, что «цена на нефть восстановилась, и новые проекты находятся на подъеме. Задача сейчас для сектора состоит в том, чтобы обеспечить соответствие предложения талантов спросу». Почему? Проще говоря, «поддержание потока новых талантов стало проблемой для нефтегазовых компаний».

Недостаток навыков в нефтегазовой отрасли

В недавней статье Energy Sourcing отмечается, что в ближайшее десятилетие «США Бюро статистики труда ожидает 54,8 миллиона вакансий [в нефтегазовой отрасли]», но «недостаточно квалифицированных специалистов, чтобы заполнить их». Что стоит за этим пробелом в навыках? Эксперты указывают на множество факторов, которые способствовали растущей нехватке квалифицированных кадров в нефтегазовой отрасли.

Слишком мало миллениалов, слишком много бумеров

Согласно отчету GETI за 2019 год, «влияние экономических циклов на стабильность рабочих мест является основной причиной нехватки навыков». Во время недавнего экономического спада количество рабочих мест было сокращено, а усилия по набору персонала резко сократились. Результатом стало замедление «притока молодых талантов в сектор», что привело к нынешнему «нехватке талантов».

Теперь, когда отрасль снова на подъеме, работодатели снова пытаются привлечь молодые таланты, но обнаруживают, что это не так просто, как раньше. Как отмечается в недавней статье Airswift, работодатели нефтегазовой отрасли усваивают тяжелый урок: «Разрыв в навыках — это проблема, которую не решить одними деньгами».

Мало того, что нефть и газ являются «отраслями номер один, в которых миллениалы хотели бы избежать работы из-за их имиджа», но конкуренция за молодые квалифицированные таланты является жесткой, поскольку дефицит навыков затрагивает почти все отрасли по всему миру.

Усугубляет проблему нехватки молодых талантов тот факт, что «пожилые работники из поколения бэби-бумеров начинают достигать пенсионного возраста, в конечном счете унося с собой десятилетия знаний и опыта». Кто их заменит?

Изменения в Индустрии 4.0

Тот, кто заменит уходящих на пенсию работников, должен будет обладать более сильным набором технических навыков, чем когда-либо прежде. В дополнение к навыкам, характерным для нефтегазовой отрасли, им потребуются передовые технологические навыки, которые позволят им добиться успеха, поскольку отрасль переживает драматические изменения, характерные для Четвертой промышленной революции, также известной как Индустрия 4.0.

Технологические достижения Индустрии 4.0 сильно влияют на отрасли по всему миру. Нефть и газ не исключение. Как отмечается в статье Airswift, «нефтяные и газовые компании собирают все больше и больше цифровых данных, которые помогают повысить безопасность рабочих, отслеживать поведение пласта, заранее планировать более плавные раскопки, обслуживать оборудование и многое другое».

Они также используют новые технологии, такие как дроны. Согласно докладу «Рынок услуг дронов в нефтегазовой отрасли — рост, тенденции и прогноз» (2019–2024 гг. ), ожидается, что рынок услуг дронов в нефтегазовой отрасли вырастет более чем на 60% в ближайшие пять лет.

В статье Business Wire, в которой резюмируются заметки о прогнозах дронов, «дроны используются для осмотра, чтобы определить любые повреждения или коррозию и предоставить данные для структурной целостности и визуальной и инфракрасной фотографии», а также для «инспекции трубопровода». , проверки на коррозию, проверки безопасности и вопросы технического обслуживания».

Вакансий много

В дополнение к новым должностям, таким как пилот дронов и менеджер флота дронов, в нефтегазовой отрасли существует широкий спектр высокоприоритетных должностей, на которые повлиял дефицит навыков. Согласно недавнему исследованию, проведенному корпорацией RAND, сектор нуждается в большом количестве «операторов по аренде (также известных как тендеры), операторов оборудования, техников по техническому обслуживанию и ремонту… инженеров-электриков… сварщиков, укладчиков трубопроводов… коммерческих водителей… машинистов [и] операторов складов». ».

В отчете GETI за 2019 год также отмечается, что «количество доступных рабочих талантов быстро сократилось. Эти навыки оказываются самыми неотложными из потребностей… В США навыки рабочих более востребованы, чем инженерные должности».

В статье Airswift кратко изложено:

«Существует очень реальная проблема, стоящая на пороге нефтегазовых компаний, и для ее решения требуются огромные усилия и дальновидность для долгосрочного роста и успеха. . Мы говорим о нехватке профессиональных навыков в отрасли, которая наносит ущерб энергетическим компаниям, задерживает работу и приводит к превышению бюджета проектов… Более половины профессионалов в отрасли по всему миру считают, что растущая нехватка навыков является [на сегодняшний день] самой большой проблемой. задача, с которой отрасль сталкивается как сейчас, так и в будущем».

Спасательная техническая подготовка

Как становится ясно из статьи Airswift, нефтегазовые компании осознают, что нехватка навыков — это проблема, которую не решить, просто вложив в нее деньги. Это требует многогранного подхода с координацией между различными заинтересованными сторонами, включая работодателей, преподавателей, программы развития рабочей силы и даже местные, государственные и федеральные органы власти.

Непрерывное обучение имеет ключевое значение

В то время как долгосрочные планы приведены в действие, работодатели тем временем должны делать все возможное. Airswift отмечает, что в 2019 г.Опрос, проведенный GETI Report, показал, что почти две трети респондентов считают, что «компании должны обратить свое внимание на внутреннюю работу и переподготовить существующих сотрудников, чтобы они могли получить навыки, необходимые для преодоления разрыва».

Автор статьи Energy Sourcing соглашается: обучение нынешних и новых сотрудников межфункциональным навыкам «может быть самым быстрым ответом на текущие проблемы с наймом в отрасли». Еще одна стратегия, которую рассматривают многие работодатели, — переманивание квалифицированных кадров из других отраслей.

Однако привлечение людей из других дисциплин не является феноменом «подключи и работай». Вместо этого в статье Energy Source отмечается, что «когда дело доходит до знаний, необходимых для разведки и разработки нефти и газа, им потребуется дополнительное обучение в определенных областях, чтобы войти в эту отрасль и быть готовыми стать полезными членами команды».

Нефтяная и газовая промышленность отличается от других отраслей тем, что широкий спектр специализированных навыков, необходимых для ее работы, делает необходимым начальное и постоянное внутреннее обучение. Два недавних исследования раскрывают природу этой потребности.

Исследование корпорации RAND делает вывод:

«Около половины работодателей (52 процента) сообщили о том, что они используют высокоприоритетные профессии, требующие умеренного обучения на рабочем месте (включая инспекторов, сварщиков и разнорабочих), и примерно каждый четвертый работодатели (28%) сообщили, что у них есть высокоприоритетные профессии, требующие длительного обучения на рабочем месте (включая механиков, машинистов и слесарей-сантехников). Таким образом, для многих работодателей в нефтегазовом секторе… важно инвестировать и обеспечивать обучение на рабочем месте, чтобы их работники могли надлежащим образом выполнять свои обязанности».

Аналогичным образом, исследование SPE Research по обучению и развитию отмечает, что «[u]начав карьеру [в нефтегазовой отрасли], большинство (86,8%) сотрудников нуждаются в обучении…[и] «[n]начало пятой части (19,2%) требовалось обширное обучение »… [и] [большинство] (82,4%) ожидают, что их работодатель предоставит им часть этого обучения».

Больше, чем краткосрочное решение

Исследование корпорации RAND продолжает объяснять, что обучение — это гораздо больше, чем просто краткосрочное решение:

«[A] значительное количество высокоприоритетных профессий требует долгосрочного обучения…подчеркивая необходимость постоянного обучения и профессионального развития после приема на работу, чтобы гарантировать, что сотрудники проходят обучение как для рабочих мест, которые они в настоящее время , так и для работу, которую они могли бы занять в будущем . Сосредоточение внимания на рабочей силе как на конвейере, который поддерживает карьеры , а не на одной сделке по найму при входе, имеет важное значение для поддержания нефтегазовой отрасли в долгосрочной перспективе».

Опрос SPE Research также дает веские основания для того, чтобы сосредоточить внимание на обучении сотрудников как на средстве не только расширения возможностей сотрудников с необходимыми им навыками, но и удовлетворения их ожиданий в отношении карьерного роста: «В целом, широкий спектр навыков важен для успешная карьера в нефтегазовой отрасли; поэтому при выборе работодателей сотрудники уделяют большое внимание возможностям обучения и развития».

В опросе отмечается, что «для компаний важно иметь хорошие программы обучения и развития, поскольку три четверти (74,6%) сотрудников заявляют, что это важно при выборе ими должности, и более половины (53,3% ) говорят, что отсутствия возможностей было бы достаточно, чтобы они подумали об уходе».

Gaining Momentum

Похоже, работодатели понимают это сообщение, поскольку «[e]восемь из десяти компаний проводят как минимум формальное обучение в качестве общего подхода к развитию сотрудников», а «[t]техническое обучение является наиболее распространенным форма обучения, предоставляемая работодателями».

Этот ответ вторят другим отраслям, включая передовое производство. Например, в недавно проведенном опросе об обучении Производственного института были сделаны следующие основные выводы относительно программ обучения в передовом производственном секторе:

• «Почти 70% производителей борются с кадровым кризисом, создавая и расширяя внутренние программы обучения для своих сотрудников, среди прочего».
• «Более 79% респондентов заявили, что они увеличили свою учебную деятельность».
• «Три четверти респондентов заявили, что повышение квалификации сотрудников помогло повысить производительность труда, а возможности продвижения по службе и моральный дух также лидируют в списке причин, по которым компании могут использовать программы обучения».
• «В долларовом выражении, по оценкам Института, в 2019 году сектор потратил не менее 26,2 миллиарда долларов на внутренние и внешние программы обучения для новых и существующих производственных сотрудников».

Нефтяным и газовым компаниям следовало бы последовать примеру производителей, взяв на себя ответственность «строить более прочные трубопроводы для удовлетворения потребностей не только своего бизнеса, но и потребностей своих работников».

Качество имеет значение

Какое обучение необходимо? Ответы на этот вопрос сильно различаются среди нефтегазовых компаний. Ваша компания занимается разведкой, переработкой или переработкой? Какие роли у вас возникли проблемы из-за пробела в навыках?

Что не изменится от компании к компании, так это потребность в высококачественном обучении, которое эффективно и результативно обучает нынешних и будущих сотрудников навыкам, необходимым им для достижения успеха в работе. Это особенно верно для нефтегазовой отрасли, учитывая ее широкий спектр ролей с особыми требованиями к квалификации.

К сожалению, многие программы обучения не отвечают потребностям нефтегазовой отрасли. Как отмечается в исследовании RAND Corporation, «[менее] половины курсов, предназначенных для будущих работников нефтегазовой отрасли, используют контекстуализированное обучение. Контекстное обучение использует профессиональные приложения для обучения базовым академическим навыкам (и наоборот) таким образом, что учащийся изучает и то, и другое одновременно».

Обучение соответствующим навыкам в контексте нефтегазовой отрасли особенно важно, поскольку эта отрасль уникальна во многих отношениях. Наиболее эффективное обучение даст сотрудникам практический опыт работы с реальными нефтегазовыми компонентами. Исследование корпорации RAND поддерживает этот подход: «предыдущие исследования показывают, что контекстуализированное обучение является эффективным подходом к обучению студентов, ориентированных на профессиональную деятельность… особенно когда оно включает в себя «реальные» симуляции рабочих ситуаций с использованием реального рабочего оборудования».

DAC Worldwide: ваш источник эффективных средств обучения

Нефтегазовым компаниям не нужно воссоздавать колесо при поиске качественных и эффективных технических средств обучения. Вместо этого они могут положиться на надежного партнера по обучению, такого как DAC Worldwide, который предоставит им необходимые рекомендации.

DAC Worldwide предлагает широкий выбор технических средств обучения специально для нефтегазовой отрасли. Важно отметить, что эти инструменты обеспечивают контекстуализированное практическое обучение нынешних и будущих сотрудников, которого они ожидают, хотят и в которых нуждаются.

Свяжитесь с представителем DAC Worldwide, чтобы проконсультироваться с вами относительно ваших конкретных потребностей в обучении. В следующих абзацах мы рассмотрим лишь небольшую выборку из множества обучающих инструментов, предлагаемых DAC Worldwide, включая обучающие системы, разрезы, разделяемые материалы, модели и доски для образцов.

Учебные системы

Вместо комплексного обучения в нескольких областях учебные системы DAC Worldwide обеспечивают практическое обучение, ориентированное на конкретные задачи. Это делает их особенно полезными для работодателей при оценке навыков (как перед приемом на работу, так и в целях повышения квалификации).

Например, тренажер вертикального сепаратора DAC Worldwide (295-101) состоит из трехступенчатого вертикального сепаратора уменьшенного масштаба, который имитирует реальный аналог за счет использования альтернативных компонентов производственного потока, очищенной нефти, воздуха и воды. Он также содержит настоящие промышленные компоненты, такие как бортовые насосы подачи, регенеративный вентилятор, статический смеситель, дозирующие клапаны, расходомеры, впускной отвод, переливной водослив, туманоуловитель и специально изготовленный прозрачный акриловый фильтр большого диаметра. , вертикальный сепаратор.

 

 

Разрезы

Разрезы промышленных компонентов DAC Worldwide дают практический опыт работы с реальными промышленными компонентами, которые были профессионально разрезаны, чтобы показать ключевые внутренние компоненты, чтобы помочь учащимся понять, как они работают. Для актуальности производственного обучения при изготовлении визиток выбираются распространенные модели известных производителей.

На выбор предлагается два десятка вырезов, связанных с добычей нефти, включая широкий выбор регуляторов, клапанов и манометров. Например, удлиненный устьевой узел в разрезе (295-795E) состоит из полноразмерного и подробного примера узла устья скважины высокого давления, который дает учащимся непосредственное представление о компоненте, используемом на нефтяных месторождениях по всему миру. Он включает в себя множество реальных промышленных компонентов, с которыми учащиеся могут столкнуться в процессе работы, в том числе обсадную головку/пусковую головку, насосно-компрессорную головку, переходник для треугольной крышки, регулируемый дроссель и отсечной запорный клапан.

 

Разборные детали

Разборные детали DAC Worldwide выводят вырезки на новый уровень, позволяя учащимся разбирать и собирать настоящие промышленные компоненты. Просто нет лучшего способа обучить кого-то обслуживанию конкретного компонента, чем позволить ему разобрать и снова собрать реальное устройство. Кроме того, разборные материалы позволяют работать с реальными компонентами, не повреждая реальное оборудование.

Например, репрезентативный триплексный плунжерный буровой насос разборного типа (295-418) представляет собой экономичный тройной плунжерный буровой насос удобного размера, который обучает учащихся практическим действиям по техническому обслуживанию, обычно требуемым для более крупных буровых насосов, используемых в разведке и добыче. нефтепромысловые операции. Разборный буровой насос DAC Worldwide представляет собой реалистичный образец, который по геометрии, конструкции и рабочим характеристикам похож на более крупные модели, с которыми учащиеся столкнутся в работе.

 

Модели

Компания DAC Worldwide также предлагает широкий выбор невероятно детализированных и тщательно продуманных моделей. Иногда производственное обучение настолько сосредоточено на деталях, что учащиеся не видят леса за деревьями. Модели позволяют учащимся узнать, как части системы работают вместе на небольшой, легко управляемой модели без необходимости выезда на производственную площадку.

На выбор предлагается более дюжины моделей, связанных с добычей нефти, включая сепараторы, резервуары, турбины, насосы и системы трубопроводов. Например, модель пакета Pumpjack (295-408) — это высокодетализированная, профессионально созданная техническая масштабная модель обычного нефтепромыслового насоса. На этой подробной настольной модели изображены все основные функции насоса, включая противовесы, двухступенчатый редуктор, балансир, конную головку, опорную стойку, первичный двигатель, узел шатуна и репрезентативное устье скважины.

 

Платы для образцов

Платы для образцов DAC Worldwide предлагают ценную обучающую программу по идентификации и выбору различных промышленных компонентов. На каждой тестовой плате представлен набор реальных промышленных компонентов с табличками для удобства сопоставления с отдельными компонентами.

Например, доска для образцов компонентов трубопроводов (865-PAC1) представляет собой практическое учебное пособие, предназначенное в дополнение к курсам по проектированию трубопроводов, технологическим операциям и монтажу трубопроводов, чтобы помочь специалистам по техническому обслуживанию промышленных предприятий идентифицировать и выбирать компоненты промышленных трубопроводов. Предусмотрены компоненты четырех общих систем трубопроводов. Эти образцы представляют различные конструкции трубопроводных систем и включают в себя широкий спектр фитингов.

Мы рекомендуем вам связаться с DAC Worldwide через каналы социальных сетей, включая YouTube, Instagram, LinkedIn, Twitter и Facebook.

Current Transformers Photos and Premium High Res Pictures

• CREATIVE
• EDITORIAL
• VIDEO

• Best match
• Newest
• Oldest
• Most popular

Any dateLast 24 hoursLast 48 hoursLast 72 hoursLast 7 daysLast 30 днейПоследние 12 месяцевПользовательский диапазон дат

• Без лицензионных отчислений
• С защитой прав
• РФ и РМ

Выбрать бесплатные коллекции >Выбрать редакционные коллекции >

Встраиваемые изображения

Просмотрите доступные стоковые фотографии и изображения 611

трансформаторы тока или начните новый поиск, чтобы просмотреть другие стоковые фотографии и изображения. большой белый и серый склад и одна машина — трансформаторы тока: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты лицензионных платежей электрические опоры рядом с джабель али, дубай, объединенные арабские эмираты — трансформаторы тока . — трансформаторы тока стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялтиавтомобильный двигатель в разрезе — трансформаторы тока стоковые картинки, фото и изображения без уплаты роялти электрический спортивный автомобиль, пораженный электрической молнией из катушки — трансформаторы тока стоковые картинки, фото и изображения без лицензионных платежей трансформаторы тока , электрический ток — трансформаторы тока стоковые фотографии, лицензионные фото и изображениятокио одайба толпы туристов единорог статуя гандама диверсити плаза япония — трансформаторы тока стоковые фотографии, фотографии и изображения без лицензионных платежейсмартфон заряжается от беспроводного зарядного устройства. значок с длинной тенью на текстурированном желтом фоне — трансформаторы тока стоковые иллюстрацииинтерьер освещенного здания — трансформаторы тока стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялти -бесплатные фото и изображениявысоковольтная башня электрический пилон — трансформаторы тока стоковые фотографии, лицензионные фотографии и изображенияверхний вид высоковольтного силового трансформатора с электрической изоляцией на подстанции. — трансформаторы тока стоковые картинки, фотографии и изображения без лицензионных платежей вид с воздуха на электрические опоры и большую электрическую подстанцию ​​в городе Шанхай, Китай бесплатные фото и изображениясовременный железнодорожный мост — трансформаторы тока стоковые картинки, лицензионные фото и изображениявид с воздуха на электрические опоры и большую электрическую подстанцию ​​в городе шанхай,китай — трансформаторы тока стоковые картинки, фото и изображения без уплаты роялти трансформаторы тока: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялтиНью-Йорк, штат Нью-Йорк — В этом году — 1946 — отмечает 50-летие первой передачи электроэнергии переменного тока на большие расстояния, которая в настоящее время … медная катушка индуктивности на электронной плате — трансформаторы тока стоковые фотографии, фотографии и изображения без лицензионных платежей электроэнергетическое оборудование на электростанции. — Трансформаторы тока: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти. Высоковольтная электрическая подстанция. — Трансформаторы тока: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти. Высоковольтная электрическая подстанция. — трансформаторы тока стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти молодая деловая женщина, стоящая в комнате управления энергопотреблением — трансформаторы тока: стоковые фотографии, фотографии и изображения без лицензионных платежей. .mechanic — трансформаторы тока: стоковые фотографии, фото и изображения без уплаты роялти — мощность, электрический ток — трансформаторы тока: стоковые картинки, фотографии без уплаты роялти и изображения инженер перед трансформаторной подстанцией высокого напряжения — трансформаторы тока стоковые фотографии, лицензионные изображения e фотографии и изображениярисовое поле и солнечная электростанция — трансформаторы тока , фотографии и изображения без лицензионных отчислений солнечная электростанция с возобновляемыми источниками энергии над водохранилищем — трансформаторы тока стоковые картинки, фото и изображения без уплаты роялти трансформаторы тока: стоковые фотографии, фото и изображения без уплаты лицензионных платежей; трансформаторы тока: стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялти. Электростанция для электроэнергетики с высоты птичьего полета ночью, городской пейзаж, пейзаж, глобальный бизнес и финансовый фон. трансформаторы тока , фотографии и изображения без лицензионных отчисленийэлектрораспределительная станция. башня электропередачи высокого напряжения. высоковольтные линии электропередач на закате. изображение силуэта. башня высокого напряжения и красочное небо. опоры электропередач — трансформаторы тока стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти детали нефтепроводов с клапанами на крупных нефтеперерабатывающих заводах, перерабатывающее оборудование во время восхода солнца, крупный план промышленных трубопроводов нефтеперерабатывающих заводов. — трансформаторы тока: стоковые фотографии, фотографии и изображения без уплаты роялти линии электропередач возле дороги зимой на фоне голубого неба с туманом — трансформаторы тока стоковые картинки, фото и изображения без уплаты роялти стена испанского города. — трансформаторы тока: стоковые картинки, фотографии и изображения без уплаты роялти и изображения 11

Патент США на источник тока нулевой последовательности для трансформатора с необмотанным третичным патентом (Патент № 4,231,074, выдан 28 октября 1980 г.

)

18 сентября 1978 г. — General Electric

Трехфазный электрический трансформатор использует проводник, независимый от обмоток трансформатора, для измерения тока нулевой последовательности при возникновении замыкания на землю. Трансформатор тока, соединенный с независимым проводом, обеспечивает поляризацию релейных защитных устройств. В одном варианте осуществления экран внутреннего бака трансформатора используется в сочетании с трансформатором тока для обеспечения тока нулевой последовательности.

Последние патенты General Electric:

• Система и способ эксплуатации энергетического объекта
• Электродуговое сопло из материала, содержащего микрокапсулы жидкости (CF3)2CFCN, и выключатель, включающий такое сопло
• Обнаружение аномалий ротора путем определения тенденций вибрации во время работы в переходном режиме
• Способ термической обработки аддитивно изготовленных ферромагнитных деталей
• Системы и способы тороидального твинаксиального кабельного уловителя

Перейти к: Описание · Претензии · Процитированные ссылки · История патентов · История патентов

Описание

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящее время доступны трансформаторы, которые включают в себя вспомогательные обмотки и измерительные катушки для определения возникновения условий замыкания на землю и для обеспечения индикации возникновения неисправности. патент США. US 3624499 раскрывает использование трансформаторов, имеющих вспомогательное измерительное оборудование для индикации возникновения условий замыкания на землю и для активации защитного реле.

Когда замыкание на землю происходит в трехфазной энергосистеме, о его наличии сигнализирует протекание тока нулевой последовательности через энергосистему и подключенное к ней оборудование. Имеются защитные реле, способные определить наличие замыкания на землю и инициировать корректирующие действия, чтобы изолировать затронутую часть системы при подаче измеряемого тока нулевой последовательности. Одним из наиболее доступных мест для измерения тока нулевой последовательности является обмотка трехфазного силового трансформатора, соединенная треугольником, где циркулирует основная составляющая тока. Обычная практика заключается в размещении трансформатора тока с железным сердечником таким образом, чтобы его сердечник окружал фазу обмотки, соединенную треугольником. Измерить ток нулевой последовательности можно по вторичной обмотке трансформатора тока. Альтернативным местом для измерения протекания тока нулевой последовательности является соединение заземленной нейтрали обмотки трансформатора, соединенной звездой, если таковая имеется.

Автотрансформаторы обычно используются в энергосистемах для системного напряжения 115 кВ и выше. В автотрансформаторах общая точка заземления для двух основных обмоток не является подходящей точкой измерения тока нулевой последовательности, поскольку токи замыкания на землю как первичной, так и вторичной систем напряжения будут протекать через одну и ту же точку. В большинстве таких ситуаций обычно доступна третичная обмотка, соединенная треугольником, для обеспечения источника измерения тока нулевой последовательности.

При использовании автотрансформаторов на подстанциях высокого напряжения, построенных на трехстержневом сердечнике, третья обмотка трансформатора, соединенная треугольником, может быть исключена из соображений экономии. Поскольку третичная обмотка обычно используется для обеспечения источника поляризующего тока (тока нулевой последовательности) для реле защиты от замыканий на землю, необходимо использовать некоторые средства для обеспечения необходимого тока нулевой последовательности.

Целью настоящего изобретения является создание средства измерения тока нулевой последовательности в автотрансформаторах, не содержащих третичную обмотку, с целью поляризации реле защиты линии электропередачи при возникновении замыкания на землю.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Автотрансформаторы, не содержащие третичных обмоток, используют вспомогательный проводник в магнитной связи с сердечником трансформатора, в котором индуцируется ток нулевой последовательности при возникновении замыкания на землю. Трансформатор тока, соединенный со вспомогательным проводом, воспринимает ток нулевой последовательности для срабатывания защитного реле. Вспомогательный проводник должен располагаться внутри стенки бака трансформатора. В трансформаторах, содержащих внутренний проводящий экран, экран можно использовать в качестве внутреннего проводника.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой перспективный вид спереди в разрезе автотрансформатора типа для использования с токопроводом нулевой последовательности в соответствии с изобретением;

РИС. 2 — вид сверху трансформатора, содержащего внутренний вспомогательный проводник и трансформатор тока согласно изобретению; и

РИС. 3 представляет собой вид сверху еще одной конструкции трансформатора с экранирующей стенкой внутреннего бака, предназначенной для измерения тока нулевой последовательности в соответствии с изобретением.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ

Это изобретение находит применение в трехфазном трансформаторе 10 с сердечником, показанном на фиг. 1, содержащий корпус 11 трансформатора, который заключает в себе три комплекта обмоток 12 трансформатора вокруг соответствующего трехполюсного сердечника 13 трансформатора. Электрическое соединение с обмотками осуществляется с помощью множества втулок 14, соединяемых через корпус трансформатора.

РИС. 2 показана предпочтительная конструкция, в которой установленный внутри вспомогательный проводник 19окружает сердечник 13 и обмотки 12 внутри кожуха 11. При возникновении внешнего замыкания на землю поток рассеяния, создаваемый токами нулевой последовательности в обмотках 12, индуцирует ток нулевой последовательности во вспомогательном проводнике 19. Ток вспомогательного проводника можно обнаружить с помощью с помощью трансформатора тока 16, состоящего из множества отдельных витков провода 17, выводов 22 и 23 на маленьком сердечнике 18. Сигнал трансформатора тока может подаваться на внешние по отношению к корпусу защитные реле 11 через небольшие втулки (не показаны) для измерения ток нулевой последовательности.

РИС. 3 показан дополнительный вариант использования тока нулевой последовательности для поляризации заземляющего реле. Трансформатор 10 содержит внутренний токопроводящий экран 20, который закрывает значительную часть вертикальных стенок кожуха для защиты упомянутых стенок кожуха от воздействия электромагнитного потока, исходящего от обмоток. Множество соединителей 21 электрически соединяют четыре сегмента экрана 20a-20d, чтобы сделать экран непрерывным электрическим проводником, способным работать аналогично проводнику 19.на фиг. 2. Трансформатор тока 16, состоящий из нескольких витков 17 провода на маленьком сердечнике 18, расположен вокруг, по крайней мере, одного из разъемов 21, удобно расположенных в каждом углу корпуса. Расположение трансформатора тока 16 в углу корпуса не обеспечивает ненужной дополнительной конструкции и обеспечивает лишь незначительное снижение общей стоимости трансформатора.

Экран 20 на РИС. 3 обычно состоит из тяжелой алюминиевой пластины, которая легко проводит электричество при возникновении замыкания на землю, перехватывая поток нулевой последовательности, генерируемый в сердечнике 13 и обмотках 12, как описано ранее.

Хотя устройства тока нулевой последовательности согласно изобретению описаны для использования с трансформаторами подстанции высокого напряжения, это приведено только в качестве примера. Устройство токов нулевой последовательности согласно изобретению находит применение везде, где требуются токи нулевой последовательности для поляризации защитного реле линии передачи.

Пункты формулы изобретения

1. Источник тока нулевой последовательности для использования с трансформаторами, включающий:

нетретичный автотрансформатор в корпусе, первичную и вторичную обмотки которого расположены вокруг сердечника;

вспомогательный проводник внутри трансформатора рядом с указанным корпусом и окружающим как указанный сердечник, так и указанные обмотки для перехвата потока нулевой последовательности от сердечника и обмоток во время возникновения внешнего замыкания на землю; и

трансформатор тока, окружающий часть вспомогательного проводника для измерения тока нулевой последовательности.

2. Источник тока нулевой последовательности по п.1, в котором трансформатор представляет собой нетретичный автотрансформатор.

3. Источник тока нулевой последовательности по п.1, в котором вспомогательный проводник расположен в магнитной близости к сердечнику.

4. Источник тока нулевой последовательности по п.3, в котором проводник содержит по меньшей мере один виток.

5. Источник тока нулевой последовательности по п.1, отличающийся тем, что трансформатор тока содержит по меньшей мере один виток провода.

6. Источник тока нулевой последовательности по п.5, в котором трансформатор тока дополнительно включает в себя пару клемм для соединения с реле замыкания на землю.

7. Источник тока нулевой последовательности по п.6, в котором трансформатор тока установлен концентрически вокруг проводника в углу корпуса.

8. Источник тока нулевой последовательности для использования с трансформаторами типа, состоящего из трехжильного сердечника и первичных и вторичных обмоток, соединенных звездой, расположенных вокруг ветвей сердечника внутри кожуха, и электропроводящего экрана внутри кожуха, содержащего :

трансформатор тока в магнитной близости с экраном для индуцирования тока нулевой последовательности внутри трансформатора тока в условиях замыкания на землю.

9. Источник тока нулевой последовательности по п.8, в котором трансформатор тока содержит по меньшей мере один виток провода и пару клемм, соединенных с проводом для связи с реле замыкания на землю.

10. Источник тока нулевой последовательности по п.9, в котором трансформатор тока расположен в непосредственной близости от угла корпуса трансформатора.

11. Источник тока нулевой последовательности по п.10, дополнительно включающий электрический разъем в каждом углу корпуса для электрического соединения между отдельными секциями экрана.

12. Источник тока нулевой последовательности по п.11, отличающийся тем, что трансформатор тока установлен по меньшей мере вокруг одного из разъемов экрана.

Ссылка Цитируется

Патентные документы США

1746629	февраль 1930 г.	Бернарда
3315129	апрель 1967 г.	Фишер
3546358	декабрь 1970 г.	Поль
3624499	19 ноября71	Смит и др.
3827018	июль 1974 г.	Томас и др.
3863109	январь 1975 г.	Эмануэль и др.

История патентов

Номер патента : 4231074
Тип: Грант
Подана : 18 сентября 1978 г.