Зачем нужны трансформаторы: Зачем нужны трансформаторов тока

Содержание

Зачем нужны трансформаторов тока



Зачем нужен трансформатор тока

Для чего нужен трансформатор тока?

Определение

В первую очередь необходимо понять, трансформатор тока — что это такое. На самом деле сделать это достаточно просто, ведь каждый хотя бы раз встречался с подобным устройством и примерно представляет, как именно оно работает.

В трансформаторе первичный ток пропорционален вторичному, а когда устройство включается и начинает работать, первичный ток сдвигается на угол (хотя в градусах величина угла равна практически нулю и даже не доходит до одной целой единицы).

Первичная обмотка включена последовательно, вторичная замыкается на нагрузку, именно поэтому получаются пропорциональные величины. Также стоит учитывать то, что вторичная заземляется, а обе они полностью изолированы друг от друга, значит, не могут передавать напряжение или какие-либо заряды.

Назначение ↑

С учетом представленной выше конструкции можно выделить ряд функций. Вот несколько основных сфер, где трансформатор тока незаменим:

  • он помогает измерить любым прибором подобные заряды. В первую очередь это касается силы тока, но — кроме амперметра — можно подключить и вольтметр, и другие приборы для измерения. Здесь переменный ток остается переменным, он просто становится более приемлемым для измерения, и с помощью данных приборов легко можно получить конкретное число единиц в определенной системе;
  • изолирование необходимо в том случае, когда электрическая система достаточно мощная. Трансформаторы здесь нужны для стабильной работы. Поэтому возможно производить ремонтные и профилактические работы, не опасаясь за жизнь и здоровье персонала;
  • преобразование переменного тока в такой же переменный ток подходящего значения Конкретные единицы подбираются таким образом, чтобы реле и защита устройства, которое будет подключено к конкретной электрической цепи, не перегорели и работали достаточно стабильно;
  • изолирование реле необходимо для того, чтобы защитить сотрудников, которые регулярно проверяют и ремонтируют технику. Напряжение способно нанести вред, даже если не нарушена изоляция или же не было серьезных ошибок в технологии установки, а также при эксплуатации.

Каждый понимает, что ответ на вопрос, для чего нужен трансформатор тока, неоднозначный. В зависимости от конкретной ситуации, а также от вида самого трансформатора, они могут выполнять разные функции, однако самое главное заключается в том, что необходимость этого устройства не требует доказательств.

Особенности ↑

Основная особенность данного прибора в его применении. Это всего лишь две функции. Первая ориентирована на защиту, а вторая — на измерение. Отличительная особенность таких аппаратов заключается в точности. Она обязательна в любой ситуации, чтобы измерения или же защита давала конкретные единицы.

Обеспечивается стабильная работа только максимально четким контролем. Любая, даже самая небольшая ошибка может быть очень трагичной.

Нужно регулярно проверять эти устройства, а также понимать, для чего нужны трансформаторы тока.

Есть несколько основных групп трансформаторов тока. Каждая из них имеет свои подгруппы.

По установке

Некоторые модели созданы специально для закрытых помещений, другие же применяются на открытом пространстве. Изначально конструкция подразумевает данные различия, которые необходимо учитывать. Есть модели для установки в проемах (это либо специальная полость в стене, либо любая, уже имеющаяся арка). Также есть и вторая группа приборов, которые устанавливаются только на опорную стену, иными словами, нужно найти достаточно прочную вертикальную поверхность.

В первую очередь это касается коэффициента. В зависимости от числа обмоток и некоторых других особенностей эта цифра может быть небольшой или же наоборот значительной. Также есть и ступени трансформатора тока.

По обмотке

Существуют одновитковые и многовитковые трансформаторы.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного проведения испытания изоляции силовых трансформаторов, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать испытание изоляции силовых трансформаторов или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34 .

Назначение измерительных трансформаторов тока

При использовании различных энергетических систем возникает необходимость в преобразовании определенных величин в аналоги с пропорционально измененными значениями.

Такая операция позволяет воссоздавать процессы в электронных устройствах, гарантируя безопасные учет их потребления. Для этого используется специальное оборудование — трансформатор тока наружной установки.

Когда нужны трансформаторы тока?

Измерительные трансформаторы тока предназначены для замера характеристик, ограниченных номинальным напряжением. Последняя величина варьируется от 0.66 до 750 кВ. ТТ широко используются для различных целей:

  1. При отделении низковольтных учетных приборов и реле от первичного напряжения в сети, что обеспечивает безопасность электрослужбам во время ремонта и диагностики.
  2. Силами трансформаторов тока релейные защитные цепи получают питание. В случае короткого замыкания или проблем с режимами работы электроприборов ТТ обеспечивает корректную и оперативную активацию релейной защиты.
  3. Используются для учета электроэнергии с помощью счетчика.

На практике встречаются различные модели измерительных трансформаторов и в компактных электроприборах с малым корпусом, и в полноценных энергетических установках с огромными габаритами.

Классификация и расчет

Расчет и выбор трансформаторов тока следует начинать с изучения классификации представленных на рынке устройств. Все ТТ в первую очередь подразделяются на две категории в зависимости от целевого назначения:

  1. Для измерения показателя счетчика.
  2. Для защиты электрооборудования.

Эти же категории, в свою очередь, классифицируются на виды в зависимости от типа подключения:

  • предназначенные для работы на открытом воздухе;
  • функционирующие в закрытом помещении;
  • используемые в качестве встроенных элементов электрооборудования;
  • накладные, предназначенные для для проходного изолятора;
  • переносные, дают возможность осуществлять расчет в любом месте;

Все трансформаторы тока могут иметь различный коэффициент трансформации, который получают при изменений количества витков первичной или вторичной обмотки. Также эти устройства различаются по количеству ступеней работы на одноступенчатые и каскадные.

Если рассматривать конструктивные особенности, то ТТ могут иметь различную по типу изоляцию:

  • сухую, изготовленную из фарфора, бакелита или литой эпоксидной изоляции;
  • бумажно-масляную;
  • газонаполненную;
  • залитую компаундом;

Также исходя из характеристик конструкции, выделяют катушечные, одновитковые и многовитковые ТТ с литой изоляцией.

Как выбрать трансформатор тока наружной установки для счетчика электроэнергии?

Расчет и выбор трансформаторов тока для счетчика следует начинать с анализа базовых параметров номинального тока:

  • номинальное напряжение сети;
  • параметр номинального тока первичной и вторичной обмотки;
  • коэффициент трансформации;
  • класс точности;
  • особенности конструкции;

При выборе номинального напряжения устройства необходимо подбирать значение превышающие или идентичное максимальному рабочему напряжению. Если рассматривать вариант счетчика 0.4 кВ, то здесь потребуется измерительный трансформатор на 0.66 кВ.

Значение номинального тока вторичной обмотки для того же счетчика, как правило, составляет 5 А. А вот с параметром для первичной обмотки нужно быть осторожнее. От этого значения зависит практически все подключение. Номинальный ток первичной обмотки формуется относительно коэффициента трансформации.

Последний следует выбирать по нагрузке с учетом работы в аварийных ситуациях. Согласно официальным правилам устройства электроустановок, допустимо подключение и использование трансформаторных устройств с завышенным коэффициентом трансформации.

Класс точности следует выбирать в зависимости от целевого назначения счетчика электричества. Коммерческий учет требует высокий класса точности — 0.5S, а технический учет потребления допускает параметр точности в 1S.

Говоря о конструкции ТТ, нужно учесть, что для счетчика с напряжением до 18 кВ используются однофазные или трехфазные ТТ. Для более высоких значений подойдут только однофазные конфигурации.

Как осуществляется подключение измерительного ТТ тока для счетчика?

Обозначение на схеме

Специалисты не рекомендуют осуществлять подключение счетчика с помощью трехфазного ТТ. Это обусловлено его несимметричной магнитной системой и увеличенной погрешностью. В этом случае оптимальным вариантом будет группа из 2 однофазных приборов, соединенных в неполный треугольник.

Подробнее изучить классификацию, базовые параметры и технические требования на подключение и расчет ТТ для счетчика электроэнергии можно в ГОСТ 7746-2001.

Похожие статьи

Подключение счетчика электричества

Что такое и зачем нужен трансформатор тока

Для измерения токов в силовых цепях переменного напряжения применяют трансформаторы тока. Они применяются как в цепях до 1000 В так и выше 1000 В. Они имеют стандартные токи вторичной цепи – 1 А или 5 А и измерительные приборы и реле выполняют на этот ток. Вторичная обмотка трансформатора обязательно заземляется, чтоб в случае пробоя изоляции измерительные устройства не оказались под напряжением первичной цепи.

Схема такого трансформатора показана ниже:

Главной особенностью таких устройств является то, что ток, протекающий в первичной цепи абсолютно независим от режимов работы вторичной цепи. Во вторичной цепи трансформатора предохранитель не ставят, так как обрыв вторичной цепи трансформатора тока – это аварийный режим работы. Почему так мы рассмотрим в следующих статьях.

Основные параметры трансформаторов тока

Номинальное напряжение

Это напряжение линейное сети, в которой должен работать трансформатор. Именно это напряжение будет определять изоляцию между обмотками, одна из которых будет находится под высоким потенциалом, а вторая заземлена.

Номинальные токи

Токи, при которых устройство может работать в длительном режиме не перегреваясь. Как правило, такие трансформаторы имеют большой запас по нагреву и могут работать нормально с перегрузкой в 20%.

Коэффициент трансформации

Отношение первичного и вторичного тока определяемый формулой:

Коэффициент трансформации действительный будет иметь отличия от номинального ввиду потерь в трансформаторе.

Токовая погрешность

В процентах имеет вид:

Где I2 – вторичный, I1 ‘ — первичный приведенный токи.

Угловая погрешность

В реальном трансформаторе первичная составляющая по фазе сдвинута от вторичной на угол отличный от 180 0. Для отсчета угловой погрешности вектор вторичной составляющей поворачивают на 180 0. Угол между вектором первичной составляющей и этим вектором носит название угловой погрешности. Если перевернутый вектор вторичной составляющей опережает первичную – то погрешность будет положительной, если отстает – отрицательной. Измеряется такой вид погрешности в минутах.

Соответственно трансформаторы тока имеют свой класс точности согласно ГОСТ – 0,2;0,5;1;3;10. Класс точности говорит о допустимой погрешности в процентах Z2 = Z2н.

Полная погрешность

Определяется в процентах %, и имеет формулу:

Где: I1 – действующее первичное значение, i1, i2 – мгновенные значения первичных и вторичных токов, Т – период частоты напряжения переменного.

Номинальная нагрузка

Нагрузка, определяемая в Омах, при которой трансформатор будет работать в пределах своего класса точности и с cosφ =0,8. Иногда могут применять понятие номинальной мощности Р:

Поскольку значение I строго нормировано, то мощность трансформатора будет зависеть только от нагрузки Z .

Номинальная предельная кратность

Кратность первичного тока к значению его номинальному, при котором погрешность его может достигать примерно 10%. При этом нагрузка и ее коэффициенты мощности должны быть номинальными.

Максимальная кратность вторичного тока

Отношение максимального вторичного тока, к номинальному его значению при действующей вторичной нагрузке равной номинальной. Максимальная кратность определяется насыщением магнитопровода, это когда при дальнейшем увеличении первичного тока, вторичный остается неизменным.

Источник

Принцип действия ТТ и их назначение

В сегодняшнем материале, я решил начать рассматривать вопросы, касающиеся основ теории трансформаторов тока. Сами эти аппараты распространены повсеместно в электроустановках, и я думаю, всем будет интересно и полезно обновить в памяти принцип их работы.

Назначение трансформаторов тока: преобразование тока и разделение цепей

Начнем с ответа на вопрос – для чего нужен трансформатор тока? Здесь существует несколько основных вопросов, которые решает установка трансформаторов тока.

  • Во-первых, это измерение больших токов, когда измерение непосредственно реальной величины первичного тока не представляется возможным. Измеряют преобразованную в меньшую сторону после трансформатора тока величину. Обычно это 1, 5 или 10 ампер.
  • Во-вторых, это разделение первичных и вторичных цепей. Таким образом, происходит защита изоляции релейного оборудования, приборов учета электроэнергии, измерительных приборов.

Из чего состоит ТТ, принцип его работы

Трансформатор тока имеет замкнутый сердечник (магнитопровод), который собирают из листов электротехнической стали. На сердечнике расположено две обмотки: первичная и вторичная.

Первичная обмотка включается последовательно (в рассечку) цепи, по которой течет измеряемый (первичный) ток. К вторичной обмотке присоединяются последовательно соединенные реле, приборы, которые образуют вторичную нагрузку трансформатора тока. Такое описание состава трансформатора тока достаточно для описания принципа его работы, более подробное описание реального состава трансформатора тока приведено в другой статье.

Для рассмотрения принципа действия трансформатора тока рассмотрим схему, расположенную на рисунке.

В первичной обмотке протекает ток I1, создавая магнитный поток Ф1. Переменный магнитный поток Ф1 пересекает обе обмотки W1 и W2. При пересечении вторичной обмотки поток Ф1 индуцирует электродвижущую силу Е2, которая создает вторичный ток I2. Ток I2, согласно закону Ленца имеет направление противоположное направлению I1. Вторичный ток создает магнитный поток Ф2, который направлен встречно Ф1. В результате сложения магнитных потоков Ф1 и Ф2 образуется результирующий магнитный поток (на рисунке он обозначен Фнам). Этот поток составляет несколько процентов от потока Ф1. Именно поток Фнам и является тем звеном, что производит передачу и трансформацию тока. Его называют потоком намагничивания.

Коэффициент трансформации идеального ТТ

В первичной обмотке w1 создается магнитодвижущая сила F1=w1*I1, а во вторичной — F2=w2*I2. Если принять, что в трансформаторе тока отсутствуют потери, то магнитодвижущие силы равно по величине, но противоположны по знаку. F1=-F2. В итоге получаем, что I1/I2=w2/w1=n. Это отношение называется коэффициентом трансформации трансформатора тока.

Коэффициент трансформации реального ТТ

В реальном трансформаторе тока существуют потери энергии. Эти потери идут на:

  • создание магнитного потока в магнитопроводе
  • нагрев и перемагничивание магнитопровода
  • нагрев проводов вторичной обмотки и цепи

К магнитодвижущим силам из прошлого пункта прибавится мдс намагничивания Fнам=Iнам*w1. В выражении ниже токи и мдс это вектора. F1=F2+Fнам или I1*w1=I2*w2+Iнам*w1 или I1=I2*(w2/w1)+Iнам

В нормальном режиме, когда первичный ток не превышает номинальный ток трансформатора тока, величина тока Iнам не превышает 1-3 процента от первичного тока, и этой величиной можно пренебречь. При ненормальных режимах происходит так называемый бросок тока намагничивания, об этом более подробно можно почитать здесь. Из формулы следует, что первичный ток разделяется на две цепи – цепь намагничивания и цепь нагрузки. Более подробно о схеме замещения ТТ и о векторной диаграмме ТТ.

Режимы работы трансформаторов тока

У ТТ существуют два основных режима работы – установившийся и переходный.

В установившемся режиме работы токи в первичной и вторичной обмотке не содержат свободных апериодических и периодических составляющих. В переходном режиме по первичной и вторичной обмотке проходят свободные затухающие составляющие токов.

Если ТТ выбран правильно, то в обоих режимах работы погрешности не должны превышать допустимых в этих режимах, а токи в обмотках не должны превышать допустимые по термической и динамической стойкости.

ТТ для измерений предусмотрены для работы в установившемся режиме, при условии не превышения допустимых погрешностей. Работа ТТ для защиты начинается с момента возникновения тока перегрузки или тока КЗ, в этих режимах должны обеспечиваться требования определенных типов защит.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения и силового трансформатора

Существуют отличия в работе ТТ и ТН.

  • Первичный ток ТТ не зависит от вторичной нагрузки, что свойственно ТН. Это определяется тем фактом, что сопротивление вторичной обмотки ТТ на порядок меньше сопротивления первичной цепи и вообще, чем оно ближе к нулю, тем точнее аппарат. В трансформаторах напряжения и силовых трансформаторах же первичный ток зависит от величины тока вторичной нагрузки.
  • ТТ всегда работает с замкнутой вторичной обмоткой и величина его вторичного сопротивления нагрузки в процессе работы не изменяется.
  • Не допускается работа ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой, для ТН и силовых при размыкании вторичной обмотки происходит переход в режим работы холостого хода.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Источник

Измерительный трансформатор тока. Что это и зачем он нужен?

Введение

Одновременно с входом в нашу жизнь электричества остро встали некоторые вопросы, тесно связанные с его эксплуатацией. Одним из них стал вопрос организации токовой защиты цепи. Появилась необходимость в разделении силовых цепей и цепей защиты, а также в создании и организации сложных защит, которые невозможно собрать, используя аппараты только в силовых цепях.

Дело в том, что защита электропроводки в обычных квартирах сводится к применению автоматических выключателей или предохранителей, а защита от поражения электрическим током — к применению УЗО или АВДТ. Вышеперечисленные аппараты встраиваются непосредственно в защищаемую цепь и, как правило, не имеют дистанционных органов управления.

В сетях с более высокими мощностями и токами, где уже требуется релейная защита, работающая по определенным алгоритмам, (например, АПВ — автоматическое повторное включение) требуется организовать питание целого ряда устройств и реле цепей защиты. Для этого применяется трансформатор тока — электротехническое устройство, предназначенное для уменьшения первичного тока (тока измеряемой рабочей цепи) до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, находящихся во вторничной цепи. К нему подключаются следующие устройства: амперметры, преобразователи тока, обмотки токовых реле, счетчиков, ваттметров и другие.

Технические характеристики и режим работы

Основным параметром трансформатора тока является его коэффициент трансформации, то есть кратность первичного тока ко вторичному. Ряд первичных токов включает следующие значения: 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000 (А).

С целью унификации и стандартизации всего выпускаемого измерительного и защитного оборудования существует стандартная величина вторичного тока — это 5 А. Соответственно, коэффициент трансформации определяется так: Kт= 400/5= 80.

Трансформатор тока работает в режиме близкому к короткому замыканию, т.к. сумма сопротивлений последовательно подключенных приборов защиты не превышает несколько десятых долей Ом.

Не менее важной задачей, которую как раз и решает трансформатор тока (ТТ) является отделение вторичных цепей измерения и защиты от силовых цепей высокого напряжения и, следовательно, обеспечение безопасности работы с устройствами измерения и защиты.

Применение

Кроме основных задач, описанных выше, трансформаторы тока применяются при косвенном подключении счетчиков электрической энергии. Это обусловлено тем, что счетчики при прямом включении в сеть с большими рабочими токами выйдут из строя. Поэтому возникает необходимость в снижении измеряемых рабочих токов до приемлемых величин, например, до стандартных 5 Ампер.

Современный рынок предлагает решения совместимые как с проводами, так и с шинами.

Важное замечание

Размыкание вторичной обмотки трансформатора тока не допускается при протекании рабочих токов в первичной обмотке. При разомкнутой вторичной цепи ТТ ЭДС может достигать 1000 В и более, что крайне опасно для обслуживающего персонала. Поэтому при замене аппарата, включенного в цепь трансформатора тока, необходимо сначала замкнуть накоротко (шунтировать) измерительную обмотку ТТ, а затем производить отключение вышедшего из строя прибора. Поэтому измерительную (вторичную) обмотку трансформатора тока необходимо заземлить для исключения появления высокого напряжения на выводах И1 И2.

Трансформаторы тока выполняют не только важные задачи отделения защитных цепей от силовых и унификации оборудования, но и применяются при подключении счетчиков электроэнергии в сетях с большими рабочими токами, где прямое включение невозможно.

Источник

Трансформаторы тока и напряжения

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. Диагностика, заключающаяся в проведении электрических измерений, способна выявить причины сбоев и вовремя устранить их. Для этого применяются приборы, измеряющие величины токов, напряжений, мощности.

Но если в электроустановках с низким напряжением возможно подключение измерительных приборов напрямую, непосредственно к измеряемому узлу, то в высоковольтных цепях проблематично отследить параметры без применения измерительных трансформаторов. В электроустановках напряжение доходит до 750 кВ и выше, а токи устанавливаются в десятки килоампер и более. Для «прямого» измерения потребовались бы громоздкое и дорогое оборудование, а иногда измерения вообще не возможно было бы произвести. Также, при обслуживании приборов, напрямую подключенных к сети высокого напряжения, персонал подвергался бы опасности поражения током.

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) способствуют расширению пределов измерений обычных измерительных устройств и одновременно изолируют их от цепей высокого напряжения. Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики подлежат первичной и периодической поверке на правильность работы.

Наиболее часто в сетях переменного тока применяются электромагнитные трансформаторы. Они состоят из магнитопровода, первичной и одной или нескольких вторичных обмоток. ТТ преобразовывает замеряемый высокий ток в малый, а ТН — измеряемое высшее напряжение в низшее. Измерительные трансформаторы включаются в цепи между высоковольтным оборудованием и контрольно-измерительными приборами: амперметрами, вольтметрами, ваттметрами, приборами релейной защиты, телемеханики и автоматики, счетчиками энергии.

Зачем нужны измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные ТН относятся к преобразователям электрической энергии, которые:

  • трансформируют напряжение участка сети или установки в напряжение приемлемой величины для осуществления измерений с помощью стандартных измерительных устройств, питания релейной защиты, устройств сигнализации, автоматики, телемеханики;
  • изолируя вторичные приборы и цепи, защищают оборудование от высокого напряжения и персонал, имеющего доступ к обслуживанию электроустановок, от поражения током.

Подключение ТН к высоковольтной части электроустановки осуществляется соединением его первичной обмотки «в параллель» к цепи высокого напряжения. Номинал вторичных обмоток трансформатора напряжения составляет обычно 100 В. Так как сопротивление измерительных приборов, подключаемых к вторичной обмотке, велико, током можно пренебречь. Поэтому основной режим работы ТН подобен режиму холостого хода типового силового трансформатора.

Трансформаторы напряжения и их конструкция

Трансформаторы напряжения подразделяются:

  • по числу фаз: на одно- и трехфазные;
  • по числу вторичных обмоток: двухобмоточный ТН имеет одну вторичную обмотку, трехобмоточный — две: основную и дополнительную;
  • по назначению вторичных обмоток: с основной вторичной обмоткой, с дополнительной, со специальной компенсационной — для контроля изоляции цепи;
  • по особенностям исполнений — на трансформаторы защищенного типа, водозащищенного типа (защита от капель и влаги), герметичные, со встроенным предохранителем и с антирезонансной конструкцией;
  • по принципу действия и особенностям конструкций: на каскадные, ёмкостные, заземляемые и не заземляемые.

У каскадного ТН первичная обмотка разделена на несколько поочередно соединенных секций, передача энергии от которых к вторичным обмоткам происходит посредством связующих и выравнивающих обмоток. У ёмкостного ТН в конструкции имеется ёмкостный делитель. Заземляемый однофазный ТН — устройство, у которого один конец первичной обмотки должен быть заземлен. У заземляемого трехфазного ТН должна быть заземлена нейтраль первичной обмотки. Все части первичной обмотки не заземляемого ТН изолированы от земли.

Зачем нужны трансформаторы тока

Трансформатор тока — базовый измерительный аппарат в электроэнергетике, применяемый для преобразования тока первичной сети во вторичный стандартный ток величиной 5 А или 1 А. Первичная обмотка соединяется непосредственно с цепью высокого напряжения последовательным способом подключения. Вторичная обмотка включается во вторичные цепи измерений, защиты и учета. 5А — часто встречающийся номинал вторичной обмотки.

Принцип действия и конструкция трансформаторов тока

Первичная обмотка ТТ включается в разрез линейного провода (последовательно с нагрузкой), в котором измеряется сила тока. Вторичная обмотка замкнута на измерительное устройство с малым сопротивлением. Поэтому, в отличие от силового трансформатора, для которого режим короткого замыкания является аварийным, нормальным режимом для измерительного ТТ являются условия, близкие к КЗ, так как сопротивление во вторичной цепи у него мало.

Через первичную обмотку, имеющую определённое количество витков, течет ток. Вокруг катушки наводится магнитный поток, который улавливается магнитопроводом. Пересекая перпендикулярно ориентированные витки вторичной обмотки, магнитный поток формирует электродвижущую силу. Под влиянием последней возникает ток, протекающий по катушке и нагрузке на выходе. Одновременно на зажимах вторичной цепи образуется падение напряжения.

По конструктиву и применению ТТ условно подразделяются на несколько разновидностей:

    • Опорные монтируются на опорной плоскости.
    • Проходные используются в качестве ввода и устанавливаются в металлических конструкциях, в проемах стен или потолков.
    • Встраиваемые размещаются в полости оборудования: электрических выключателей, генераторов и других электроаппаратов и машин.
    • Разъемные не имеют своей первичной обмотки. Их магнитопроводы из двух половинок, стягиваемых болтами, можно размыкать и закреплять вокруг проводников под током. Эти проводники исполняют роль первичных обмоток.
    • Шинные изготавливаются тоже без первичных обмоток — их роль выполняют пропущенные сквозь окна магнитопроводов ТТ токоведущие шины распредустройств.
    • Накладные надеваются сверху на проходной изолятор.
    • Переносные предназначаются для лабораторных и контрольных измерений.

По выполнению первичной обмотки ТТ подразделяются на одновитковые и многовитковые, а по числу вторичных обмоток — на устройства с одной обмоткой и с несколькими вторичными обмотками (до четырёх, пяти). По числу ступеней трансформации — на одноступенчатые и каскадные.

К общей классификации трансформаторов обоих типов относятся: количество коэффициентов трансформации (однодиапазонные и многодиапазонные), критерии по материалу диэлектрика между первичной и вторичной обмотками и по материалу внешней изоляции — маслонаполненные, газонаполненные, сухие, с литой, фарфоровой и прессованной изоляцией, с вязкими заливочными компаундами, комбинированные бумажно-масляные. ТТ и ТН устанавливаются на открытом воздухе, в закрытых и в подземных установках, на морских и речных судах, внутри оболочек электроустановок и связываются контрольными проводами и кабелями с оборудованием вторичных цепей. По диапазону рабочего напряжения выделяют трансформаторы, функционирующие в устройствах до 1000 В и выше 1000 B. Трансформаторы также классифицируются по классу точности.

Видео про трансформаторы тока

Кратко о назначении трансформатора тока, составе и особенностях конструкции, о схеме и принципе работы. Почему нельзя допускать размыкание вторичных цепей трансформатора тока без предварительного их замыкания накоротко? Почему на напряжение выше 330 кВ изготавливаются ТТ каскадного типа? Об этом и об измерительном трансформаторе тока для подстанции 750 кВ вы узнаете из видео.

Источник

Зачем нужны трансформаторы? — Дизайн дачи и участка

Говоря о трансформаторе напряжения, мы имеем ввиду электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения определенной частоты: из высокого в пониженное, или из низкого в более высокое, в зависимости от назначения трансформатора, и в конечном счете от коэффициента трансформации данного экземпляра. При помощи этого устройства напряжения электрическая мощность с достаточно высоким КПД передается из первичной цепи во вторичную, к которой обычно и подключается нагрузка, то есть потребитель.

Назначение

Современные города неспособны поддерживать естественную жизнедеятельность без энергоснабжения. Потому организация электросетей и линий передач требует задействования большого числа разнопланового оборудования. В их числе наиболее знакомой большинству из нас является трансформаторная будка, от которой провода с электроэнергией распределяется по другим направлениям, включая потребителей.

Основная задача, которую выполняет трансформатор , заключается в преобразовании переменного тока, поступающего от линий энергопередач, в ту частоту, которая приемлема для подключённых потребителей. Также, на него ложится обязанность поддержания безопасного соединения и уровня мощности тока, не допуская серьёзных перепадов.

Конструкция трансформаторной будки включает в себя стальной корпус, защищающий от внешних повреждений, попадания внутрь влаги и грязи. Внутри него размещаются две обмотки с общим ферромагнитным сердечником.

Разновидности

В городах сегодня используется три типа трансформаторных систем, различие между которыми заключается в различных технологиях их производства:

  • Стержневые.
  • Броневые.
  • Торроидальные.

Сами конструкции перечисленных видов трансформаторов различаются схемой установки обмотки и её соединения с сердечником. Так, в стержневой разновидности системы обмотка сердечника возможно лишь в горизонтальном направлении, в то время, как броневые трансформаторы допускают и вертикальное без вреда для работоспособности или надёжности. При этом, все перечисленные конструкций имеют обязательную защиту от замыкания и перенапряжения, на обеспечение которой работают воздушные автоматические выключатели. В случае, если какая-то из названных внештатных ситуаций происходит, эти устройства производят отключение работы трансформаторов, предотвращая крупную аварию всей электросети в случае замыкания на трансформаторе.

Трансформатор тока 10 кВ

Измерительные трансформаторы тока 6-10 кВ используются в реклоузерах (ПСС), пунктах коммерческого учета (ПКУ), камерах КСО — везде, где требуется учет электроэнергии или контроль тока для защиты линии от перегрузки.

Одним из основных параметров трансформатора тока (ТТ) является коэффициент трансформации, который чаще всего имеет обозначение 10/5, 30/5, 150/5 или аналогичное. Попробуем разобраться, что это означает, и как правильно выбрать коэффициент трансформации трансформатора тока.

Важно! Трансформатор тока по природе является повышающим, поэтому его вторичная обмотка должна быть всегда замкнута накоротко через амперметр или просто перемычкой. Иначе он сгорит или ударит кого-нибудь током.

Зачем нужны трансформаторы тока

Электрики, знакомые с электрооборудованием ~220 В могут заметить, что квартирные счетчики электроэнергии подключаются непосредственно к линии без использования трансформаторов тока. Однако уже в трехфазных сетях трансформаторное подключение встречается чаще, чем прямое включение. В цепях же ПКУ и распределительных устройств 6-10 кВ все измерительные устройства подключаются через трансформаторы тока.

Трансформатор тока предназначен для уменьшения величины измеряемого тока и приведения его к стандартному диапазону. Как правило, ток преобразуется к стандартному значенияю 5 А (реже — 1 А или 10 А).

Еще одним назначением трансформаторов тока является создание гальванической развязки между измеряемой и измерительной цепями.

Виды трансформаторов тока

Данные электротехнические устройства классифицируются по нескольким характеристикам. В зависимости от назначения токовые трансформаторы могут быть:

  • защитными – снижающими параметры тока для предотвращения выхода из строя потребляющих устройств;
  • измерительными – через которые подключаются средства измерения, в том числе электросчётчики;
  • промежуточными – устанавливаемыми в системы релейной защиты;
  • лабораторными – используемыми для исследовательских целей, обладающими низкой погрешностью измерения, нередко – с несколькими коэффициентами трансформации.

Также читайте: Однофазный литой трансформатор тока — ТШЛ
Учитывая характер условий эксплуатации, различают трансформаторы:

В зависимости от исполнения первичных обмоток различают устройства:

  • одновиткового исполнения;
  • многовитковые;
  • шинные.

С учётом способа установки их подразделяют на следующие типы:

  • проходной;
  • опорный.

По числу ступеней изменения тока выделяют трансформаторы:

  • одноступенчатого,
  • двухступенчатого (каскадного) типа.

Устройства, в зависимости от величины напряжения, на которое они рассчитаны делят на предназначенные для работы в условиях более и менее 1000 В.

Для изготовления сердечника применяется специальная трансформаторная сталь. Изоляция выполняется сухой (бакелитовой, фарфоровой), обычной или бумажно-масляной.

Как выбрать трансформатор тока

Максимальный рабочий ток первичной обмотки трансформатора определяется мощностью силового трансформатора на понижающей подстанции.

Например, если мощность подстанции 250 кВА, то при номинальном напряжении линии 10 кВ ток не будет превышать 15 А. Значит коэффициент трансформации трансформаторов тока должен быть не менее 3 или, как это часто обозначают, 15/5. Использование трансформаторов тока меньшего номинала может привести к тому, что ток во вторичной обмотке будет значительно превышать заданное значение 5 А, что может привести к существенному снижению точности измерений или даже выходу из строй счетчика электроэнергии.

Таким образом, минимальное значение коэффициента трансформации ТТ ограничивается номинальным током линии.

А существуют ли ограничения на коэффициент трансформации с другой стороны? Можно ли использовать, например, вместо трансформаторов 15/5 трансформаторы 100/5? Да, такие ограничения существуют.

Если использовать трансформаторы тока с непропорционально большим номиналом, то результатом будет слишком малый ток во вторичной обмотке трансформатора, который счетчик электроэнергии не сможет измерять с необходимой точностью.

Чтобы не производить каждый раз громоздкие математические вычисления, был выработан ряд правил по выбору коэффициента трансформации ТТ. Эти правила зафиксированы в настольной книге каждого энергетика — в «Правилах устройсва электроустановок» (ПУЭ).

Правила устройства электроустановок допускают использование трансформаторов тока с коэффициентом трансформации выше номинального. Однако такие трансформаторы ПУЭ называют «трансформаторами с завышенным коэффициентом трансформации» и ограничивают их использование следующим образом.

1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.

Поскольку упомянутое в ПУЭ понятие минимальной рабочей нагрузки является не очень понятным, то используют и другое правило:

Завышенным по коэффициенту трансформации нужно считается трансформатор тока, у которого при 25% расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке менее 10% номинального тока счетчика.

Таким образом, максимально возможное значение коэффициента трансформации применяемых трансформаторов тока ограничивается чувствительностью счетчиков электроэнергии.

Пример выбора трансформатора тока 10 кВ

1 июля 2021 k-igor Теория теорией, а практика совсем другое. В этой статье я поделюсь своим опытом выбора трансформатора тока 10 кВ. Думаю, многие из вас узнают для себя что-то новенькое, т.к. в каталогах данной информации я не встречал, и приходилось общаться с производителями трансформаторов тока.
По трансформаторам тока у меня имеется несколько статьей:

Эта статья далась мне очень тяжело. Я ее несколько раз переписывал, находил ошибки перед самой публикацией, даже были мысли не публиковать на блоге. Но, все-таки решил написать про особенности ТТ с разными коэффициентами трансформации, поскольку найти что-нибудь по этой теме очень трудно.

В одном из последних проектов мне нужно было запроектировать трансформаторную подстанцию на 160 кВА и подвести к ней питающую линию 10 кВ. В ячейке КРУ на РП 10 кВ нужно было выбрать трансформаторы тока.

Изначально я думал, что коммерческий учет будет все-таки на стороне 0,4 кВ, но в энергосбыте сказали, что граница разграничения ответственности будет по линии 10 кВ. В связи с этим, трансформаторы тока следует выбирать как для коммерческого учета.

Основная сложность заключается в том, что при такой мощности силового трансформатора ток в линии очень маленький, всего около 10 А.

Если следовать требованиям ПУЭ, то для учета нужно ставить ТТ с обмоткой 20/5:

1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.

Сперва у меня был заложен трехобмоточный ТОЛ с обмотками 400/5, т.к. на другие ячейки поставлялись ТТ с такими обмотками. Как оказалось, обмотки ТТ могут иметь разные коэффициенты трансформации. В каталогах об этом не пишут.

Я запросил информацию у нескольких производителей и торгашей по поводу возможных коэффициентов трансформации у ТТ. Большинство ответило, что соотношение обмоток защитная/измерительная должно быть 2. Т.е. если защитная обмотка 400А, то измерительная – 200А.

Затем я узнал, кто будет поставлять ТТ в мое КРУ. Им оказался ООО «Невский трансформаторный . Связался с заводом, предоставил свои исходные данные и мне предложили несколько вариантов:

Один из вариантов: ТОЛ-НТЗ-11-11А-0,5SFs10/0,5Fs10/10Р10-10/10/15-75/5-300/5-300/5 31,5кА УХЛ2.

Пример условного обозначения опорного трансформатора тока

Соотношение обмоток – 300/75=4.

Данный трансформатор не совсем удовлетворяет моим требованиям. Тем не менее, мне его согласовали.

Иногда надо уметь признавать свои ошибки. В программу по расчету ТТ высокого напряжения я ввел неправильные исходные данные: вместо кратности токов термической и электродинамеческой стойкости я записал токи. В итоге мой расчет завысил характеристики ТТ.

Сейчас в программу расчета ТТ высокого напряжения внесены изменения.

Здесь еще следует понимать, что у всех обмоток трансформатора тока будет одинаковая термическая и электродинамическая стойкость и чем меньше номинальный ток обмотки, тем меньше данные показатели.

Из руководства по эксплуатации трансформатора тока ТОЛ НТЗ:

Номинальный первичный ток, АОдносекундный ток термической стойкости, кАТок электродинамической стойкости, кА
50,5. 11,25. 2,5
101. 22,5. 5
151,6. 3,24. 8
202. 85. 20
303. 127,5. 30
404. 1610. 40
505. 2012,5. 50
75,808. 31,518,8. 78,8
10010. 4025. 100
15016. 4037,5. 100
20020. 4050. 100
30031,5. 4078,8. 100
400-150040100

Выбранный ТТ я проверял на термическую и электродинамическую стойкость при помощи своей программы, однако, достаточно было бы взять ТТ и с более низкими значениями термической и электродинамической стойкости:

Теоретически с такими характеристиками может быть выполнена обмотка 20/5. Буду очень признателен, если вдруг увидите ошибки в данном расчете.

Кстати, в ПУЭ имеется еще очень интересная особенность: измерительную обмотку ТТ по режиму КЗ можно не проверять?

1.4.3. По режиму КЗ при напряжении выше 1 кВ не проверяются:

5 Трансформаторы тока в цепях до 20 кВ, питающих трансформаторы или реактированные линии, в случаях, когда выбор трансформаторов тока по условиям КЗ требует такого завышения коэффициентов трансформации, при котором не может быть обеспечен необходимый класс точности присоединенных измерительных приборов (например, расчетных счетчиков), при этом на стороне вьющего напряжения в цепях силовых трансформаторов рекомендуется избегать применения трансформаторов тока, не стойких к току КЗ, а приборы учета рекомендуется присоединять к трансформаторам тока на стороне низшего напряжения.

Что будет с измерительной обмоткой, если в цепи возникнет ток КЗ, а она не проходит проверку по режиму КЗ? По всей видимости трансформатор тока не успеет «сгореть». Наверное это актуально только для однообмоточных трансформаторов, т.к. у многообмоточных трансформаторов характеристики всех обмоток одинаковые.

В моей старой программе по проверке ТТ высокого напряжения был заложен трехсекундный ток термической стойкости, но в каталогах в основном пишут односекундный ток термической стойкости.

Чтобы перевести односекундный ток в трехсекундный нужно воспользоваться формулой:

I3с=I1с/1,732

Если вам нужен трансформатор тока с разными коэффициентами трансформации, то советую всегда консультироваться с производителями ТТ, т.к. только они знают, какие возможны варианты изготовления.

Кстати, при помощи этой программы очень быстро можно проверить различные варианты трансформаторов тока.

В ближайшее время будет рассылка обновленной версии программы и запишу видео с подробным описанием всех переменных. Жду ваших комментариев, возможно найдете ошибки.

А что вы знаете про ТТ с разными кф трансформации, какое их назначение?

Источник



Зачем ИБП нужен изолирующий трансформатор?

Большинство мощных установок требуют изолирующего трансформатора. Каждое руководство по преобразователю частоты, которое я когда-либо видел, требует того же самого. Так что это не специфическое требование UPS.

В целом, изолирующий трансформатор ограничивает ваш доступный ток короткого замыкания и препятствует распространению электрических помех, создаваемых вашей нагрузкой, по всему объекту. Ограничение тока повреждения особенно важно, потому что предохранители и прерыватели рассчитаны только на некоторый максимальный ток, который они могут отключить. А это, в свою очередь, указывается в файле UL продукта. (Я предполагаю, что этот ИБП указан в списке UL.) Поэтому не обязательно, что ИБП не будет работать без трансформатора. Более того, если что-то пойдет не так, они не смогут гарантировать, что оно не загорится.

Я нашел этот ресурс, который объясняет больше о преобразователях изоляции привода, который довольно согласуется с вышеупомянутым: http://www.eecoonline.com/drive-isolation-transformer/

Если выбранный трансформатор имеет вторичную сконфигурированную Wye, тогда вторичное заземление может быть получено с установкой изолирующего трансформатора. Эта земля изолирована от первичного входа и обеспечивает несколько различных преимуществ:

  • Заземление предотвращает передачу синфазного шума и переходных процессов как от первичного источника к приводу двигателя, так и от привода к системе питания. Это может уменьшить «подшипниковые токи», которые часто вызывают флютинг.

  • Представление заземленного изолирующего трансформатора привода локализует высокочастотные индуцированные токи заземления и предотвращает их распространение перед трансформатором, сводя к минимуму «шум» и связанные с этим проблемы, часто связанные с приводами.

Рассмотрим изолирующий трансформатор, когда первостепенное значение имеют качество электроэнергии и токи повреждения.

Другим дополнительным преимуществом изолирующих трансформаторов является электростатическое экранирование. Это обеспечивает защиту между первичной и вторичной обмотками, которая может обеспечить в диапазоне 40-60 дБ подавления синфазного шума.

То, о чем вы говорите, может быть не VFD, но многие из тех же проблем относятся к ИБП или любому другому импульсному источнику питания.

Трансформатор: назначение, принципы работы и правила подключения

Эксперименты с индукторами

После своего открытия Фарадей не стал детально исследовать открытое явление, полагая, что его работу продолжат другие. Однако в действительности оказалось, что в течение нескольких последующих десятилетий устройства, подобные трансформаторам, не нашли широкого практического применения.

Особый интерес представляли первые эксперименты с «индукторами», состоящими из провода, намотанного на железный сердечник, в частности, изучение способности этих устройств порождать искры, когда ток в обмотке прерывался.

Среди известных ученых, занимавшихся этим явлением, был американец Джозеф Генри, первый секретарь и директор Смитсоновского института (Smithsonian Institution).

В этих экспериментах выяснилось, что токи, циркулирующие в сплошных металлических сердечниках, рассеивали энергию. Чтобы свести к минимуму эти так называемые вихревые токи, сердечники стали делать непроводящими в направлении, перпендикулярном магнитным силовым линиям трансформатора. Теперь сердечники представляли собой «связку» изолированных железных проводов.

Трансформатор что это такое

Само название данного технического приспособления пошло от латинского термина transformare, что означает – преобразовывать, изменять, превращать. Трансформатором называется устройство статического электромагнитного типа, которое выполняет задачу преобразования напряжения переменного типа, а также служит для осуществления гальванической развязки в электрических схемах.

В последнем случае имеется ввиду такой тип передачи электрической энергии или информационного сигнала, при котором между контактирующими деталями нет непосредственного электрического контакта.

Трансформатор может быть однофазным или же трехфазным, хотя по особенностям конструкции они и не слишком сильно отличаются.

Данное устройство было изобретено, основываясь на работах великого ученого Фарадея (по другим версиям – он его и изобрел), который открыл явление электромагнитной индукции. В 1831 году М. Фарадей и другой ученый Д. Генри разработали первое схематическое изображение рассматриваемого прибора.

Позже, в 1876 году, русский изобретатель П. Н. Яблочков запатентовал первый трансформатор переменного тока.

Расположение магнитной цепи

Стержневые трехфазные трансформаторы подразделяются на трансформаторы с симметричной магнитной цепью и трансформаторы с несимметричной магнитной цепью. Расположение стержней в одной плоскости приводит к тому, что магнитное сопротивление для потока средней фазы меньше, нежели для потоков крайних фаз.

Действительно магнитные потоки крайних фаз проходят по несколько более длинным путям, чем поток средней фазы. Кроме того, поток крайних фаз, выйдя из своих стержней, проходит в одной половине ярма полностью, и только в другой половине (после ответвления в средний стержень) проходит его половина. Поток же средней фазы по выходе из вертикального стержня тотчас же разветвляется на две половины, и потому в обеих частях ярма проходит лишь половина потока средней фазы.

Таким образом потоки крайних фаз насыщают ярмо в большей степени, чем поток средней фазы, а потому магнитное сопротивление для потоков крайних фаз больше, чем для потока средней фазы.

Следствием неравенства магнитных сопротивлений для потоков разных фаз трехфазного трансформатора является неравенство токов холостой работы в отдельных фазах при одном и том же фазном напряжении. Однако при небольшой насыщенности железа ярма и хорошей сборке железа стержней это неравенство токов незначительно.

Так как конструкция трансформаторов с несимметричной магнитной цепью значительно проще, чем трансформатора с симметричной магнитной цепью, то первые трансформаторы и нашли себе преимущественное применение. Трансформаторы с симметричною магнитною цепью встречаются редко.

Будет интересно Что нужно знать о трансформаторах тока

Основные виды устройства

Основную группу трехфазных трансформаторов составляют броневые трансформаторы. Броневой трехфазный трансформатор можно рассматривать как бы состоящим из трех однофазных броневых трансформаторов, приставленных один к другому своими ярмами. Он может быть разбит на три однофазных броневых трансформатора, магнитные потоки которых могут замыкаться каждый по своей магнитной цепи.

У стержневых трансформаторов обмотки почти целиком открыты и потому более доступны для осмотра и ремонта, а также и для охлаждающей среды. Есть ряд преимуществ и недостатков, по которым выбирают тип трансформатора.


Плюсы и минусы броневых трансформаторов перед стержневыми трансформаторами.

Устройства коммутируются по различным схемам соединения обмоток. Групповые трехфазные трансформаторы применяются при наличии очень больших мощностей, от 630кВА на каждую фазу.

Использование при таких условиях группового трансформатора целесообразно потому, что габариты и масса изделия существенно меньше аналогичного агрегата, работающего на общую мощность группы.

Тем более что при использовании одиночного трансформатора для обладания резервной мощностью приходится устанавливать еще один подобный прибор, а в групповом трансформаторе в качестве резервного можно задействовать один из трех однофазных.

Этим и обуславливается выбор групповых трансформаторов для озвученных целей, несмотря на то что они по сравнению с одиночными аналогами имеют меньший КПД, большие габариты и несколько дороже.

Какие существуют основные типы обмоток трансформатора: определим общепринятую классификацию

Чтобы правильно выполнить расчет обмоток трансформатора, прежде нужно понимать, с чем придется иметь дело и какой тип обмотки внедрен в агрегат, какие он имеет преимущества. Постараемся в этом детально разобраться.

Итак, какие существуют типы обмоток трансформаторов?

  • Одно-двухслойная обмотка цилиндрической формы, изготовленная из прямоугольного провода. Это элементарный образец обмотки трансформатора, который отличается простотой технологии изготовления, должной и надежной системой охлаждения, но при этом имеет один немаловажный недостаток – низкую механическую прочность, поэтому быстро изнашивается от агрессивного воздействия окружающей среды, а перепады в сети могут вообще стать губительными для энергосистемы, в которой применен агрегат с подобной обмоткой.
  • Многослойная обмотка трансформатора цилиндрической формы, созданная из прямоугольного провода. Данный образец обмотки отличается нормальным сопротивлением первичной обмотки трансформатора, высоким функционалом магнитной системы и элементарной технологией изготовления. Но вот при длительной эксплуатации агрегата могут возникать проблемы, связанные с малой эффективностью системы охлаждения. Основная причина такого недостатка теплоотдачи – отсутствие радиальных каналов на обмотке.

Интересно знать! В классификации обмоток также упоминаются многослойные обмотки. А в чем их особенность! Все просто. В процессе их формирования обязательно слои располагаются концентрически, в соответствии с заданным количеством слоев, но при этом развернутая длина остается одинаковой, без нарушения заводских параметров. Все «наматывается» правильно по отношению к полю рассеяния трансформатора. А когда необходимо переходит при обмотке на новый слой, то используемые провода не обрываются, не заламываются, только на новом витке меняется направление укладки слоя.

Многослойная обмотка или катушка, также имеющая форму цилиндра, но уже изготовленная из круглого провода. В этой ситуации агрегат отличается повышенной мощностью, но при этом проигрывает в функционале теплоотдачи и не может похвастаться механической прочностью. Из-за этого износ оборудования значительно ускоряется, требуя от обслуживающего персонала частых контролей оборудования и профилактических осмотров комплектующих.

Интересно знать!Почему некоторые обмотки называют цилиндрическими, то есть имеющими форму цилиндра. Секрет кроется в особенностях витков и слоев. Когда начинают формировать цилиндрическую обмотку, то для ее правильного создания на цилиндрическую поверхность наносят слои витков плотно, ни в коем случае не допуская интервалов.

  • Винтовая обмотка, созданная из прямоугольного провода. Трансформатор с такой катушкой будет стоить дороже, но отличаться высокой механической прочностью, надежной защитной изоляцией. А во время длительной работы агрегата даже не стоит думать о его системе охлаждения. Все сработает на 100%, как это заложено в технические характеристики трансформатора с данным видом обмоток.
  • катушечная обмотка непрерывного типа, когда материалом служит прямоугольный провод. Существует и такой образец обмоток, которые отличаются высокой механической и электрической прочностью и степенью нагревостойкостью. Многие посчитают данный образец идеальной находкой, которую так и хочется ввести в эксплуатацию для эффективной работы предприятия.
  • многослойная катушечная цилиндрическая обмотка, сформированная из алюминиевой фольги. Имеет данный образец только положительные отзывы, но такая эффективность достигнута максимальными усилиями и внедрением сложных технологий изготовления, когда изоляция обмоток трансформатора внушает доверие и веру в длительную и эффективную эксплуатацию. А что еще нужно для успешного предприятия, где создается современная энергосистема или, по крайней мере, модернизируется.

Таким образом, можно сделать вывод, что классификация типов обмоток зависит от конструктивных особенностей детали трансформатора, материла и метода изготовления, а по сложности обмотки различают на простые, многослойные, многослойные, но уже изготовленные из фольги, а не провода.

Трёхфазный трансформатор

Среди электромагнитных устройств данного типа выделяется трёхфазный трансформатор. Он имеет магнитную и гальваническую связи фаз. Наличие схемы первого типа обусловлено соединением магнитопроводов в одну систему. При этом потоки магнитного воздействия расположены относительно друг друга под углом 120 °. Стержень в данной системе не нужен, так как при объединении центров трёх фаз сумма электромагнитных русел равняется нулю вне зависимости от времени. Благодаря этому схема с шестью стержнями преобразуется в трёхстержневую.

В соединении обмоток устройства можно использовать схемы трёх типов:

  • Соединение в виде звезды может осуществляться с выводом от общих точек или же без него. Здесь каждую обмотку соединяют с нейтральной точкой.
  • По треугольной схеме фазы соединяются последовательно.
  • Зигзаг-это схема, которая чаще всего применяется во время отвода от общей точки. В ней соединяются три обмотки, расположенные на разных стержнях магнитопроводов.

Применение трёхфазного трансформатора является более экономичным, чем использование соединённых однофазных конструкций.

Нагрузка трансформаторов напряжения

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения—это мощность внешней вторичной цепи. Под номинальной вторичной нагрузкой понимают наибольшую нагрузку, при которой погрешность не выходит за допустимые пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности.

Конструкции трансформаторов напряжения

В установках напряжением до 18 кВ применяются трехфазные и однофазные трансформаторы, при более высоких напряжениях — только однофазные.

При напряжениях до 20 кВ имеется большое число типов трансформаторов напряжения: сухие (НОС), масляные (НОМ, ЗНОМ, НТМИ, НТМК), с литой изоляцией (ЗНОЛ). Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ от однофазных трехобмоточных трансформаторов ЗНОМ. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, -20 -24 и ЗНОЛ-06 устанавливаются в комплектных токопроводах мощных генераторов. В установках напряжением 110 кВ и выше применяют трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ и емкостные делители напряжения НДЕ.

Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для уменьшения первичных напряжений до значений, наиболее удобных для подключения измерительных приборов, реле защиты, устройств автоматики. Применение измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность работающих, так как цепи высшего и низшего напряжения разделены, а также позволяет унифицировать конструкцию приборов и реле.

Видео: Трансформаторы напряжения

Технические характеристики трансформаторов напряжения, схемы включения. Факторы, влияющие на класс точности. Виды трансформаторов напряжения, расшифровка маркировки.

Трансформатор напряжения принцип работы

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чего он обеспечивает безопасность их обслуживания на подстанции.

В то же время, если силовые трансформаторы предназначены для передачи транспортируемой мощности с минимальными потерями, то измерительные трансформаторы напряжения конструируются с целью высокоточного повторения в масштабе векторов первичного напряжения.

измерительный трансформатор напряжения

Принципы работы трансформатора напряжения

Конструкцию трансформатора напряжения, как и трансформатора тока, можно представить магнитопроводом с намотанными вокруг него двумя обмотками:

  • первичной;
  • вторичной.

Специальные сорта стали для магнитопровода, а также металл их обмоток и слой изоляции подбираются для максимально точного преобразования напряжения с наименьшими потерями. Число витков первичной и вторичной катушек рассчитывается таким образом, чтобы номинальное значение высоковольтного линейного напряжения сети, подаваемое на первичную обмотку, всегда воспроизводилось вторичной величиной 100 вольт с тем же направлением вектора для систем, собранных с заземленной нейтралью.

Если же первичная схема передачи энергии создана с изолированной нейтралью, то на выходе измерительной обмотки будет присутствовать 100/√3 вольт.

Для создания разных способов моделирования первичных напряжений на магнитопроводе может располагаться не одна, а несколько вторичных обмоток.

Устройство однофазного трансформатора напряжения


устройство однофазного трансформатора напряжения

Устройство однофазного трансформатора напряжения:

  • а — общий вид трансформатора напряжения;
  • б — выемная часть;
  • 1,5 — проходные изоляторы;
  • 2 — болт для заземления;
  • 3 — сливная пробка;
  • 4 — бак;
  • 6 — обмотка;
  • 7 — сердечник;
  • 8 — винтовая пробка;
  • 9 — контакт высоковольтного ввода

Однофазные трансформаторы напряжения получили наибольшее распространение. Они выпускаются на рабочие напряжения от 380 В до 500 кВ.

Конструктивные размеры и масса ТН определяются не мощностью, как у силовых трансформаторов, а в основном объемом изоляции первичной обмотки и размерами её выводов высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения с номинальным напряжением от 380 В до 6 кВ имеют исполнение с сухой изоляцией (обмотки выполняются проводом марки ПЭЛ и пропитываются асфальтовым лаком).

Свердловский завод трансформаторов тока выпускает трансформаторы напряжения на 6, 10, 35 кВ с литой изоляцией.

У трансформаторов напряжением 10 — 500 кВ изоляция масляная (магнитопровод погружен в трансформаторное масло).

Пример назначение и область применение трансформаторов напряжения ЗНОЛ-НТЗ

Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции.

Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий. Рабочее положение трансформаторов в пространстве — вертикальное, высоковольтными выводами вверх.

схема включения обмоток трансформатора напряжения ЗНОЛ-НТЗ

См.  трансформаторы ЗНОЛ, схемы характеристики в таблице

Устройство трансформатора.

2.1. Магнитопровод. Магнитные материалы.

Назначение магнитопровода

заключается в создании для магнитного потока замкнутого пути, обладающего минимальным магнитным сопротивлением. Поэтому магнитопроводы для трансформаторов изготавливают из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных полях. Материалы должны иметь малые потери на вихревые токи, чтобы не перегревать магнитопровод при достаточно больших значениях магнитной индукции, быть достаточно дешевыми и не требовать сложной механической и термической обработки.

Магнитные материалы

, используемые для изготовления магнитопроводов, выпускаются в виде отдельных листов, либо в виде длинных лент определенной толщины и ширины и называютсяэлектротехническими сталями . Листовые стали (ГОСТ 802-58) изготавливаются методом горячей и холодной прокатки, ленточные текстурованные стали (ГОСТ 9925-61) только методом холодной прокатки.

Также применяют железноникелевые сплавы с высокой магнитной проницаемостью, например, пермаллой, перминдюр и др. (ГОСТ 10160-62), и низкочастотные магнитомягкие ферриты.

Для изготовления разнообразных относительно недорогих трансформаторов широко применяются электротехнические стали

, имеющие небольшую стоимость и позволяющие трансформатору работать как при постоянном подмагничивании магнитопровода, так и без него. Наибольшее применение нашли холоднокатаные стали, имеющие лучшие характеристики по сравнению со сталями горячей прокатки.

Сплавы с высокой магнитной проницаемостью

применяют для изготовления импульсных трансформаторов и трансформаторов, предназначенных для работы при повышенных и высоких частотах 50 – 100 кГц.

Недостатком таких сплавов является их высокая стоимость. Так, например, стоимость пермаллоя в 10 – 20 раз выше стоимости электротехнической стали, а пермендюра – в 150 раз. Однако в ряде случаев их применение позволяет существенно снизить массу, объем и даже общую стоимость трансформатора.

Другим их недостатком является сильное влияние на магнитную проницаемость постоянного подмагничивания, переменных магнитных полей, а также низкая стойкость к механическим воздействиям – удар, давление и т.п.

Из магнитомягких низкочастотных ферритов

с высокой начальной проницаемостью изготавливаютпрессованные магнитопроводы , которые применяют для изготовления импульсных трансформаторов и трансформаторов, работающих на высоких частотах от 50 – 100 кГц. Достоинством ферритов является невысокая стоимость, а недостатком является низкая индукция насыщения (0,4 – 0,5 Т) и сильная температурная и амплитудная нестабильность магнитной проницаемости. Поэтому их применяют лишь при слабых полях.

Выбор магнитных материалов производится исходя из электромагнитных характеристик с учетом условий работы и назначения трансформатора.

Контроль работы устройства

Во время сервисных работ строго запрещается заглядывать внутрь бака, сливать полностью масла и проводить какие-либо манипуляции с содержимым корпуса трансформатора. Работоспособность изделия проверяется путем химической оценки пробы масла и холостого подключения аппарата. В результате удается узнать, насколько трансформатор работоспособен в данный момент времени.

Даже к месту монтажа привозят уже готовую конструкцию, которую остается только подключить к сети. Заливка маслом производится на заводе, не говоря уже о более сложных процедурах. Для доставки оборудования используется специализированная техника.

Изобретение Голара и Гиббса

Новым шагом в использовании трансформаторов с разомкнутым сердечником для распределения электроэнергии явилась «система распределения электричества для производства света и двигательной силы», запатентованная во Франции в 1882 году Голаром и Гиббсом. Запатентованное ими устройство они назвали – «вторичный генератор».

Видео 2. Вторичный генератор Голарда и Гиббса

Французский изобретатель Люсьен Голар и английский промышленник Джон Гиббс воспользовались трансформаторами для подсоединения ламп накаливания к осветительной системе на дуговых лампах. Поскольку дуговые лампы соединялись последовательно, первичные обмотки трансформаторов находились в последовательном соединении с дуговыми лампами.

То есть трансформаторы Голара и Гиббса предназначались уже для преобразования напряжения, и имели коэффициент трансформации отличный от единицы. Трансформаторы с разомкнутым сердечником в 1883 году устанавливаются на подстанциях Лондонского метрополитена, а 1884 году – в Турине (Италия).

Вторичный генератор не нашел широкого применения, однако он стимулировал создание других устройств.

Среди тех, кто заинтересовался работой Голара и Гиббса, были три венгерских инженера Микша Дери, Отто Титус Блажи и Карой Циперновский, из будапештской фирмы Ganz and Company. Они присутствовали при демонстрации действия вторичного генератора в Италии и пришли к выводу, что последовательное соединение имеет серьезные недостатки.

По возвращении в Будапешт Дери, Блажи и Циперновский сконструировали и изготовили несколько трансформаторов для систем параллельного соединения с генератором.

Их трансформаторы (с замкнутыми железными сердечниками, которые значительно лучше подходили для параллельного соединения, чем «связки» железных проводов с открытыми концами) были двух типов. В первом типе провод наматывался на тороидальный сердечник, во втором, наоборот, железные провода сердечника наматывались вокруг тороидальной «связки» проводников.

В мае 1885 г. Дери, Блажи и Циперновский продемонстрировали на национальной выставке в Будапеште свою систему, которую принято считать прототипом современных осветительных систем. Она состояла из 75 параллельно соединенных трансформаторов, подводивших питание к 1067 лампам накаливания Эдисона от генератора переменного тока с напряжением 1350 В. Трансформаторы имели тороидальные железные сердечники.

Нужно отметить, что впервые предложения о параллельном включении трансформаторов высказал Р. Кеннеди в 1883 году, но более всесторонне этот способ соединения был все же изучен Микшей Дери, который в 1885году получил патент на параллельное включение первичных и вторичных обмоток трансформаторов и показал преимущество такого включения.

Независимо от него аналогичный патент в Англии получил Себастиан Циани Ферранти.

Система Голара и Гиббса произвела также впечатление на американца по имени Джордж Вестингауз. В 80-х годах Вестингауз был уже признанным изобретателем и промышленником. В то время он работал над системой распределения природного газа для освещения. После успехов, достигнутых Эдисоном, Вестингауз заинтересовался новым источником энергии, но сомневался в возможности ее широкого применения.

Его скептицизм был в достаточной степени оправданным. В параллельных системах увеличение нагрузки требовало увеличения силы тока, а нагрузка в масштабах целого города потребовала бы колоссальных токов. Однако передача электроэнергии при больших токах неэффективна. Нужно было либо передавать ток по очень толстым медным проводам, либо строить электростанции в непосредственной близости от потребителя, разбросав множество мелких генераторов по всей территории города.

Трансформаторы тока нулевой последовательности от производителя

Трансформатор тока нулевой последовательности является частью оборудования защитного отключения в системах 6 кВ, 10 кВ и 110 кВ, где используется заземление нейтралей. Он способен предотвратить короткое замыкание и, как следствие, повреждение техники и/или человеческие жертвы. 

Принцип действия трансформатора тока нулевой последовательности

В момент однофазного замыкания возникают токи, векторы которых устремляются в нулевую точку (отсутствует угол сдвига между фазами тока). Они представляют опасность как для оборудования, так и для людей, что с ним работают. Чтобы предотвратить аварийные ситуации, на подстанциях устанавливаются трансформаторы подобного типа.

Принцип действия трансформатора тока нулевой последовательности заключается в своевременном обнаружении превышения значения нормальной суммы трех фаз тока (которая в нормальном режиме должна равняться нулю) и следующее за ним отключение сети. Работает это следующим образом: подключенный ко вторичной обмотке трансформаторного оборудования амперметр фиксирует появление токов нулевой последовательности, после чего коммутационная установка отключит сеть, благодаря чему предотвращается замыкание. 

Оборудование имеет различные модификации. Модели отличаются различными параметрами, в частности, имеет различную степень устойчивости к климатическим условиям, размер и тип кабеля подключения, чувствительность защиты, тип и шкалу реле и др. В зависимости от параметров изменяется цена оборудования. 

Область применения:

  • в районных подстанциях — позволяют защитить силовое оборудование;
  • в комплектных, переключающих, трансформаторных подстанциях;
  • в сетях промышленных предприятий, где используется трехфазная силовая техника. 

Как купить трансформаторы нулевой последовательности

На нашем сайте вы можете заказать качественный трансформатор нулевой последовательности с доставкой в ваш город.  В продаже имеются самые популярные модели, с характеристиками которых можно ознакомится на странице каждого товара. Все представленные на сайте модели имеют гарантию качества от производителя. По всем вопросам, включая заказ техники и оформление доставки, обращайтесь к нашим менеджерам по номерам телефонов, которые указаны в разделе Контакты.

Без трансформаторов, нет электричества

Эльза Канту

Включите свет на кухне, включите кофеварку и одну из конфорок на плите; ничего с этим, вы делаете это без мысли. Вы не думаете об электричестве, которое зажигает лампочку, обогащает кофе и нагревает горелку. Вы включаете телевизор, чтобы узнать первые новости. Вы принимаете горячий душ. Опять же, вы не думаете об электричестве или о том, что обеспечивает правильное напряжение, протекающее от настенной розетки к вашему телевизору или водонагревателю.

Как же все это работает?

Электростанции производят огромное количество электроэнергии, используемой для питания вашего дома, вашего бизнеса, вашего города. Обычно это все, на что смотрит большинство людей, пытаясь ответить, как все это работает. Но чтобы быть полезными, эти огромные объемы электроэнергии должны сначала транспортироваться, как правило, на большие расстояния до ваших городов, домов или предприятий, где вы включаете свет или включаете кофеварку.

Но если бы электрическая энергия на электростанции просто передавалась напрямую через эти большие воздушные кабели, которые пересекают ландшафт, то по мере того, как энергия перемещалась бы на расстояние, она расходовалась бы на усилия, подобно воздуху в воздушном шаре, который пускают в ход. свободный.

Мы вернулись к вопросу о том, как это работает.

Разрешение можно узнать в преобразователе.

Трансформаторы на генерирующих электростанциях используются для повышения напряжения до уровня, необходимого для передачи электроэнергии на большие расстояния. Их снова можно найти на подстанциях по пути, где истощенная мощность получает еще один импульс для следующего этапа пути. Когда электрическая энергия, наконец, достигает места назначения, трансформаторы снова используются, но теперь для понижения напряжения снова и снова, пока оно не станет пригодным для использования в вашем доме или на работе.Таким образом, трансформаторы являются жизненно важным связующим звеном между источником электроэнергии и приложением.

Но что происходит, когда трансформаторы где-то на этой линии начинают выходить из строя? В сегодняшних стареющих электросетях есть тысячи стареющих трансформаторов, и они представляют собой потенциальную потерю доходов и высокие затраты на ремонт для коммунальных служб.

В свете вышесказанного становится очевидным, что улучшение мониторинга и тестирования жизненно необходимо.

Испытания трансформаторов

Учитывая важность трансформаторов для передачи электроэнергии высокого напряжения, очевидно, что трансформаторы должны работать на пиковой или близкой к пиковой мощности днем ​​и ночью.

Можно выполнить несколько тестов, чтобы убедиться, что трансформаторы находятся в состоянии, близком к пиковому. Megger предлагает множество различных типов испытаний трансформаторов и инструментов для поддержания работы этих трансформаторов и обеспечения функционирования предприятий.

Типы испытаний трансформаторов и инструменты:

  • пост. испытание сопротивления изоляции для оценки состояния жизненно важных и уязвимых компонентов. Для неразрушающего контроля могут использоваться напряжения от 5 кВ и 10 кВ. Диагностические тестеры с высокой производительностью и, при необходимости, с высоким подавлением шума, такие как S1-554, идеально подходят.
  • Для проверки целостности обмоток, а также работы устройства РПН используется испытательный комплект TTR. Megger поставляет тестовые наборы TTR в различных формах, самые популярные серии тестируют сразу все 3 фазы. Уникальные процедуры тестирования и возможности хранения серии TTR300 ускоряют настройку и тестирование, позволяя точно измерять коэффициент трансформации, фазовое отклонение и ток возбуждения.
  • Сопротивление обмотки — еще один ключевой показатель состояния обмоток трансформатора и соответствующего устройства РПН.MTO210 может одновременно измерять первичную и вторичную обмотки, обеспечивая полностью автоматическое измерение сопротивления обмотки.

Путем применения балансировочного тока для ослабления циркулирующего тока, индуцируемого при подаче испытательного тока на первичную обмотку, достигается десятикратное улучшение времени считывания. После завершения устройство автоматически размагничивает трансформатор.

  • Проверка соединения также важна, проверка непрерывности соединений с трансформатором имеет жизненно важное значение, независимо от того, проверяется ли сопротивление соединения заземляющей перемычки или жизнеспособность соединений с сетью.DLRO10 — легкий и прочный микроомметр.
  • Анализ частотной характеристики развертки (FRA) — это мощный инструмент для оценки состояния трансформатора. При условии, что первоначальное сканирование отпечатков пальцев было выполнено при удовлетворительном функционировании трансформатора, этого достаточно, чтобы дать хороший отзыв.

Эту кривую необходимо сохранить вместе с условиями подключения трансформатора для сравнения в будущем.

После инцидента выполнение нового сканирования является самым быстрым и простым методом проверки состояния всего трансформатора.

  • Системы заземления трансформаторов также требуют внимания. Для проектирования системы исследование обычно выполняется с использованием измерителя заземления с высоким разрешением, такого как DET2/2, который благодаря превосходному подавлению шума позволяет измерять низкие значения заземления, необходимые для таких установок.

FRAX101 — небольшой и прочный прибор FRA

  • Гарантированная воспроизводимость благодаря надежному кабелю и высокопроизводительному оборудованию
  • Самый высокий в отрасли динамический диапазон и точность
  • Соответствует всем международным стандартам беспроводной связи для 36 измерений 900 эксплуатируется
  • Расширенный анализ и поддержка принятия решений, встроенные в программное обеспечение

DET2/2 также можно с успехом использовать для оценки состояния системы заземления.

DET4TC можно использовать с зажимом для проверки частей системы заземления без отсоединения.

  • Испытание на тангенс или коэффициент мощности является полезным инструментом для контроля износа или загрязнения ввода, который подвергается значительным электрическим и механическим нагрузкам в течение срока службы трансформатора. Емкость и тангенс ō записываются по мере увеличения напряжения. Поскольку эти параметры отслеживаются во времени, Delta3000 со встроенным блоком питания Power DB является идеальным инструментом.
  • Спектроскопия в частотной области (FDS), также известная как диэлектрическая частотная характеристика, представляет собой метод изучения внутренней части трансформатора путем измерения емкости и тангенса угла между обмотками трансформатора на различных частотах. IDAX300 применяет этот метод к полевым испытаниям, выявляя проблемы, связанные с содержанием влаги в изоляции трансформатора, в частности, в материале на основе целлюлозы, который значительно ускоряет старение трансформаторов.
  • Влажность масла можно определить с помощью метода кулонометрического титрования Карла-Фишера.Приборы серии KF автоматизировали этот процесс, чтобы обеспечить простое считывание.
  • Мониторинг изоляционных свойств масла в трансформаторе — один из самых простых тестов, который часто используется при техническом обслуживании трансформаторов. Такие тестеры, как наборы для тестирования масла серии OTS, могут определить ухудшение изоляционных свойств из-за окисления, воздействия кислот, газообразного шлама и водопоглощения.

Эти тесты и эти инструменты предназначены для предупреждения коммунальных служб о потенциальных проблемах или сбоях.Периодическое тестирование может не только предотвратить проблемы, но и продлить срок службы этих трансформаторов и позволить коммунальным предприятиям запланировать возможную замену. Трансформаторы — это жизнь наших массивных электрических сетей, и регулярное техническое обслуживание и испытания продлевают срок службы этих трансформаторов.


Об авторе:
Эльза Канту является менеджером по маркетингу Megger в Соединенных Штатах и ​​базируется в Далласе, штат Техас.


Экономьте на страховке — проверьте свои трансформаторы

Предприятиям, у которых на объекте произошел сбой силового трансформатора, могут быть выставлены счета на сотни тысяч долларов.Будем надеяться, что это досадное событие будет покрыто страховкой.

Тем не менее, большинству страховых компаний потребуется подтверждение режима технического обслуживания, чтобы показать, что этому дорогостоящему активу уделялось внимание и забота на протяжении всего срока его службы, чтобы свести к минимуму риск отказа. Если отчеты об испытаниях и техническом обслуживании недоступны, существует риск того, что страховая компания попытается минимизировать свою ответственность.

Новый силовой трансформатор того типа, который используется на местных подстанциях, может стоить от нескольких тысяч долларов до более 1 миллиона долларов, и время доставки нередко составляет много месяцев.Добавьте время простоя из-за отказа и стоимость альтернативных временных поставок, а общие убытки, понесенные предприятием в результате отказа трансформатора, могут быть огромными.

В результате неудивительно, что страховщики заботятся о том, чтобы все аспекты их полиса были выполнены, прежде чем они выплатят такие крупные претензии. А политика, напечатанная мелким шрифтом, неизменно возлагает на владельца трансформатора ответственность за принятие всех возможных мер по поддержанию его в хорошем состоянии, что по существу означает регулярное тестирование и техническое обслуживание.

Многие владельцы бизнеса предполагают, что силовые трансформаторы на их объектах находятся в ведении коммунальной компании, которая снабжает их электроэнергией. Хотя обычно это так, во многих случаях за трансформатор отвечает компания, которая владеет или арендует участок.

«Мы настоятельно рекомендуем любой компании, у которой есть силовой трансформатор, проверить, несут ли они за него ответственность», — говорит консультант по предотвращению потерь. «Если да, то они должны, по крайней мере, подумать о создании регулярной программы тестирования.Это не только поможет их страховщикам быть довольными, но и сведет к минимуму риск серьезного сбоя в бизнесе, который неизменно следует за отказом трансформатора».

Сюда входят анализаторы диагностики изоляции, использующие диэлектрическую частотную характеристику для точного измерения содержания влаги в изоляции трансформатора, и анализаторы свип-частотной характеристики, которые могут обнаруживать электромеханические изменения внутри трансформаторов.Компания Megger также предлагает наборы для проверки коэффициента трансформации, анализаторы трансформаторного масла и трансформаторные омметры.

Другие коммунальные продукты Текущие выпуски статей
Другие коммунальные продукты Архивы Выпуски статей


Экономьте на страховке — проверьте свои трансформаторы

Почему трансформаторы используются в энергосистеме?

Почему трансформаторы используются в энергосистеме? Каково назначение трансформаторов в энергосистеме? Как это используется для уменьшения потерь в линиях и падения напряжения в линиях? промышленно развитые страны имеют систему передачи и распределения электроэнергии, которая используется для передачи электроэнергии от электростанции к потребителю.Устройства, в которых используется электрическая мощность, называются нагрузкой. Обычно нагрузки рассчитываются по мощности и номинальному напряжению. Но обычно номинальное напряжение нагрузочных устройств не превышает 750 вольт. Во многих странах генерирующие станции обычно находятся на большом расстоянии от потребителей. Именно поэтому нам необходима передача электроэнергии от удаленно расположенных электростанций в нагрузку. Но главная проблема при передаче электроэнергии на бревенчатое расстояние – это эффективность энергосистемы. Потому что потери в линиях увеличиваются с увеличением длины линий.Итак, нам нужен метод снижения потерь в линии с помощью какого-либо инструмента.

Также необходимо поддерживать напряжения на клеммах нагрузки. В энергосистеме пользователи включают или выключают питание в соответствии со своими требованиями. Поэтому общая нагрузка также является переменной. Из-за потерь в линии требуется снижение напряжения на клеммах на стороне нагрузки, что не подходит для нагрузки. Это также повреждает грузы. Согласно стандартной системе распределения, отклонение напряжения от нагрузки не должно превышать ±10 номинального значения нагрузки.В противном случае нагрузка не работает должным образом. Это также может привести к необратимому повреждению нагрузки. Поэтому нам также необходимо поддерживать напряжение на клемме нагрузки.

Падение напряжения на линиях не должно превышать установленного предела. В случае передачи и распределения постоянного тока нам приходится сталкиваться с такими проблемами. Для решения этих проблем в энергосистеме используются трансформаторы. Во избежание потерь в линиях и падения напряжения в линиях передача электроэнергии осуществляется на максимальном напряжении. Для повышения напряжения в энергосистеме используются трансформаторы.Потери в линии (падения напряжения) можно уменьшить за счет передачи электроэнергии при более высоком напряжении. Поскольку мощность, передаваемая по линиям электропередачи, равна произведению напряжения и силы тока. Потому что мощность остается постоянной. При увеличении напряжения до максимума ток снижается до низкого значения для поддержания постоянной мощности. Таким образом, потери в линии также уменьшаются.

Таким образом, при передаче электроэнергии с более высоким напряжением с использованием трансформаторов требуется меньший ток. Повышать постоянное напряжение сложнее, чем трансформаторы.Но постоянное напряжение можно повышать до определенного предела, чего недостаточно для получения максимальной эффективности энергосистемы. Силовые трансформаторы являются наиболее подходящим вариантом для этой цели. Поэтому система питания переменного тока предпочтительнее системы питания постоянного тока. Существует много типов трансформаторов и много назначения трансформаторов. Но основной целью трансформаторов является повышение напряжения на стороне генерации и понижение напряжения на стороне пользователя. Трансформаторы работают по принципу индукции. Помимо этого трансформаторы используются для многих приложений.Ниже приведены некоторые области применения трансформаторов:

  • они используются для запуска двигателей переменного тока.
  • Изолированный .
  • Фазовращатель .
  • согласование импеданса.
  • Текущий
  • Потенциальный
  • Авто

Как работают электрические трансформаторы — Drax Global

Безопасное и эффективное получение электроэнергии от генераторов, по линиям электропередач и по всей стране к нашим устройствам — это тщательное балансирование. Одним из важнейших аспектов этого является напряжение.

Электрическая подстанция с трансформаторами.

Линии электропередачи Национальной энергосистемы работают при напряжении 400 000 вольт (В) и 275 000 В, но если электричество будет поступать в дома с таким напряжением, оно быстро повредит все, что питается. Вместо этого региональные дистрибьюторы поставляют в дома электроэнергию на гораздо более низком уровне 230 В.

Для достижения безопасного уровня напряжения необходимо повышать или понижать его с помощью трансформаторов — огромных элементов электросетевого оборудования, которые используют простую идею, чтобы оказать большое влияние.

Зачем нужны трансформаторы

Напряжение похоже на давление воды. Наличие высоковольтных линий электропередачи означает, что заряженные электроны, из которых состоит электричество, очень эффективно перемещаются по системе, при этом меньше энергии теряется в виде тепла по пути. Однако то же самое «давление» слишком велико для простой зарядки телефона. Скорее всего, это перегрузит схемы устройства и оставит пользователя с тлеющим беспорядком.

Здесь на помощь приходят трансформеры.Электричество производится при различных напряжениях по всей Великобритании, в зависимости от различных типов генерации. Чтобы направить его туда, где есть потребность, не теряя слишком много энергии в виде тепла по пути, трансформатор, подключенный к большим генераторам энергии, таким как электростанция Дракса на биомассе или морская ветряная электростанция Беатрис, увеличивает напряжение до 400 000 В или 275 000 В. Напряжение зависит от того, к какой части национальной системы электропередачи подключена электростанция.

Когда электричество поступает по опорам в определенный регион Великобритании, другой трансформатор снижает напряжение до 132 000 В для региональной распределительной системы.Впоследствии другой снижает его до 11 000 В в городах и деревнях, прежде чем последний трансформатор снижает напряжение до безопасных 230 В для использования в домах и на предприятиях.

Поддержание высокого напряжения полезно для предотвращения потерь энергии на тепло, но оно также делает кое-что еще важное для электричества по всей стране.

Поддержание высокого напряжения для снижения тока

Если напряжение — это давление воды, то ток — это реальные частицы воды, движущиеся по трубам.В электрических терминах ток — это заряженные электроны, которые на самом деле питают наши лампы и устройства.

Когда эти электроны перемещаются по кабелям электросети, они сталкиваются с сопротивлением (представьте себе частичную закупорку водопроводной трубы), что приводит к потере некоторой электрической энергии в виде тепла. Получение нужного количества электроэнергии, необходимого по всей стране, означает сведение потерь энергии к минимуму. Если ток ниже, меньшее количество заряженных электронов сталкивается с сопротивлением в любой точке системы и теряется меньше электроэнергии.

Удобно для сети, повышение напряжения электричества вызывает уменьшение тока и наоборот. То, как трансформаторы на самом деле это делают, зависит от катушек.  

Трансформатор на электростанции Круачан

Напряжение обмотки вверх и вниз

Трансформаторы работают, используя принцип электромагнитной индукции, который британский ученый Майкл Фарадей впервые осознал в 1831 году. Он заметил, что когда магнит движется через катушку из медных проводов, по этим проводам протекает ток.Именно этот принцип сегодня позволяет вращающимся турбинам вырабатывать электроэнергию.

Майкл Фарадей

Точно так же, когда ток течет через медную катушку, намотанную на железный сердечник, сердечник становится магнитным.

Фарадей экспериментировал с прохождением тока через несколько медных катушек, но именно ученый и ирландский священник отец Николас Каллан в 1836 году открыл принцип, лежащий в основе многих современных трансформаторов в мире. Он обнаружил, что если вокруг каждого конца железного сердечника намотать два отдельных набора медных проводов и через один из них (первичную обмотку) пропустить электрический ток, то создается магнитное поле, вызывающее протекание электрического тока во вторичной обмотке. .

Однако все меняется в зависимости от того, сколько раз каждый провод намотан на сердечник. Если во вторичной обмотке витков больше, чем в первичной, то при наведении тока напряжение возрастает. Когда во вторичной обмотке меньше витков, чем в первичной, напряжение уменьшается.

Индукционная катушка Каллана (1845)

Более того, отец Каллан обнаружил, что увеличение или уменьшение напряжения прямо пропорционально количеству витков в обмотках.Так, теоретически, если электрический ток с напряжением 5в пропустить через первичную обмотку с 10 витками и создать ток во вторичной обмотке с 20 витками, то напряжение также удвоится, в данном случае до 10в.

Изобретение отца Каллана известно как индукционная катушка, в которой два набора обмоток объединены длинным толстым железным стержнем. С тех пор трансформер постоянно пересматривался, оптимизировался и специализировался для различных вариантов использования. Однако основной принцип использования электромагнитной индукции для увеличения и уменьшения напряжения остается прежним.

От домов до электростанций

Одним из наиболее распространенных типов трансформаторов являются распределительные трансформаторы, которые часто устанавливаются на опорах электропередач возле домов. Эти трансформаторы выполняют последний шаг по переходу от местных распределительных систем к 230 В, когда электричество поступает в дома и на предприятия.

В них часто используется железный сердечник, который имеет форму полого квадрата с обмотками, обернутыми вокруг обоих концов. Когда ток проходит через сердечник и намагничивает его, он заставляет его расширяться и сжиматься в процессе, известном как магнитострикция, который иногда вызывает достаточную вибрацию, чтобы произвести слышимый гул.

Трансформатор перемещается из Лонганнета на электростанцию ​​Круачан в 2019 году.

В трансформаторах этого типа передача тока по воздуху между двумя обмотками безопасна, но когда используются более высокие напряжения, например, на электростанции Круачан — крупнейшем гидроаккумулирующем сооружении в Шотландии — требуются другие подходы. Трансформаторы больших электростанций погружены в специальное изоляционное масло внутри металлического контейнера. Масло обеспечивает электрическую изоляцию для предотвращения коротких замыканий, а также охлаждает сердечник и обмотки, предотвращая повреждения и отказы.

Несмотря на то, что основные источники электроэнергии в Великобритании переходят от угля и атомных электростанций к ветряным электростанциям и солнечным панелям, трансформаторы останутся важной частью энергосистемы, обеспечивающей быстрое получение необходимого количества энергии там, где она нам нужна.

Энергораспределительная сеть — Как работают электрические сети

Чтобы электроэнергия была полезной в доме или на предприятии, она поступает из передающей сети и понижается до распределительной сети.Это может происходить в несколько этапов. Место, где происходит преобразование из «передачи» в «распределение», находится на подстанции . Электроподстанция обычно выполняет две или три функции:

  • На ней есть трансформаторы, которые «понижают» напряжение передачи (в диапазоне десятков или сотен тысяч вольт) до напряжения распределения (обычно менее 10 000 вольт).
  • У него есть «шина», которая может разделить мощность распределения по нескольким направлениям.
  • Часто имеет автоматические выключатели и выключатели, чтобы при необходимости можно было отключить подстанцию ​​от сети передачи или отдельные распределительные линии от подстанции.

Питание идет от трансформатора к распределительной шине . Автобус распределяет мощность по местным распределительным линиям. В автобусе есть собственные трансформаторы, которые также могут понижать или повышать напряжение в соответствии с местными потребностями в энергии.

На шине может быть два отдельных набора распределительных линий с двумя разными напряжениями. Меньшие трансформаторы, прикрепленные к шине, снижают мощность до стандартного линейного напряжения (обычно 7200 вольт) для одного набора линий, в то время как мощность уходит в другом направлении при более высоком напряжении главного трансформатора.

В следующий раз, когда вы будете ехать по дороге, вы сможете взглянуть на линии электропередач совершенно в другом свете. На типичном столбе электросети три провода в верхней части столба — это три провода для трехфазного питания. Четвертый провод ниже на столбах — это провод заземления. В некоторых случаях на одних и тех же опорах будут проложены дополнительные провода, как правило, телефонные, кабельного телевидения или интернет-линии.

Линии с более высоким напряжением должны быть еще более понижены перед входом в жилые дома и большинство предприятий.Это часто происходит на другой подстанции или в небольших трансформаторах где-то дальше по линии. Например, вы часто будете видеть большую зеленую коробку (возможно, 6 футов или 1,8 метра со стороной) возле входа в подразделение. Он выполняет понижающую функцию для подразделения.

Что делают электрические трансформаторы?

Вы можете подумать, что электричество довольно стандартно, но его напряжение и частота варьируются между странами и регионами в одной стране. По сути, электрические трансформаторы используются для изменения напряжения электричества, чтобы оно подходило для различных приборов и мест.

Где используются трансформаторы?

Вы можете увидеть электрические трансформаторы на верхушках опор или в электроприборах. Электрические трансформаторы могут быть размером с ноготь и использоваться в таких предметах, как микрофоны, или они могут быть огромными и тяжелыми устройствами, которые используются в электрических сетях. Электросети имеют очень высокое напряжение, поэтому электричество может передаваться на большие расстояния, но оно должно быть снижено, чтобы электричество можно было использовать в наших домах. Напряжение понижается через трансформатор, а затем подается в местные провода на подстанции, где оно может понижаться снова и снова, чтобы мы могли его использовать.

Например, напряжение сети может достигать 765 000 вольт, которое снижается до 7 200 вольт на подстанции. Затем местный опорный трансформатор может понизить напряжение до 220-240 вольт, прежде чем он будет отправлен к вам домой. Более крупные приборы, такие как водонагреватели и кондиционеры, могут использовать это электричество 220–240 вольт, но другим, таким как компьютеры и телевизоры, может потребоваться еще меньшее напряжение — 110–120 вольт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.