Автотрансформаторы. Трансформаторы тока

Автотрансформатор, в отличие от трансформатора, имеет только одну обмотку высокого напряжения (BH), а обмоткой низкого напряжения (НH) служит часть обмотки ВН (рис. 67). Обмотка BH может быть как первичной, так и вторичной. Автотрансформаторы применяются в цепях, где отношения не превышают 2.

Рис. 67. Схемы включения автотрансформаторов

В лабораторных автотрансформаторах (ЛАТР) имеется возможность плавного изменения тока с помощью подвижного контакта.

Трехфазные автотрансформаторы обычно соединяются по схеме «звезда» с выведенной нейтральной точкой и без нее.

Трансформаторы тока (ТТ) используются для измерения тока в цепях высокого напряжения, чем обеспечивается выполнение мер безопасности, а также для измерения больших токов в установках с напряжением меньше 1000 В.

Трансформаторы тока со стороны первичной обмотки включаются как амперметр (в разрыв цепи), во вторичную цепь ТТ включаются измерительные приборы (на рис. 68 Л₁, Л₂ – точки начала и конца подключения линии сети; И₁, И₂ – точки начала и конца подключения измерительного амперметра (измерительного прибора).

Рис. 68. Трансформатор тока:

а - структура; б - схема включения

Первичная обмотка ТТ состоит из одного или нескольких витков, толщина которых удовлетворяет требованиям предельной токовой нагрузки в сети. Напряжение на первичной обмотке обычно не превышает сотых долей вольт. Вторичная обмотка ТТ включает до сотни витков. Напряжение на ней составляет единицы вольт. Ток во вторичной цепи определяется соотношением

I ₂ = I ₁ · = .

Вторичный номинальный ток для всех ТТ имеет стандартное значение 5А (в некоторых специальных случаях 1А).

Так как суммарное сопротивление цепи измерительных приборов мало (до 2 Ом), то ТТ работает в режиме, близком к режиму короткого замыкания.

У работающего ТТ нельзя разрывать вторичную цепь. Ток I ₂ в этом случае равен 0, а ток I ₁ не изменяется. Ток I ₁ при этом становится намагничивающим (при замкнутой вторичной цепи намагничивающий ток зависит от тока вторичной цепи) и вызывает большое увеличение магнитного потока (ограниченное насыщением магнитопровода). ЭДС Е ₂ пропорциональна магнитному потоку и может составлять от сотен вольт до единиц киловольт, опасных для жизни человека. Кроме того, резко возрастает мощность потерь в магнитопроводе, приводящая к его разогреву и расширению и как результат к разрушению.

Трансформаторы напряжения и тока делятся по классам точности, наименованием которых служит наибольшая допустимая погрешность коэффициента трансформации.

Например, если класс точности трансформаторов напряжения 0,5, то допустимая погрешность напряжения ± 0,5 % при первичном напряжении 0,8 … 1,2 от номинального. У ТТ класса точности 1 допустимая погрешность вторичного тока ± 1 % при первичном поле 0,1 … 1,2 от номинального.

Заключение. Силовые трансформаторы как элементы электросетей нашли широкое применение. Их основное предназначение – преобразование переменного электрического напряжения к уровню, соответствующему решаемой сетью задаче. Мощности современных сетевых силовых трансформаторов достигают сотен мегаватт.

В качестве элементов систем измерения параметров сетевых напряжений используются трансформаторы напряжения и тока. Их основное предназначение – защита персонала, выполняющего измерение, от поражения электрическим током путем согласования параметров измерительных приборов (вольтметров и амперметров) с характеристиками питающей сети.

Трансформатор – это надежное электротехническое устройство, редко выходящее из строя при соблюдении правил эксплуатации. Причиной выхода из строя (разрушения) трансформатора, как правило, является короткое замыкание во вторичной цепи.

В РЭА трансформаторы используются как элементы преобразования уровней напряжения в цепях питания, межкаскадного или внутрикаскадного согласования, как элементы схем формирования импульсных сигналов.

Отличительная особенность трансформаторов РЭА от силовых сетевых трансформаторов – значительно меньшая мощность (до сотен ватт, реже – единиц киловатт).

1. Дайте определение трансформатора. 2. Из каких материалов выполняется магнитопровод? 3. Как определить коэффициент трансформации?
4. Расшифруйте номенклатурное обозначение трансформаторов: ТН6 – 127/220 –50 УХЛ; ТПП3 – 220-50 В. 5. Какой режим работы трансформатора является аварийным и почему? 6. Как соединяются обмотки трехфазного трансформатора? 7. Для каких целей используется автотрансформатор? Чем он опасен при применении? 8. Почему у работающего трансформатора тока нельзя разрывать вторичную обмотку?

Лекция 9

Дата добавления: 2014-01-07