Трехфазные силовые трансформаторы - раздел История, ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ Подразделяются:
· На Групповые;
· Трехстержневые.
...
Подразделяются:
· на групповые;
· трехстержневые.
Групповые трансформаторы – это трансформаторы с отдельным для каждой фазы сердечником (рис .11.3).
Рис. 11.3. Групповой трансформатор
Рис. 11.4. Трехстержневой трансформатор
Ах, Ву, Сz – обозначения выводов обмоток высшего напряжения;
ах, ву, сz – обозначения обмоток низшего напряжения.
Групповой трансформатор состоит из трех однофазных трансформаторов. Такие трансформаторы используются при мощностях Sн ≥ 300 кВА, где Sн – полная мощность трансформатора.
Трехстержневые – это трансформаторы с общим для всех фаз сердечником (рис. 11.4).
Стержень – это часть магнитопровода, на котором расположены обмотки. Трехстержневые трансформаторы меньше по массе и габаритам, чем групповые при одинаковой мощности. Однако один однофазный трансформатор меньше по массе и габаритам, чем трехстержневой. Для группового трансформатора достаточно в качестве резерва иметь один запасной однофазный трансформатор, а для трехстержневого – точно такой же трехстержневой трансформатор. Это значительно дороже, поэтому преимущество групповых трансформаторов проявляется при больших мощностях .
Потери активной мощности трансформатора
Потери активной мощности трансформатора ∆Р подразделяется на:
1. Переменные ∆Рм (потери в меди);
2. Постоянные ∆Рс (потери в стали).
Рассмотрим ∆Рм – потери в обмотках трансформатора. Электрический ток, проходя по обмоткам трансформатора, по закону Джоуля–Ленца (Q=I·U·t) нагревает их. Это тепло рассеивается в окружающем пространстве, т.е. теряется.
Вывод: ∆ Рм – потери активной мощности в проводниках обмоток. Наиболее часто обмотки изготавливают из меди отсюда и название потери в меди. Рассмотрим двухобмоточный однофазный трансформатор.
где ∆Рм – потери активной мощности в первичной обмотке.
При изменении нагрузки zн, т.е. при изменении I1 и I2 ∆Рм также меняется. В этом смысле потери ∆Рм называют переменными. Таким образом, постоянство или не постоянство потерь будем связывать с нагрузкой трансформатора. Если ∆Р с изменением нагрузки трансформатора не меняется, то такие потери называют постоянными. Если ∆Р с изменением нагрузки трансформатора меняется, то потери называют переменными. Так как потери ∆Рм не расходуются на совершение полезной работы, то их стараются уменьшить. Из (11.16) следует, что ∆Рм ~ I и R, таким образом, для уменьшения потерь ∆Рм следует уменьшить ток I или сопротивление R, но уменьшить ток нельзя, т.к. его величина зависит от нагрузки, т.е. от режима работы трансформатора и не может меняться по нашему желанию.
Вывод: для уменьшения ∆Рм1 и ∆Рм2 целесообразно уменьшить R1 и R2.
, (11.17)
где – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь поперечного сечения этого проводника.
L и S определяется конструкцией трансформатора, его номинальной мощностью, т.е. для уменьшения R следует уменьшить. Поэтому обмотки трансформатора изготавливают из материала с малым значением удельного сопротивления (Al и Cu).
Рассмотрим потери ∆Рс. Эти потери представляют собой потери активной мощности в стали трансформатора (магнитопровод). Магнитный поток замыкается по сердечнику трансформатора и при своём изменении нагревает его. Это тепло рассеивается в окружающем пространстве, т. е теряется. Потери ∆Рс состоят из двух составляющих, т.е.
∆Рс=∆Рв+∆Рг, (11.18)
где ∆Рв – потери на вихревые токи (токи Фуко),
∆Рг – потери на гистерезис (перемагничивание сердечника).
Рассмотрим потери ∆Рв. Если сплошное электропроводное тело поместить в переменное магнитное поле, то в этом теле по закону электромагнитной индукции возникает ЭДС, а, следовательно, и ток.
, (11.19)
где IВ1 – действующее значение вихревого тока,
Rc1 – сопротивление стали.
. (11.20)
Из (11.19) и (11.20) следует:
. (11.21)
Вывод: для уменьшения потерь ∆Рв1 следует уменьшить ЭДС Ев1 и увеличить сопротивление Rc1. Например,
Так как ЭДС Е~ƒ и потоку Фм.. В системах электроснабжения ƒ=const и Фм=const. Поэтому Ев1≈const.
Рассмотрим сопротивление Rc1.
, (11.22)
где с – удельное омическое сопротивление стали,
Lc1 – длина пути, по которой замыкается ток Iв1,
Sc1 – площадь поперечного сечения стали, по которой замыкается ток Iв1.
Из (11.22) следует, что для уменьшения потерь ∆Рс следует увеличить Lc1, но следует помнить Lc1 определяется размерами трансформатора, и увеличить её нельзя. Для увеличения с сердечник трансформаторов изготавливают из сплавов с большим с. Для уменьшения площади сечения Sc1сердечник трансформатора шихтуется, т.е. изготавливается из отдельных пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга.
Так как Sc2 < Sc1 то Rc1 < Rc2 т. е РВ1 > РВ2.
Вывод: при эксплуатации трансформаторов ƒ и Фм – остаются постоянными, а так как РВ1~ ƒ2 и Ф, то и ∆РВ=const.
Рассмотрим потери ∆РГ (потери на гистерезис). Известно, что потери на гистерезис ∆РГ пропорциональны площади петли гистерезиса SГ.
Петля гистерезиса – кривая в координатных осях В и Н, которая образуется при циклическом изменении Н.
Индукция магнитного поля
В=μ·μ0·Н, (11.23)
где Н – напряженность магнитного поля (характеризует поле в вакууме),
μ – относительная магнитная проницаемость среды,
μ0 - магнитная постоянная. μ0 =4π·10-7 Гн/Н.
Относительная магнитная проницаемость среды показывает, во сколько раз поле в данной среде больше или меньше чем вакууме.
Для сердечников трансформаторов используют электротехнические стали, у которых относительная магнитная проницаемость среды μ=103÷5·105.
Существуют специальные сплавы (Ni + Fe) у которых μ достигает 2·105.
Нс – коэрцетивная сила, т.е. значение напряженности внешнего поля, при котором индукция внутри вещества равна нулю.
Вг – остаточная индукция т. е. значение индукции в материале при напряжённости внешнего поля равного нулю.
Для уменьшения потерь на гистерезис ∆Рг используют сплавы с узкой петлёй гистерезиса так называемые магнитомягкие сплавы.
Так как Sг1 < Sг2 , то ∆Рг1 < ∆Рг2, значит Sг не зависит от I1 и I2 (т.е. от нагрузки).
Вывод: т.к. потери ∆Рв и ∆Рг постоянные тогда ∆Рс=∆Рв+Рг=const.
Государственное образовательное учреждение... Высшего профессионального образования... Омский государственный технический университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Трехфазные силовые трансформаторы
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Лекция 3. Электрический ток. Электрическое поле
Электрический ток – это упорядоченное движение электрических зарядов.
Для возникновения электрического тока необходимо (рис. 3.1):
1) наличие свободных зарядов;
Лекция 4. ЭДС источника электрической энергии. Напряжение
ЭДС источника электрической энергии численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда с отрицательного к положительному источнику полюса, т.
Постоянные и мгновенные значения тока, напряжения и ЭДС
Так как ток, напряжение, ЭДС могут быть постоянными и переменными, то для отражения этого факта используют различные обозначения.
Мгновенные значения тока, напряжения, ЭДС принято обознача
Характеристики переменного тока
Для однозначного описания процессов в электрической цепи необходимо знать не только значение величин, но и направление этих величин.
За направление тока принято движение по
Второй закон Кирхгофа
Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре численно равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре:
Метод векторных диаграмм
Этот метод используется для лучшего понимания и наглядности представления процесса, изменяющегося по гармоническому закону.
Суть метода: переменные величины
Лекция 9. Мощность цепи переменного тока
Из определения разности потенциалов следует, что работа электрического поля по перемещению положительного заряда из точки А с потенциалом
Лекция 10. Трехфазные электрические цепи
Электрическая цепь, в которой действует одна ЭДС, называется однофазной.
Многофазные электрические цепи – это цепи, в которых имеются несколько ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относитель
Принцип действия синхронного генератора
При вращении ротора, его магнитное поле пересекает витки статора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС, смещенные относительно друг друга по фазе на 120° (рис. 10.1).
&nb
Связь линейного и фазного тока
Рассмотрим часть приведенной схемы (рис.10.4), относящейся к фазе А.
Из рисунка следует, что IАФ=IА. Аналогично IВФ= IВ, IСФ= IС
Принцип действия трансформатора
При подключении первичной обмотки на напряжение u1в обмотке возникает переменный ток i1, который создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф1. Этот магнитный
Лекция 13. Электрические машины
Электрические машины – это электротехнические устройства, предназначенные для преобразования электрической энергии в механическую (двигатель), или механической в электрическую (генератор).
Лекция 14. Устройство машин переменного тока
Из законов Ампера и Фарадея следует, что в основу принципа действия любой электрической машины упрощенно могут быть положены эти законы. Из них следует, что в любой электрической машине должна быть
Электрические машины переменного тока
К электрическим машинам переменного тока относятся синхронные и асинхронные машины.
Синхронные машины – это электрические машины, в которых вращающееся магнитное поле статора и ротор
Конструкция роторов электрических машин переменного тока
Отличаются электрические машины переменного тока в основном конструкцией исполнения ротора.
Роторы синхронных машин выполняются из электротехнической стали и подразделяются
Роторы асинхронных машин
Короткозамкнутый ротор набирается из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга. В пазах находится обмотка. Если выполнить сечение перпендикулярно к оси ротора, то получается сле
Однофазный асинхронный двигатель
Рассмотрим электрическую схему однофазного асинхронного двигателя с одной обмоткой на статоре. Однофазный асинхронный двигатель – это асинхронный двигатель, подключенный к однофазной сети переменно
Лекция 16. Электрические машины постоянного тока
Машина постоянного тока – это электротехническое устройство представляющее собой, объединенные в единую конструкцию синхронную машину (СМ) и коммутатор (К).
Коммутатор – элемент электричес
Принцип действия генератора постоянного тока
При вращении якоря со скоростью ω от какого-либо внешнего устройства в проводниках по закону электромагнитной индукции наводится ЭДС, а так как обмотка замкнута на нагрузку, то по ней течет то
Лекция 17. Машины постоянного тока
Вентильный генератор постоянного тока
Принцип действия. При вращении индуктора в проводниках обмотки якоря по зако
Лекция 18. ЭДС обмотки якоря
Число полюсов индуктора равно четырем. Вводится р – число пар полюсов. Для этого статора р = 2, а 2р = 4;
Якорный способ
Пусть UС меняется следующим образом: (уменьшаем напряжение), так как при
Полюсное регулирование
Пусть Ф изменяется согласно неравенству ФНОМ > Ф1 > Ф2. из уравнения следует, что при уменьшении Ф, коэффициенты А и В увеличиваются, а IП=const. Т
Реостатное регулирование
Пусть RД изменяется следующим образом: RД НАЧ<RД1<RД2 , RД НАЧ = 0. Из уравнения (18.10) следует, что при изменении RД коэффи
Лекция 20. Измерительные трансформаторы тока и напряжения
Измерительные трансформаторы тока и напряжения используются для преобразования и передачи электрических сигналов из первичной (силовой) цепи во вторичную (слаботочную) цепь. В результате цепи перви
Трансформатора тока
Трансформатор тока (рис. 19.1) состоит из сердечника, выполненного из высококачественной листовой электротехнической стали, первичной обмотки с числом витков W1, вторично
Особенности эксплуатации трансформаторов тока
Известно, что у силовых трансформаторов существует свойство саморегулирования магнитного потока сердечника Фс (рис. 19.2), иначе можно записать
Фс = Ф1 – Ф
Измерительные трансформаторы напряжения
Трансформаторы напряжения применяются для питания обмотки вольтметра и реле в устройствах переменного тока при напряжении U ≥ 380В. Трансформатор напряжения состоит из сердечн
Принцип построения систем электроснабжения
Построение систем электроснабжения осуществляется по ряду основных принципов. Эти принципы можно сгруппировать, или сформулировать следующим образом:
1. Максимальное приближение источника
Лекция 24. Основные мероприятия и принципы энергосбережения
1. Энергетическая паспортизация всех предприятии независимо от форм собственности. Наличие энергетического паспорта позволяет сократить затраты на оплату энергоресурсов практически
При энергосбережении
Стоимость энергоресурсов складывается на предприятии из платы за электрическую, тепловую энергию и топлива прямого использования. В ряде случаев сюда относят сжатый воздух, пар и т.
Ток смещения
3. Всякое изменение электрического поля вызывает появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля.
4. Так как источником магнитного поля является электрический ток, то перемен
Лекция 28. Компенсация реактивной мощности
Вопрос о компенсации реактивной мощности является одним из основных вопросов, решаемых как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации систем промышленного электроснабжения, и включае
Цели и задачи дисциплины
Данная дисциплина призвана подтвердить правильность выбора студентами своей будущей профессии, пробудить интерес к изучению других дисциплин связанных с электричеством, электротехникой, электроэнер
Рекомендации для сдачи зачета и экзамена
Для стимулирования систематической работы студентов в течении
семестра обучение на 1 курсе проводится по модульно-рейтинговой системе.
Основные моменты такой методики изложены в д
СЕМЕСТР
1 неделя рубежного контроля 12-17 октября:
Практическая работа (дополнительная) (2,4 балла)
а) посе
СЕМЕСТР
1 неделя рубежного контроля 15-20 марта:
Практическая работа (дополнительная) (2,4 балла)
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 25
1. Связь между током и напряжением на индуктивности. (Л.7 рис.7.5-7.6 фор.7.19-7.27 стр.24-25,знать 2-ой закон Кирхгофа Л.6 фор.6.2 рис.6.3 стр.17-18, закон Фарадея Л.13 фор. 12.7-12.9)
2.
Технические средства обучения и контроля.
5.1.1 Использование учебных плакатов. Плакаты:
1. Электрическое сопротивление.
2. Последовательное соединение резистора и конденсатора.
3. Последовательное соединение рез
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Рис. 11.3. Групповой трансформатор
Рис. 11.4. Трехстержневой трансформатор
.
, (11.16)
, (11.17)
– удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь поперечного сечения этого проводника.
. Поэтому обмотки трансформатора изготавливают из материала с малым значением удельного сопротивления (Al и Cu).
, (11.19)
. (11.20)
. (11.21)
, (11.22)
с – удельное омическое сопротивление стали,
с сердечник трансформаторов изготавливают из сплавов с большим 
, то и ∆РВ=const.
Новости и инфо для студентов