Нормальний режим роботи трансформатора

Якщо вторинну обмотку трансформатора замкнено на якийсь опір, то такий режим роботи трансформатора називається нормальним, або режимом роботи під навантаженням.

При вмиканні у вторинну обмотку трансформатора опру в ній утворюється струм навантаження І2, який створює магнітний потік Ф2, що протидіє магнітному потоку Ф1, створюваному струмом у первинній обмотці. Внаслідок цього у магнітопроводі трансформатора створюється сумарний магнітний потік Ф, який дорівнює різниці потоків Ф1 і Ф2

Робота трансформатора в режимі навантаження:

1. Для трансформації трьохфазного струму можна використати три однофазні трансформатори, що працюють як один агрегат. Але можна об’єднати три однофазних трансформатора в один трьохфазний апарат й при цьому досягнути економії матеріалів.

Трифазні трансформатори виготовлюють головним чином стержньовими. Схему побудови магнітопроводу трифазного стержньового трансформатора наведено на мал. 1а.

Схема перетворення трьох однофазних трансформаторів в один трьохфазний.

Три однакові однофазні трансформатори виконані так, що їхні первинні і вторинні обмотки розміщенні на одному стержні кожного магнітопроводу, а другий стержень без обмотки. Якщо ці три трансформатори розмістити так, щоб стержні без обмоток знаходилися поруч, то три стержні можна об’єднати в один (мал. 1б). Через об’єднаний стержень замикатимуться магнітні потоки трьох однофазних трансформаторів, які однакові за амплітудою і зсунуті за фазою на третину періоду. Оскільки сума трьох однакових за амплітудою і зсунутих за фазою на третину періоду магнітних потоків дорівнює нулеві у будь-який момент часу (ФА+ФВ+ФС = 0), то в об’єднаному стержні магнітного потоку немає і потреба в цьому стержні відпадає.

2. Трифазний трансформатор складається з магнітопроводу і трьох стержнів, які конструктивних міркувань розміщують в одній площині (мал. 1в). На кожному стержні трифазного трансформатора розміщують обмотки вищої й нижчої напруг однієї фази. Стержні з’єднуються між собою ярмом зверху і знизу. Довжина магнітних ліній потоку середнього стержня менша, ніж крайніх стержнів, отже, магнітний потік зустрічає на своєму шляху менший магнітний опір, ніж магнітні потоки крайніх стержнів. Тому у фазі, обмотка якої розміщена на середньому стержні, протікає намагнічувальний струм меншої сили, ніж у фазах, обмотки яких розміщені на крайніх стержнях.

Конструктивно обмотки трифазних трансформаторів виконують так само, як і однофазних. Початки фаз вищої напруги позначають – А, В, С, а кінці фаз – Х, Y, Z. (мал. 1г) Якщо обмотка вищої напруги має виведену нульову точку, то цей затискач позначається цифрою 0. Початки фаз нижчої напруги позначають – а, в, с, а кінці фаз – x, y, z; вивід нульової точки – 0.

3. Обмотки трифазних трансформаторів можуть бути з’єднані зіркою чи трикутником.

З’єднання обмоток трифазних трансформаторів зіркою позначається Υ, а трикутником ▲. Ұ – обмотка з’єднана зіркою і має виведену нульову точку.

Групи трифазних трансформаторів позначаються знаками такого вигляду: Υ ⁄ Ұ –O; Υ ⁄▲– 11.

Групи трифазних трансформаторів залежить від схем з’єднання обмоток, позначення затискачів фаз обмоток вищої і вищої напруг та від їх напрямку.

В Україні застосовуються такі стандартні групи трифазних трансформаторів:

Υ ⁄ Ұ – O; Υ ⁄ ▲ – 11; Ұ ⁄▲– 11.

У стандартних схемах обмотки вищої напруги з’єднані зіркою, оскільки за такої схеми фазна напруга в Ö3 разів менша від лінійної, завдяки чому спрощується ізоляція обмоток. Обмотки нижчої напруги частіше з’єднують трикутником, бо за такого з’єднання трансформатор менш чутливий до несиметрії фазного навантаження. Обмотки нижчої напруги з’єднується також зіркою з нулем; за такої схеми у чотирипровідній мережі можна одержати дві різні напруги – лінійну і фазну (наприклад, 127 і 220 В; 220 і 380 В і т. д.). Для збільшення потужності трансформації підстанції та для спрощення резерву використовують паралельне приєднання трансформаторів, однією з неодмінних умов є належність їх до однакових груп.

4. Трансформатори, у яких первинна і вторинна обмотки, крім магнітного, мають ще й електричний зв'язок, називаються автотрансформаторами.

Автотрансформатори бувають однофазними і трифазними, підвищувальними та понижувальними. Принципова схема однофазного трансформатора зображено на рис.

Автотрансформатори характеризуються прохідною потужністю. Прохідною потужністю називають потужність, на яку слід було б виготовити звичайний трансформатор, що зміг би замінити наявний трансформатор.

Перевагою автотрансформаторів над звичайними трансформаторами є простота їх конструкції (одна обмотка замість двох), економія обмотувальної міді та менші теплові втрати.

Проте сфера застосування автотрансформаторів обмежена. Вони непридатні для перетворення високої напруги в низьку, бо сторона низької напруги з'єднується електрично зі стороною високої напруги, і тому ізоляція в межі низької напруги повинна бути розрахована на високу напругу.

Економія обмотувальної міді в автотрансформаторах можлива лише при невеликих коефіцієнтах трансформації. З урахуванням цієї особливості автотрансформатори використовують лише в установках з коефіцієнтом трансформації не більш як 1,5 – 2.

Поряд з однофазними існують трифазні автотрансформатори.

Автотрансформатори часто застосовуються для пуску електродвигунів змінного струму й у лабораторній практиці.

Дата добавления: 2017-01-14