Диэлектрические потери: что это такое, виды, методика расчета

Содержание
  1. Что такое диэлектрические потери?
  2. Методика расчета
  3. Тангенс угла диэлектрических потерь для постоянного тока
  4. Что такое мостовая схема
  5. Диэлектрическая потеря • ru.knowledgr.com
  6. Перспектива электромагнитного поля
  7. Характеристика диэлектрических потерь в жидких диэлектриках
  8. Что способствует повышению диэлектрических потерь
  9. Диэлектрические потери в разных диэлектриках
  10. В газах
  11. В жидких диэлектриках
  12. В твердых веществах
  13. Факторы, которые увеличивают тангенс угла диэлектрических потерь
  14. Наличие мыла в маслах
  15. Число потерь в газообразных веществах
  16. Диэлектрические потери – это …
  17. Почему повышается тангенс угла диэлектрических потерь трансформаторных масел?
  18. Как снизить тангенс угла диэлектрических потерь?
  19. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь
  20. Виды диэлектрических потерь
  21. Какие значения используют для расчёта

Что такое диэлектрические потери?

Использование электроизоляционных материалов основано на том, что они препятствуют прохождению электрического тока через определенное пространство, ограниченное изолятором. Идеальный изолятор должен абсолютно исключать условия прохождения электрического тока. К сожалению, таких материалов в природе не существует. В лабораторных условиях создать такие диэлектрики также не удалось.

Теоретически можно доказать существование идеальных изоляторов, но на практике синтезировать такие вещества нереально, поскольку даже незначительная часть примесей составляет диэлектрическую проницаемость. Другими словами, всегда будет наблюдаться диссипация энергии в диэлектрической среде. Это может быть связано с усилиями по сокращению этих потерь.

Исходя из того, что часть электричества неизбежно теряется в изоляторе, был введен термин «диэлектрические потери» — необратимый процесс преобразования энергии электрического поля, проникающего в диэлектрическую среду, в тепло, то есть это электрическое энергия, направленная на нагрев изоляционного материала в зоне действия электрического поля.

Величина потерь определяется как отношение активной мощности к реактивной. Обычно активная мощность, потребляемая диэлектриком, очень мала по сравнению с реактивной мощностью. Это значит, что желаемое значение тоже будет плохим: сотые доли единицы. Для расчетов используйте значение «тангенса угла», выраженное в процентах.

Электрическая характеристика, которая выражает дисперсионные свойства диэлектрика, называется тангенсом угла диэлектрических потерь. В расчетах предполагается, что диэлектрик является изоляционным материалом конденсатора, который изменяет его емкость и интегрирует угол сдвига фаз, образованный векторами напряжения и тока в цепи, до 90º. Этот угол обозначается символом и называется углом рассеяния, то есть диэлектрическими потерями. Величина численно равна тангенсу заданного угла (tgδ), что является самой характеристикой диэлектрического нагрева.

tgδ используется в расчетах для определения величины рассеиваемой мощности по соответствующей формуле. Поэтому его расчет имеет практическое значение. Введение понятия тангенса угла позволяет рассчитать относительные значения диэлектрических потерь. А это позволяет сравнивать качество разных изоляторов.

Именно этот показатель или просто угол δ производители трансформаторного масла указывают на упаковке своей продукции. По величине угла (tan δ) можно судить о качестве изоляции: чем меньше угол δ, тем выше диэлектрические свойства изоляционного материала.

Методика расчета

Рисуем схему, в которую включен конденсатор с диэлектриком. При этом активная мощность в этой цепи должна соответствовать мощности, рассеиваемой в диэлектрике рассматриваемого конденсатора, а угол смещения, образованный векторами тока и напряжения, должен быть равен углу смещения в конденсаторе. Такие традиционные схемы с последовательным и параллельным включением активного сопротивления показаны на рис. 1. Векторные диаграммы для каждой схемы основаны на одном и том же изображении.

Эквивалентные диэлектрические цепи
Рис. 1. Эквивалентные диэлектрические цепиФормулы расчета
Рис. 2. Формулы для расчета

Значение символов ясно из рисунка 1.

Отметим, что в качественных диэлектриках значение tan2 δ очень мало, поэтому им можно пренебречь. Тогда каждая из формул для расчета диэлектрических потерь примет вид: Pa = U2 * ω * C * tδ. Если напряжение в этой формуле выражено в вольтах, угловая частота (ω) в с-1 и емкость C в фарадах, мы получаем мощность (Па) в ваттах.

Очевидно, что параметры расчетов по вышеприведенным схемам зависят от частоты. Отсюда следует, что после расчета параметров диэлектриков на одной частоте их нельзя автоматически переносить для расчетов в других частотных диапазонах.

Механизмы потерь по-разному проявляются в твердых, жидких и газообразных веществах. Рассмотрим характер дисперсии в этих диэлектриках.

Тангенс угла диэлектрических потерь для постоянного тока

Объем и стандарты испытаний электрооборудования регулируют нас для различных типов управления (P, K, T, M….), среди других испытаний, которые должны выполняться на различном электрическом оборудовании, например, силовых трансформаторах (автотрансформаторах), реакторах генераторов, втулок и втулок, проверьте угол касательных диэлектрических потерь (tan δ).
Эта, на мой взгляд, очень хорошо написанная статья ответит на вопросы о том, что такое тангенс угла диэлектрических потерь, от чего он зависит, как его измеряют.
Статья написана в 1958 году и, конечно, по состоянию на 2015 год существует большое количество приборов для измерения тангенса угла диэлектрических потерь, а мост МД-16 уже большая редкость.

Значение tan (угол диэлектрических потерь), являющееся мерой потерь в изоляции, характеризует общее состояние. Если бы изоляция была сделана из идеального диэлектрика, в ней не было бы потерь и при включении переменного напряжения она не потребляла бы активную мощность.
Когда на такую ​​идеальную изоляцию подается переменное напряжение, происходит чередование заряда и разряда, и в цепи появляется переменный емкостной ток. В этом случае вся энергия, полученная изоляцией во время зарядки, возвращается в сеть при разряде.
Произведение емкостного тока на напряжение дает значение реактивной или емкостной мощности; она пропорциональна емкости изоляции (помимо частоты и квадрата приложенного напряжения). Следовательно, изоляция из идеальных диэлектриков будет потреблять только реактивную (емкостную) энергию из сети.
Однако практически идеальных диэлектриков не бывает. В реальной изоляции всегда есть потеря энергии, поэтому при подаче напряжения потребляется не только реактивная, но и активная энергия из сети из-за энергопотребления изоляции. Отношение активной мощности, потребляемой изоляцией, к реактивной мощности называется тангенсом угла диэлектрических потерь. Поскольку активная мощность, потребляемая изоляцией, намного меньше реактивной мощности, а их отношение обычно измеряется сотыми долями, тангенс угла диэлектрических потерь удобнее выражать в процентах.
Энергозатратность утеплителя вызвана разными причинами. Во многих твердых диэлектриках под действием приложенного переменного напряжения возникают колебания частиц с электрическими зарядами (атомов, молекул), которые сопровождаются затратами энергии. Более того, все диэлектрики в той или иной степени проводят ток не только путем зарядки и разрядки, но и напрямую, и протекание этого тока (проводящий ток), как и в проводниках, связано с потерями. Особенно большие потери возникают в неоднородных изоляционных материалах, в которых наряду с хорошими диэлектриками присутствуют вещества с низкими диэлектрическими свойствами. Емкостные токи, протекающие через включения этих веществ в толще материала, создают значительные потери; относительно небольших примесей таких веществ, распределенных по объему материала, достаточно для значительного увеличения потерь в таком материале. Особенно очевидно влияние включений относительно хорошо проводящего вещества, такого как вода, которая, проникая в поры волокнистых материалов, значительно увеличивает диэлектрические потери.
Следовательно, увеличение влажности электрического картона с 0,5 до 3,0% приводит к увеличению диэлектрических потерь примерно в 25 раз.
Поскольку реактивная мощность в этом случае изменяется относительно мало (она, как было сказано выше, зависит от емкости), тангенс угла диэлектрических потерь также значительно увеличивается. В этом случае он увеличивается с 0,8 до 11,0%.
Следовательно, тангенс угла диэлектрических потерь является чувствительным индикатором влажности изоляции, особенно если она сделана из волокнистых материалов и полностью влажная (как, например, в трансформаторах).
важно, чтобы величина тангенса угла диэлектрических потерь не зависела от размера изоляции: если вся изоляция однородна по своим свойствам, то активная и реактивная мощности будут зависеть от них в равной степени.
Из-за этих ценных свойств величины тангенса угла диэлектрических потерь его измерение широко используется для проверки содержания влаги в изоляции трансформаторов и некоторых других типов электрического оборудования.
Однако использование тангенса угла диэлектрических потерь в качестве индикатора влагоизоляции имеет недостатки.
Величина тангенса угла диэлектрических потерь зависит не только от степени влажности в изоляции, но и от других причин. В частности, увеличение тока проводимости какой-либо части изоляции (например, из-за загрязнения) в некоторых случаях может привести к увеличению тангенса угла диэлектрических потерь. Известны случаи повышения tg в трансформаторах из-за загрязнения вводов, трещин на них, которые создавали ложное впечатление влажности в изоляции трансформаторов.
Увеличение тангенса угла диэлектрических потерь в трансформаторах также может быть вызвано наличием воздуха во вводах, образованием осадка обмоток, использованием масла с большим тангенсом угла диэлектрических потерь и другими причинами; для некоторых трансформаторов тангенс угла диэлектрических потерь имеет повышенное значение из-за конструктивных характеристик. С другой стороны, опасное увлажнение небольших участков изоляции может мало повлиять на общие потери в изоляции и, следовательно, на величину загара.
Следовательно, измерение tan на трансформаторах должно сопровождаться определением других диэлектрических характеристик изоляции (сопротивления изоляции, коэффициента поглощения, значений C2 / C50 и т.д.). Только сравнив все эти характеристики, можно сделать правильную оценку состояния изоляции.
Загар не только смачивает утеплитель, но и в какой-то мере является индикатором наличия в нем воздушных включений. Таким образом, если тангенс угла диэлектрических потерь увеличивается с увеличением приложенного напряжения, это означает, что в изоляции есть включения воздуха. Объясняется это тем, что с повышением напряжения воздух начинает проводить все больший ток, а значит потери увеличиваются. Ранее это свойство тангенса угла диэлектрических потерь пытались использовать для определения состояния изоляции электрических машин. На данный момент такие измерения при эксплуатации не используются, так как эксплуатационная практика показала, что при оценке состояния изоляции электрических машин наличие в ней воздушных включений не играет важной роли.
Измерение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции электрооборудования выполняется на частоте 50 Гц, при измерении на более высокой частоте тангенс угла диэлектрических потерь этой изоляции будет меньше, чем у 50 Гц. Для измерения tg изоляции Из вводов и обмоток трансформаторов используются специальные устройства — высоковольтные мосты, в которых ток, протекающий через изоляцию, сравнивается с током в искусственной цепи, состоящей из конденсаторов и резисторов.
Наиболее распространен передвижной мост типа МД-16 производства завода Энергоприбор. Измерения обычно производятся при напряжении 10 кВ (питание моста осуществляется от повышающего трансформатора).
Значение tan сильно увеличивается с увеличением температуры изоляции, что следует учитывать при сравнении результатов измерений, выполненных при разных температурах.

Что такое мостовая схема

Мостовое соединение — это тип соединения, при котором между двумя точками существует компонент моста, который не соединяет источники напрямую. При одинаковых значениях отслеживания отсутствует ток по диагонали, поэтому можно получить эквивалентность.

Диэлектрическая потеря • ru.knowledgr.com

Диэлектрические потери количественно определяют собственное разложение диэлектрического материала под действием электромагнитной энергии, например, при высокой температуре.

Это может быть параметризовано с точки зрения угловых потерь или с точки зрения тангенса угла соответствующих потерь.

Оба относятся к фазору в комплексной плоскости, действительная и мнимая части которого представляют собой (с потерями) компонент, устойчивый к электромагнитному полю, и его реактивный (без потерь) аналог).

Перспектива электромагнитного поля

Со временем, по мере изменения электромагнитных полей, электромагнитная энергия обычно рассматривается как волны, распространяющиеся через свободное пространство, в линии передачи, в микрополосковой линии или через волновод.

В этих средах часто используются диэлектрики для механической поддержки электрических проводников и удержания их на фиксированном расстоянии друг от друга или для создания барьера между различными давлениями газа и передачи электромагнитной энергии.

Уравнения Максвелла решаются для компонентов электрического и магнитного полей распространяющихся волн, которые удовлетворяют граничным условиям геометрии конкретной среды.

Если мы предположим, что у нас есть волновая функция такая, что

:,

то уравнение ротора Максвелла для магнитного поля можно записать как:
где — мнимая составляющая диэлектрической проницаемости, приписываемая явлениям связанного заряда и релаксации диполя, которые вызывают потерю энергии, неотличимую от потери проводимости без заряда, количественно выраженную как.

Компонент ‘представляет известную диэлектрическую проницаемость без потерь, полученную как произведение диэлектрической проницаемости в свободном пространстве и ее реальной диэлектрической проницаемости, или’ = ε ′.

Затем тангенс угла потерь определяется как отношение (или угол в комплексной плоскости) между реакцией потерь на электрическое поле E в уравнении ротации и реакцией без потерь:

Для диэлектриков с малыми потерями этот угол составляет 1 и tg δ ≈ δ. После некоторых дальнейших вычислений для получения решения для областей электромагнитных волн оказывается, что мощность спадает с расстоянием распространения z как

:, где это находится

: начальная мощность,

:,

: — угловая частота волны e

: λ — длина волны в диэлектрике.

Часто есть и другие вклады в потери мощности для электромагнитных волн, которые не включены в это выражение, например, из-за тока стенки проводников линии передачи или волновода. Более того, аналогичный анализ может быть применен к транснациональному потенциалу, в котором с последующим определением тангенса угла магнитных потерь.

Также можно определить тангенс угла электрических потерь:

О введении эффективной диэлектрической проводимости (см относительная диэлектрическая проницаемость # Среда с потерями).

Термины и определения по ГОСТ 21515-76 диэлектрические материалы (ред. №1, 2), ГОСТ от 29 января 1976 г. 21515-76
Что такое диэлектрические потери?
Термины и определения ГОСТ 21515-76 «Материалы диэлектрические» (ред. №1, 2)
Что такое диэлектрические потери и что их вызывает
Термины и определения по ГОСТ 21515-76 диэлектрические материалы (ред. №1, 2), ГОСТ от 29 января 1976 г. 21515-76
Что такое диэлектрические потери?
Что такое диэлектрические потери?
Термины и определения ГОСТ 21515-76 «Материалы диэлектрические» (ред. №1, 2)
Что такое диэлектрические потери и что их вызывает
Термины и определения по ГОСТ 21515-76 диэлектрические материалы (ред. №1, 2), ГОСТ от 29 января 1976 г. 21515-76

Характеристика диэлектрических потерь в жидких диэлектриках

Здесь величина потерь напрямую связана с составом. Если жидкость нейтральна и не содержит примесей, величина потерь также стремится к нулю из-за низкой электропроводности.

В технических целях используются жидкости с полярностью или смеси нейтральных и дипольных (в том числе соединения). Стоимость их потерь значительно выше.

Потери в полярных жидкостях происходят из-за такого свойства, как вязкость, и называются диполем, поскольку они определяются поляризацией диполя. В то же время при низкой вязкости потери невелики, с ее увеличением потери увеличиваются.

Кроме того, в жидкостях наблюдается сложная зависимость диэлектрических потерь от температуры. С повышением температуры тангенс δ увеличивается до максимального значения, после чего снова падает до минимума и снова увеличивается, что связано с изменением электропроводности под действием температуры.

Что способствует повышению диэлектрических потерь

Норма диэлектрических потерь прописывается в инструкции к конкретному устройству. Есть факторы, вызывающие колебания и отклонения от нормы (обычно это повышение). Есть несколько видов:

  • для равномерной электропроводности сквозного типа;
  • ионизирующий;
  • резонансный;
  • из-за поляризации.

Если график частоты и температуры зависимости интуитивно понятен, ситуация иная с другими факторами, приводящими к негативному явлению. Обратите внимание, что нагрев трансформаторного масла приводит к более интенсивному смещению, а иногда даже смещению диэлектрических зарядов. При стабильно низких температурах вязкость не меняется, поэтому смещения диполей нет.

Но увеличение частоты приводит к лучшей проводимости. Показания емкостного тока могут сдвигать диполи; при более высоких показаниях трение уменьшается. Рост угла также провоцирует проявление влаги в любом виде (также может быть газообразное состояние). Это приводит к увеличению показателя ионизации, при увеличении увеличения напряжения.

Диэлектрические потери в разных диэлектриках

В газах

Для газообразных веществ или их включений в диэлектрических материалах ионизационные потери характерны при определенных условиях: когда молекулы газа ионизируются. Например, ионизация газа происходит при сбоях в электросети из-за тока. В этом случае молекулы газа превращаются в ионы, создавая проводящий канал с максимальной силой. Следовательно, диэлектрические потери нарастают лавинообразно, стремясь к максимальному углу tg.

При таких диэлектрических потерях мощность быстро растет: Pi = A1 f (U — Ui) 3, где A1 — постоянная, которая зависит от типа вещества, f — частота поля, а символы U, Ui указывают приложенное напряжение и напряжение ионизации, которое зависит от давления газа.

Если напряжение Ui не достигает порога, необходимого для начала процесса ударной ионизации, то нагрев диэлектрика незначителен, так как во время поляризации пространственная ориентация дипольных молекул в газах не влияет на электропроводность. Поэтому газы — лучшие диэлектрики с низкими потерями, особенно в высокочастотном диапазоне.

Зависимость тангенса угла рассеяния мощности в диэлектриках с газовыми включениями иллюстрирует график на рис.3.

Касательная зависимость угла изоляторов с воздушными включениями от напряжения
Рис. 3. Зависимость тангенса угла потерь

В жидких диэлектриках

Наличие диэлектрических потерь в жидкостях в основном зависит от их полярности. В среде неполярных диэлектриков дисперсия обусловлена ​​электропроводностью. При наличии дипольных молекул в жидких веществах (так называемых полярных жидкостях) рассеяние мощности может быть значительным. Это связано с увеличением электропроводности из-за дипольной релаксационной поляризации.

Жидкие полярные изоляторы имеют ярко выраженную зависимость от потери вязкости. Поворачиваясь под действием магнитного поля в вязкой среде, диполи за счет трения нагревают ее. Рассеиваемая мощность жидкого диэлектрика увеличивается по мере того, как механизмы поляризации идут в ногу с изменениями электрического поля. При достижении максимальной поляризации процесс стабилизируется.

В твердых веществах

Высокочастотные диэлектрики с неполярной структурой имеют небольшой загар. К ним относятся качественные материалы:

  • сера;
  • полимеры;
  • парафин и некоторые другие.

Потери для диэлектриков с полярной молекулой более значительны. К таким материалам относятся:

  • органическое стекло;
  • эбонит и другие резиновые вещества;
  • полиамиды;
  • материалы, содержащие целлюлозу;
  • фенолформальдегидные смолы.

Керамические диэлектрики без примесей имеют плотную структуру ионной решетки. Они обладают высоким удельным сопротивлением, а величина тангенсации таких материалов не превышает 10-3.

Вещества со свободным расположением ионов обладают ионной поляризацией. Также проявляют электронную поляризацию tg поляризации этих диэлектриков еще выше — от 10-2.

Сегнетоэлектрики и вещества со сложной гетерогенной структурой, такие как текстолит, пластик, гетинакс и другие, имеют tan δ> 0,1.

Рассеяние мощности из-за сквозной проводимости происходит во всех диэлектриках. Однако потери становятся заметными только на частотах от 50 до 1000 Гц, в температурном режиме выше 100 ºC. Высокое переменное напряжение, как и удельное сопротивление, также влияет на величину рассеивания.

Факторы, которые увеличивают тангенс угла диэлектрических потерь

Специалисты выделяют несколько факторов, которые приводят к увеличению взятки. На первый взгляд они кажутся незначительными, но в конечном итоге определяют КПД трансформатора.

Наличие мыла в маслах

Мыло в маслах, используемых для смазки обмоток трансформатора, приводит к изменению числового значения. Это связано с тем, что мыло вызывает дополнительную влагу, что приводит к снижению удельного сопротивления. Оттенки увеличивают проводимость, что сказывается на росте касательной.

Число потерь в газообразных веществах

Поскольку величина электропроводности в газообразных веществах очень мала, количество диэлектрических потерь в них также невелико.

Когда происходит поляризация молекул газа, диэлектрические потери не возникают. В этом случае используется зависимость, называемая кривой ионизации. Эта зависимость показывает, что если касательная увеличивается с ростом напряжения, то это доказательство того, что в данном случае в изоляции присутствуют газовые включения. Если ионизация значительна, потеря газа также может привести к перегреву и разрушению изоляции.

Поэтому при изготовлении утеплителя очень важно исключить газовые включения. Для этого используется специальная обработка. Он включает сушку утеплителя в вакууме, после чего все поры заполняются компаундом под давлением. Следующий шаг — запустить.
Ионизация производит озон и оксиды азота, что приводит к разрушению органической изоляции. Если эффект ионизации появляется там, где поля нерегулярны, это приводит к значительному снижению эффективности при передаче (это происходит на линиях электропередач).

Диэлектрические потери – это …

Диэлектрические потери — это часть энергии электрического поля, которая необратимо преобразуется в тепло в диэлектрике.

Диэлектрические потери — это электрическая мощность, затрачиваемая на нагрев диэлектрика в электрическом поле.

Глядя на технические параметры трансформаторных масел любой марки, вы увидите строчку, в которой будет написано «тангенс угла диэлектрических потерь». Что это за показатель и так ли он важен? Попробуем разобраться.

Сначала дадим определение диэлектрическим потерям. Диэлектрические потери — это энергия, которая рассеивается в материале, когда он подвергается воздействию электромагнитного поля.

Для численной характеристики способности диэлектрика к такому рассеянию был введен тангенс угла диэлектрических потерь. Обычно это определяется эмпирически.

Предполагается, что диэлектрик является диэлектриком конденсатора и что его емкость и угол измеряются, что завершает фазовый сдвиг между током и напряжением исследуемой цепи на 90º. Тангенс этого угла является тангенсом угла диэлектрических потерь.

Если предположить, что изоляционная система состоит из идеального диэлектрика, в этом случае не будет потерь при приложении переменного напряжения. Но на практике идеальных материалов не существует, и потери энергии будут происходить всегда. Вопрос только в их количестве.

Что такое диэлектрические потери и что их вызывает
Термины и определения по ГОСТ 21515-76 диэлектрические материалы (ред. №1, 2), ГОСТ от 29 января 1976 г. 21515-76
Что такое диэлектрические потери?
Что такое диэлектрические потери?
Термины и определения ГОСТ 21515-76 «Материалы диэлектрические» (ред. №1, 2)
Что такое диэлектрические потери и что их вызывает
Термины и определения по ГОСТ 21515-76 диэлектрические материалы (ред. №1, 2), ГОСТ от 29 января 1976 г. 21515-76
Что такое диэлектрические потери?
Что такое диэлектрические потери?
Термины и определения ГОСТ 21515-76 «Материалы диэлектрические» (ред. №1, 2)

Во многих случаях удобно рассчитывать тангенс угла диэлектрических потерь, вычисляя соотношение между активной мощностью, потребляемой изоляцией, и реактивной мощностью.

Активная мощность, потребляемая изолирующей средой, обычно незначительна по сравнению с реактивной мощностью. Следовательно, при делении получаются значения, не превышающие сотых.

Для удобства последующих расчетов тангенс угла диэлектрических потерь принято рассчитывать в процентах.

Почему повышается тангенс угла диэлектрических потерь трансформаторных масел?

Если предположить, что в трансформаторе используется масло хорошего начального качества, можно сказать, что увеличение диэлектрических потерь связано с проникновением примесей в диэлектрик. Чаще всего это плохо пропеченные трансформаторные краски. На тангенс угла диэлектрических потерь влияют старые шламы, мыла, кислотные шламы, не содержащие металлов (кислоты, смолы, асфальтены, карбены и т.д.).

Международная электротехническая комиссия рекомендует использовать свежие масла, тангенциальные диэлектрические потери которых не превышают 0,5% при 90 ° C.

Как снизить тангенс угла диэлектрических потерь?

Тангенс угла диэлектрических потерь является одним из критических параметров. Это связано с тем, что превышение нормируемых значений требует замены или восстановления (регенерации) трансформаторного масла.

С точки зрения финансовых затрат второй вариант кажется более перспективным, поскольку он позволяет повторно использовать нефтепродукт по назначению.

Объем масла, необходимый для восполнения небольших потерь, возникающих при регенерации, несопоставим с объемом, который потребуется для полной замены используемого сырья.

GlobeCore предлагает универсальное оборудование, предназначенное для очистки, дегазации и регенерации трансформаторных масел. Это установки типа СММ-Р.

К несомненным достоинствам агрегатов СММ-Р можно отнести возможность многократно восстанавливать свойства сорбента непосредственно в процессе переработки нефти и работы с трансформаторами под напряжением.

Технологии GlobeCore — это не только значительная экономия денежных и нефтяных ресурсов, но и вклад в снижение количества вредных выбросов! Чем меньше отработанных масел на нашей планете несанкционированно сбрасывается в почву и водоемы, тем они будут чище.

Помните, что диэлектрические потери — это не приговор, и при грамотном подходе вы сможете контролировать модификацию этого параметра.

Что такое диэлектрические потери и что их вызывает
Термины и определения по ГОСТ 21515-76 диэлектрические материалы (ред. №1, 2), ГОСТ от 29 января 1976 г. 21515-76
Что такое диэлектрические потери?
Термины и определения ГОСТ 21515-76 «Материалы диэлектрические» (ред. №1, 2)
Что такое диэлектрические потери и что их вызывает
Термины и определения по ГОСТ 21515-76 диэлектрические материалы (ред. №1, 2), ГОСТ от 29 января 1976 г. 21515-76
Что такое диэлектрические потери?
Что такое диэлектрические потери?
Термины и определения ГОСТ 21515-76 «Материалы диэлектрические» (ред. №1, 2)
Что такое диэлектрические потери и что их вызывает

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь

Для измерения емкости и угла диэлектрических потерь (o) эквивалентная схема конденсатора представлена ​​как идеальный конденсатор с активным сопротивлением, подключенным последовательно (последовательная цепь), или как идеальный конденсатор с активным сопротивлением, подключенным параллельно (параллельная схема).

Величина угла диэлектрических потерь обычно не превышает сотых или десятых доли единицы (поэтому угол диэлектрических потерь обычно выражается в процентах), а потери для эквивалентных схем:

где
— напряжение;
— потеря активной мощности;
— активное сопротивление;
— емкость измеряемого объекта;
— угловая частота.

Потери пропорциональны квадрату напряжения и частоты, приложенных к диэлектрику.

Величина тангенса угла диэлектрических потерь () нормирована на температуру 20 ° С, поэтому измерение необходимо проводить при температурах, близких к нормированным (10-20 °). В этом диапазоне температур изменение диэлектрических потерь невелико, и для некоторых типов изоляции измеренное значение можно сравнить без пересчета с нормированным значением для 20 ° C. В изоляции, которая находится под влиянием переменного напряжения, поглощается определенное количество электричества, которое превращается в тепло. Энергия (мощность), потребляемая за единицу времени, определяет диэлектрические потери в изоляции. Если бы не было диэлектрических потерь, фазовый угол между напряжением на изоляции и током, протекающим через изоляцию, был бы точно 90 °.

В изоляции, изготовленной из любого используемого материала, при наличии диэлектрических потерь фазовый угол между напряжением и током составляет менее 90 °.

Потери P в диэлектрике пропорциональны углу диэлектрических потерь. Чем он больше, тем больше диэлектрические потери при прочих равных, т.е качество диэлектрика хуже. Когда на изоляцию подается переменное напряжение, процесс зарядки конденсаторов и протекание тока через сопротивления цепи повторяется каждый период. Полный установившийся ток будет определяться двумя составляющими: — активной составляющей тока как функцией сопротивления изоляции и — реактивной составляющей как функцией геометрической емкости. Поскольку диэлектрические потери зависят не только от свойств и состояния изоляции, но и от приложенного напряжения, судить о качестве изоляции по величине активной составляющей тока все же невозможно.

Тангенс угла диэлектрических потерь характеризует общее состояние изоляции, и прежде всего ее влажность, независимо от геометрических размеров. Параметр практически не зависит от размеров диэлектрика, так как при изменении его размеров пропорционально изменяются активная и реактивная составляющие тока, протекающего через диэлектрик, а также надежность изоляции по отношению к ее тепловому пробою и стареющая общая изоляция. Угол диэлектрических потерь изоляции зависит от общего состояния изоляции. Если изоляция мокрая или появились посторонние включения, вызванные ионизацией включений в воздухе, то она резко увеличивается. Угол диэлектрических потерь в крупных объектах позволяет судить только о среднем состоянии изоляции, поскольку локальные и концентрированные дефекты изоляции больших объемов плохо обнаруживаются при измерении или не обнаруживаются вообще. Это можно объяснить тем, что увеличение в таких случаях вызвано ухудшением небольшой части объема утеплителя, но остается практически неизменным и определяется всем объемом утеплителя. Локальные и концентрированные дефекты встречаются у предметов малых геометрических размеров. Путем измерения диэлектрических потерь проверяется изоляция вводов, вводов и обмоток конденсаторов, трансформаторов, трансформаторов тока, а также длинных кабелей и других типов изоляции (за исключением фарфора). Измерение диэлектрических потерь широко применяется в лабораторных условиях и в ремонтных мастерских для проверки изоляции после ремонта, а также для контроля диэлектрических потерь масел и присадочных смесей.

Подготовка к измерениям

Если электрофизические показатели определяются в образце, взятом из трансформатора, или в образце, подготовленном для заполнения резервуара, он не подвергается предварительной обработке.

При испытании масла после транспортировки или хранения на складе электрические параметры сухого масла определяют предварительной сушкой. Для этого масло пропускается через фильтрующую воронку при температуре 60… 80 ° C и избыточном давлении 1333… 2666 Па (10… 20 мм рт. Ст.) С последующим уплотнением в таких условиях тонким слоем (5… 10 мм) на 50 минут.

Затем производятся измерения сопротивления изоляции обмоток, коэффициента поглощения, тангенса угла диэлектрических потерь.

На основании проведенных замеров делается вывод о сушке утеплителя.

Для приведения сопротивления изоляции к нормативному значению используются различные виды сушки изоляции.

Различают следующие виды сушки: контрольный нагрев контроль сушки, а также сушка.
Все виды сушки преследуют одну цель: привести изоляцию трансформатора в состояние, соответствующее требованиям и стандартам.

В случае незначительной (поверхностной) влажности изоляции необходимо провести контрольную сушку трансформаторов. Для трансформаторов напряжением 110 кВ вместо контроля сушки допускается контроль нагрева в масле без вакуума при температуре верхних слоев масла, превышающей максимальную температуру, указанную в паспорте трансформатора: на 5 ° С — при нагревается коротким замыканием или постоянным током, а от 15 ° С — при индукционном нагреве или циркуляции масла через электронагреватели.

Температуру необходимо измерять термометрами сопротивления, установленными в верхних слоях масла. Продолжительность нагрева до температур 5-15 ° С должна быть не менее 36 часов для трансформаторов 110 кВ мощностью менее 80 МВА; 54 ч для трансформаторов 110 кВ мощностью 80 МВА и выше. Если после контрольного нагрева характеристики изоляции не соответствуют предельным нормам, необходимо провести контрольную сушку.

Отношение не стандартизировано, его необходимо учитывать при принятии решения об отказе от сушки трансформаторов. Обычно эти соотношения для неувлажненных обмоток при температуре 10-30 ° С одинаковы: для обмоток до 35 кВ — не менее 1,3; для обмоток 110 кВ и выше — 1,5-2. Для мокрых обмоток и обмоток с локальными дефектами изоляции это соотношение приближается к 1.

Бумажная изоляция трансформаторов рассчитана на надежную работу только при наличии высоких изоляционных свойств: прочности, диэлектрической прочности, емкости и низких диэлектрических потерь. Эти факторы в основном зависят от влажности утеплителя.

Благодаря капиллярной структуре бумажная изоляция очень гигроскопична. Чуть менее гигроскопичное трансформаторное масло. Поэтому, находясь на воздухе, активная часть, даже пропитанная маслом, увлажняется, кроме того, в старых трансформаторах без осушителей воздуха изоляция увлажняется даже при длительной эксплуатации. Изоляция только что изготовленных обмоток также имеет повышенную влажность.

Процесс термодинамической сушки включает нагрев изоляции и перемещение влаги из ее внутренних пор к поверхности, а затем в окружающую среду. Чем выше температура нагрева утеплителя, тем больше разница между парциальными давлениями в соседних слоях утеплителя и тем интенсивнее высыхание, следовательно, утеплитель нагревается до температуры 100-105 ° С. При этом эффективно снижать давление в окружающем пространстве, то есть создавать вакуум.

Контроль нагрева

Трансформаторы изготавливаются в одном из следующих корпусов:

— характеристики изоляции не соответствуют нормам; срок хранения трансформатора без доливки масла превышает установленный срок, но не более 7 месяцев;

— время пребывания активной части в воздухе со слитым маслом превышает норму, но не более чем в два раза;

— при наличии признаков увлажнения масла или при значениях ∆С / С (для трансформаторов, перевозимых без масла) выше нормы.

Контрольный нагрев осуществляется маслом без вакуума по методикам:

постоянный ток;

короткое замыкание;

индукция.

Температура верхних слоев масла при контрольном нагреве не должна превышать 75 ° С и не превышать 15 ° С паспортной температуры при нагреве индукционным и циркуляционным методами и не более чем на 5 ° С выше паспортная температура при нагреве методом постоянного тока или методом короткого замыкания… Контрольный нагрев заканчивается, когда температура верхних слоев масла на 5 ° С выше температуры, при которой осуществляется нагрев. Контроль нагрева методами постоянного тока и короткого замыкания запрещается до получения положительных результатов следующих измерений: данные холостого хода при пониженном напряжении; сопротивление обмоток постоянному току и коэффициент трансформации в выбранном положении переключателей; сопротивление изоляции обмоток, а также в случае обнаружения каких-либо дефектов активной части.

Контролируемая сушка производится в следующих случаях:

— характеристики утеплителя после контрольного нагрева не соответствуют нормативам;

— признаки намокания или утечки масла.

Контроль предварительной сушки отличается от контроля нагрева тем, что он выполняется с использованием вакуума 46,5 кПа (350 мм рт. Ст.) При температуре верхнего масляного слоя 80 ° C.

Контролируемая сушка проводится, если из-за контролируемого нагрева характеристики изоляции не соответствуют нормативам. В процессе контролируемой сушки каждые 12 часов масло циркулирует через трансформатор в течение 4 часов с мощностью до 80 000 кВА.

Схема контрольной сушки представлена ​​на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Схема контрольной сушки: 1 — бак трансформатора; 2 — вакуумметр; 3 — кран; 4 — насос; 5 — вакуумный насос

Если из-за контрольной сушки трансформатора в масле характеристики изоляции не соответствуют нормативам, необходимо просушить трансформатор.

Сушка производится в следующих случаях:

— на активной части или в баке есть следы воды;

— трансформатор хранился без масла или без масла более 1 года;

— индикаторный силикагель увлажнен, потерял синий цвет;

— нахождение активной части в воздухе вдвое или больше установленного времени;

— характеристики изоляции трансформатора после высыхания контроля не соответствуют нормативам.

Сушка трансформаторов. Сушка активной части в стационарных сушильных шкафах, доступных на всех крупных предприятиях по ремонту электрооборудования, может выполняться как вакуумным, так и безвакуумным методами. При отсутствии печей сушку проводят методом индукционных потерь в стали резервуара.

Вакуумная сушка осуществляется в вакуумных сушильных шкафах и обеспечивает быструю, качественную сушку с низким энергопотреблением. Паровое отопление — самое дешевое, электрическое — наименее экономичное. Вакуумный сушильный шкаф для сушки трансформаторов типоразмеров I-II показан на рис. 5.3. Используются печи с верхней и боковой загрузкой с герметичными дверцами.

Рис. 5.3. Вакуумная сушильная печь для сушки активных частей трансформаторов I-II габариты: 1 — емкость со съемной крышкой; 2 — теплоизоляция; 3 — уплотнение; 4 — охладитель воды; 5 — вакуумный насос; 6 — градусник; 7 — циркуляционный насос; 8 — чайник с электрическими сопротивлениями; 9 — подающая трубка; 10 — ввод для измерения сопротивления изоляции; 11 — змеевик нагревательный; 12 — вакуумметр; 13 — коллектор конденсата

Активная часть трансформатора загружается в печь. Предварительно для контроля высыхания концы обмоток соединяются между собой проводником и вытягиваются через ввод. Сушка начинается с нагрева до вакуума 8085 кПа, постепенно повышая температуру до 95-105 ° С. Нагрев трансформаторов мощностью до 100 кВ ∙ А длится 3 часа, а при повышенной мощности — 5 часов вакуум увеличивается равномерно, и в течение 15 минут устанавливается остаточное давление около 40 кПа, которое поддерживается в течение 1 часа, затем в течение 15 минут вакуум повышается до максимума и сушка завершается.

В процессе сушки влага отбирается из колонны конденсатора каждый час, ее количество и значение сопротивления изоляции фиксируются в журнале сушки. При отсутствии выхода влаги из колонки в течение 3 часов подряд (для трех измерений) и показания мегомметра соответствуют нормативам, нагрев отключается (пар закрывается), вакуумные насосы останавливаются, разрежение постепенно снижается удаляется с помощью клапана впуска воздуха, печь разгерметизируется.

С точки зрения дальнейшей эксплуатации прямое заполнение активной части маслом в топке очень эффективно. В этом случае масло заполняет поры утеплителя, ранее занятые влагой.

Продолжительность вакуумной сушки зависит от степени влажности изоляции обмотки, мощности печи, мощности вакуумных насосов и герметичности уплотнений. Она должна длиться не менее 14 ч. Типичная программа вакуумной сушки показана на рис. 5.4.

К достоинствам вакуумной сушки можно отнести скорость, высокое качество и стабильную технологию, а к недостаткам — необходимость постоянно поддерживать сложное и дорогостоящее оборудование в исправном состоянии и, как следствие, высокие эксплуатационные расходы (в сушильном отделении должна быть организована круглосуточная работа без выходных). ; необходимость поддерживать очень высокий вакуум, который трудно поддерживать, поскольку уплотнения духовки быстро изнашиваются, а их замена трудна и дорога.

Рис. 5.4. Кривые высыхания изоляции обмотки трансформатора: 1 — температура обмотки; 2 — пустой; 3 — сопротивление изоляции; 4 — огибающая выхода конденсата

Сушка без вакуума выполняется в стационарных тупиковых печах с электрическими, паровыми, индукционными или воздушными нагревателями. Активная часть трансформатора загружается на тележку, закатывается в печь, печь закрывается и включается нагрев. Естественная сушка длится дольше, чем в вакуумной печи. Есть только один критерий для завершения сушки: сопротивление изоляции, соответствующее стандартам, должно иметь установившееся значение в течение 3-4 часов. Сопротивление изоляции измеряется на трех изоляционных участках: обмотки высокого напряжения по сравнению с подключенными обмотками низкого напряжения к делу; Обмотки НН по отношению к обмоткам ВН, подключенным к корпусу; Обмотки ВН и НН соединены между собой относительно корпуса. При любых измерениях все выходные концы обмоток ВН соединяются между собой, концы обмоток НН также соединяются между собой. Из этих соединений, а также из балок ярма (корпуса) вытягиваются провода.

В методе сушки без вакуума прокладки не требуются, но используется электрическая и тепловая изоляция проводов от горячих металлических частей печи. Контроль температуры в печи осуществляется термопарами или другими датчиками температуры. Чтобы ускорить процесс сушки ближе к его завершению, рекомендуется выполнить одну или две 20-минутные продувки печи теплым или сухим окружающим воздухом для удаления скопившихся в ней паров. В этом нет необходимости при обогреве духовок воздухонагревателями, так как в духовке постоянно циркулирует воздух.

Сушка активной части может осуществляться следующими способами: в вакуумных сушильных шкафах или печах, в сушильных шкафах или печах без вакуума, в собственном вихретоковом баке (индукционный метод), в собственном баке токами короткого замыкания, в собственном баке с постоянным током, в собственном баке с униполярными токами, в собственном баке с сухим горячим маслом, в своей камере или в собственном баке с горячим сухим воздухом от тепловентилятора. Каждый из этих методов позволяет добиться качественной сушки активной части. Однако стоимость оборудования, прямые затраты энергии на отопление, отвод избыточного тепла, циркуляцию и прочее не будут прежними. Поэтому для каждого типа сушки используются разные методы.

Сушка методом постоянного тока.

Для нагрева трансформатора постоянным током необходимо пропустить через его обмотки ток, близкий к номинальному (обычно используются обмотки ВН и СН). Для равномерного нагрева желательно обеспечить последовательное или параллельное соединение всех трех фаз обмоток. Иногда используются схемы с последовательным соединением обмоток только двух фаз или схемы, в которых две фазы соединены параллельно, а третья — последовательно.

Напряжение, подаваемое на трансформатор на нагрев, в зависимости от схемы соединения его обмоток составит (В):

где — максимальный фазный ток нагретой обмотки, — фазное сопротивление обмотки при 15 ° С, Ом; = 0,84 ÷ 0,9 — коэффициент, учитывающий изменение сопротивления при нагреве;

– при параллельном включении всех трехфазных обмоток;

– с двумя фазами, соединенными параллельно и включенными последовательно с третьей.

В начале нагрева, пока температура верхних слоев масла не достигнет 40 ° С, допускается нагрев номинальным током, равным 1,2. В процессе нагрева температура верхних слоев масла контролируется тепловыми датчиками. Температура нагретой обмотки определяется ее омическим сопротивлением (измеренным в процессе нагрева) по соотношению:

где и — сопротивление обмотки и температура, указанные в паспорте трансформатора.

Время прогрева — не менее 10 часов, начиная с момента включения трансформатора.

Сушка методом короткого замыкания.

При сушке токами короткого замыкания одна из обмоток замыкается накоротко, а на другую прикладывается напряжение короткого замыкания, определяемое паспортными данными трансформатора. Схемы включения обмоток трехфазных трансформаторов данным способом нагрева показаны на рис. 5.5.

Мощность на обогрев трехфазных трансформаторов определяется по формулам, кВт:

— с потерями на короткое замыкание () менее 500 кВт и температурой обмотки 75 ° C

где = 500кВт. Для мощности> 500 кВт .

Если питание подается на обмотку меньшей мощности, ток нагрева (А) определяется по формуле

где — номинальный линейный ток питаемой обмотки, А.

Если мощности обмоток не равны, а мощность подводится к обмотке большей мощности, ток нагрева определяется по формуле:

где — (большая) номинальная мощность питаемой обмотки, кВ ∙ А; — номинальная (нижняя) мощность обмотки при коротком замыкании, кВ ∙ А.

Рис. 5.5. Схемы включения обмоток трехфазных трансформаторов при сушке методом короткого замыкания: а — трансформаторы двухобмоточные (1-2); б — трансформаторы трехобмоточные (3-8)

Напряжение нагрева трансформатора, когда мощности обмоток равны и не равны, а мощность подводится к обмотке большей мощности, определяется по формуле:

где — напряжение короткого замыкания. (%) пара обмоток, участвующих в нагреве; — номинальное напряжение питаемой обмотки, кВ.

Если мощность обмоток, участвующих в нагреве, не равна, а мощность подается на обмотку меньшей мощности, напряжение нагрева определяется по формуле:

Нагрев методом короткого замыкания (а также нагрев постоянным током) запрещается при обнаружении вышеперечисленных неисправностей.

Циркуляционная сушка горячего масла.

Этим методом можно просушить активную часть трансформатора без разборки на месте установки и отключить от сети только с отключением.

Корпус трансформатора соединен двумя маслопроводами (всасывающей и нагнетательной) с системой принудительной циркуляции масла. В систему входят масляный радиатор, фильтры и масляный насос. Схема сушки также может быть неопределенной, когда увлажненное масло, впитавшее влагу из утеплителя, больше не используется, а постепенно заменяется сухим теплым маслом до полного высыхания утеплителя.

В открытом контуре качество сушки выше, но требуется большое количество масла (примерно в десять раз больше масла в баке). В замкнутом контуре масло не успевает как следует высохнуть и попадает в бак трансформатора не такое гигроскопичное, как свежее, поэтому сушка занимает больше времени.

Также существует опасность того, что масло в замкнутой системе станет совершенно непригодным для использования, его остатки попадут в каналы обмоток и магнитопровода и способствуют быстрому износу только что налитого масла. Этот метод сушки особенно опасен для возгорания и рекомендуется использовать только в исключительных случаях, когда другие методы сушки не могут быть использованы.

Сушка активной части в баке униполярными токами.

Этот способ заключается в том, что на одну из обмоток трехфазного трансформатора подается пониженное однофазное переменное напряжение и обмотки соединяются таким образом, чтобы возбуждаемые в стержнях магнитные потоки имели одинаковые значения и направления во всех стержнях. Закрываясь по воздуху, металлические части и резервуар вызывают в них вихревые токи утечки, которые вызывают нагрев.

При этом методе сушки, как и при индукционной, тепло передается от металлических деталей через бумажную изоляцию к проводам, поэтому этот метод неэкономичен.

Для трансформаторов типоразмера I-II с соединением звезда-звезда и номинальным напряжением 6300/230 В напряжение (В), подаваемое на обмотку низкого напряжения, равно:

где — номинальная мощность трансформатора, кВ ∙ А.

Серьезными недостатками метода являются необходимость эмпирического подбора напряжения для других схем соединения обмоток, а также необходимость распайки обмоток при соединении одной из обмоток треугольником или зигзагом. Поэтому сфера его применения крайне ограничена.

Сушка за счет индукционных потерь в стали резервуара:

— наиболее распространенный метод сушки активных частей трансформаторов.

Бак трансформатора изолированный, намотанный намагничивающей обмоткой. Он может быть однофазным (чего вполне достаточно для трансформаторов I-II габаритов) или трехфазным. Источник переменного тока от источника питания 220 или 380/220 В подключается к обмотке через двух- или трехполюсный автоматический выключатель или автоматический выключатель.

Когда ток проходит через обмотку, в стальных стенках резервуара возбуждается магнитный поток, который, замыкаясь по периметру резервуара, вызывает вихревые токи внутри него, нагревая резервуар. Тепло от бака передается активной части.

Предварительные расчеты по эмпирическим формулам определяют количество витков намагничивающей обмотки, а во время сушки количество витков изменяется в соответствии с реальной температурой. Для этого намагничивающая обмотка может быть выполнена с одним или двумя регулирующими отводами (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Схема намагничивающей обмотки: 1 — Схема однофазной обмотки; 2 — схема трехфазной обмотки, соединенной звездой

Сушка активной части может производиться как маслом, так и без масла, и в зависимости от этого механизм сушки работает по-разному. Масло является теплоносителем и одновременно гигроскопичной средой, поглощающей влагу из изоляции. Активную часть с обмотками, смазанными маслом, рекомендуется просушивать, то есть при ремонте без замены обмоток. Новые обмотки сушатся без масла.

Для ускорения сушки предусмотрена принудительная циркуляция воздуха в полости бака, для чего на одно из отверстий в крышке бака установлен вытяжной вентилятор, который периодически включается.

Температура изоляции на разной высоте обмоток, верхнего и нижнего ярма, стенки резервуара и воздуха в верхней части резервуара контролируется термопарами. Температура изоляции поддерживается в пределах 95-105 ° C, а стенок резервуара — в пределах 110-130 ° C.

В начале сушки, после того как температура обмоток достигает 85-100 ° C, в баке создается разрежение 200 мм рт. Изобразительное искусство. (27 кПа) для удаления паров из бака. После этого вакуум уменьшается, а в конце сушки он доводится до максимально допустимого для этого проекта. Типичный рабочий диапазон вакуума составляет 40-50 кПа.

В процессе сушки измеряются температуры и сопротивление изоляции. В начале сушки измерения проводятся каждые 4 часа, а в конце сушки — каждый час. Параметры записываются в журнал сушки.

Сушка заканчивается, когда установившееся значение сопротивления изоляции, соответствующее нормативам, продолжает оставаться неизменным в течение 6 часов, после чего индукционная обмотка отключается, активная часть остывает до 60-70 ° C, все отверстия в днище бака закрываются, а активная часть заливается в масляный бак сухого трансформатора.

Расчет параметров индукционной обмотки осуществляется следующим образом. Мощность индукционного нагрева, кВт

где — удельный расход электроэнергии, кВт / м3, определяемый по таблице. 5.1; — периметр цистерны, м; — высота резервуара, м.

Таблица 5.1

Удельный расход энергии на нагрев трансформатора

Периметр бака трансформатора, м Удельный расход энергии, кВт / м3
В 10 До 1,8
С 11 до 15 2 до 2,8
16–20 2,9 — 3,6
21–26 3,7 — 4

Количество витков намагничивающей обмотки при питании однофазным током частотой 50 Гц:

где — коэффициент, зависящий от удельного расхода энергии, определяемый по таблице. 5.2; — напряжение питания обмотки намагничивания; — периметр корпуса трансформатора, м.

Ток обмотки, А.

где — мощность нагревательной обмотки бака, кВт; — напряжение питания, В; выбрано равным 0,5-0,6.

Таблица 5.2

Значения коэффициентов

Удельный расход энергии ,
кВт / м3
Удельный расход энергии, кВт / м3 Удельный расход энергии, кВт / м3
0,75 2.33 1,35 1,77 2,4 1,44
0,8 2,26 1.4 1,74 2,5 1,42
0,85 2,18 1,45 1,71 2,6 1,41
0,9 2,12 1.5 1,68 2,7 1,39
0,95 2,07 1.6 1,65 2,8 1,38
1.0 2,02 1,7 1,62 2,9 1,36
1.05 1,97 1,8 1,59 3.0 1,34
1.1 1,92 1.9 1,56 3,25 1,31
1,15 1,88 2.0 1,54 3.5 1,28
1.2 1,84 2.1 1,51 3,75 1,25
1,25 1,81 2.2 1,49 4.0 1,22
1.3 1,79 2.3 1,46

Сечение провода намагничивающей обмотки, мм2

где — ток в обмотке, А; — допустимая плотность тока, А / мм2.

Для неизолированных медных проводов = 6 А / мм2, для изолированных проводов = 3 ÷ 3,5 А / мм2; для алюминиевых неизолированных проводов = 5А / мм2; за блок = 2 ÷ 2,5 А / мм2.

Виды диэлектрических потерь

В зависимости от электрических свойств различных типов диэлектриков различают следующие виды диэлектрических потерь, сопровождающиеся нагревом диэлектрика:

  • ионизационные потери, наблюдаемые в газах;
  • релаксационные потери в жидких (вязких) диэлектриках из-за релаксационной поляризации;
  • рассеяние в веществах с диполярной поляризацией;
  • дисперсия поляризации в веществах со сквозной электропроводностью;
  • высокочастотные резонансные потери;
  • диэлектрические потери, вызванные неоднородностью твердой диэлектрической структуры.

Диэлектрические вещества по-разному ведут себя при разных температурах, при постоянном или переменном токе. Пики потерь возникают при достижении определенного температурного порога. Этот порог индивидуален для каждого вещества. Тангенс угла также зависит от приложенного напряжения (рис. 4).

Зависимость тангенса угла от натяжения
Рис. 4. Зависимость тангенса угла от натяжения

Какие значения используют для расчёта

Мостовые схемы позволяют измерять различные типы устройств с показателями от 10-8 до 1010 Ом, с высокой точностью (обычно погрешность расчета составляет до двух девятых процента). Для расчетов требуются значения индивидуального и полного сопротивлений.

Оцените статью
Блог о трансформаторах
Adblock
detector