Режим холостого хода: формула мощности и величина

Общее устройство и виды

Чтобы понять, каков опыт работы различных трансформаторов без нагрузки, необходимо рассмотреть, что такое оборудование.

Основные типы

Трансформаторы — это стационарные машины, работающие за счет электрического тока. Они меняют входное напряжение. Есть несколько видов таких устройств:

1. Власть.
2. Измерять.
3. Разделение.
4. Координаторы.

Чаще всего необходимо подключить к силовой цепи силовой трансформатор. Они могут иметь две и более обмоток. Устройство может быть однофазным (домашняя сеть) или многофазным (промышленная сеть).

Особенности установок

Автотрансформаторы выделяются отдельно. У них всего одна комбинированная обмотка. Также есть сварочный аппарат. У них есть определенный размах.

Однофазное и многофазное оборудование можно настроить на разные номинальные мощности. Его можно определить в диапазоне от 10 до 1000 кВА и более. Однофазные и маломощные многофазные устройства могут быть в диапазоне до 10 кВА. Средние варианты будут иметь мощность 20 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА и т.д. Если этот показатель превышает 1000 кВА, это установка большой мощности.

Режим холостого хода трансформатора

Неактивным режимом трансформатора называется режим работы, когда одна из обмоток трансформатора запитана от источника переменного напряжения и когда цепи других обмоток разомкнуты. Настоящий трансформатор может иметь такой режим работы, когда он подключен к сети и нагрузка, питаемая его вторичной обмоткой, еще не включена.

Ток I проходит через первичную обмотку трансформатора, при этом во вторичной обмотке нет тока, так как его цепь разомкнута. Ток I, проходя через первичную обмотку, создает в магнитной цепи синусоидально изменяющийся лоток F, который из-за магнитных потерь отстает от тока на угол потерь.

очевидно, что переменный магнитный поток проходит через обе обмотки трансформатора. В каждом из них возникает ЭДС: в первичной обмотке — ЭДС самоиндукции E1, во вторичной обмотке — ЭДС взаимной индукции E2. Фактические значения этих ЭДС зависят от количества витков в обмотках, магнитного потока и частоты его изменения f. Значения ЭДС определяются по формулам:

E1 = 4.44fω1F0 макс 10-8В;

E2 = 4.44fω2F2 макс 10-8В;

где ω1 и ω2 — количество витков в обмотках;

f — частота, Гц;

Ф0 max — максимальное значение магнитного потока, Вт.

Разделив E1 на E2, получим:

E1 / E2 = ω1 / ω2.

Это соотношение характеризует одно из основных свойств трансформатора: ЭДС в обмотках трансформатора пропорциональна количеству витков. Отношение числа витков ω1 / ω2 = k называется коэффициентом трансформации.

Следовательно, если мы хотим увеличить получаемое от генератора напряжение в 10, 100 или 1000 раз, необходимо подобрать обмотки трансформатора так, чтобы количество витков ω2 вторичной обмотки было больше числа витков ω1 первичной обмотки соответственно в 10, 100 или 1000 раз.

Таким образом, вторичная обмотка оказывается обмоткой высокого напряжения (ВН), а первичная — обмоткой низкого напряжения (НН). И наоборот, если необходимо снизить линейное напряжение, первичное напряжение подается на обмотку ВН, а приемники электроэнергии подключаются к обмотке НН.

Следовательно, любой трансформатор может работать как повышающий, так и понижающий. Все зависит от того, на какую из его обмоток будет подаваться напряжение для преобразования. Обмотка трансформатора, на которую подается энергия преобразованного переменного тока, называется первичной (независимо от того, имеет ли эта обмотка высокое или низкое напряжение). Обмотка трансформатора, с которой снимается энергия преобразованного переменного тока, называется вторичной.

Мы рассмотрели действие только рабочего, или основного, магнитного потока F. Однако в трансформаторе, помимо рабочего, существует еще и рассеивающий магнитный поток Фр1. Этот магнитный поток образован силовыми линиями, которые отходят от основного потока в сердечнике и замыкаются в воздухе вокруг витков обмотки ω1.

Поскольку поток утечки в воздухе замкнут, его величина пропорциональна току, в нашем случае току холостого хода I. Следовательно, поток утечки Фр1, как и ток I, является переменным и, пересекая витки первичная обмотка, создает в ней ЭДС самоиндукции Ер1. В первичной обмотке трансформатора создаются две ЭДС самоиндукции: одна Е1 — от рабочего магнитного потока, другая Ер1 — от потока магнитной дисперсии.

Интересный материал для познания: полезная информация о трансформаторах тока.

Мы знаем, что ЭДС самоиндукции всегда направлена ​​против приложенного напряжения, и ее влияние на ток в цепи эквивалентно дополнительному сопротивлению, которое называется индуктивным и обозначается x. Для поддержания постоянного тока холостого хода приложенное напряжение U1 должно использоваться не только для преодоления активного сопротивления обмотки r1, но и для создания ЭДС самоиндукции.

Другими словами, приложенное напряжение U1 состоит из нескольких частей: первая часть равна ЭДС самоиндукции E1 от потока Ф, вторая — ЭДС самоиндукции Ер1 от потока дисперсии Фр1, а третья равна падению активного напряжения Ir1.

Режимы работы трансформатора.

Состав и устройство трансформатора ТМГ-400.

Трансформатор ТМГ-400 состоит из: бака с радиаторами, крышки бака, активной части.

Бак оборудован пробкой для отбора пробы масла и пластиной заземления трансформатора. Наружная поверхность резервуара окрашена атмосферостойкими красками серого, светло-серого или темно-серого цвета (возможно изменение цвета). Все уплотнения трансформатора изготовлены из маслостойкой резины.

Корпус трансформатора состоит из:

• стены из стального листа толщиной от 2,5 мм до 4 мм. (в зависимости от мощности трансформатора);
• верхняя рама;
• радиаторы;
• кольца для подъема трансформатора;
• днище с опорами (швеллерами).

На крышке трансформаторов ТМ и ТМГ установлены:

• кусты АТ и БТ;
• срабатывание переключателя;
• подъемные кольца трансформатора;
• предохранительный клапан (на трансформаторах ТМГ и ТМГФ);
• мембранное предохранительное устройство;
• вакуумметр.

Общая конструкция и принцип работы трансформатора

Конструктивно трансформатор состоит из следующих основных частей:

1. Закрытый сердечник из ферромагнитного материала.
2. Обмотки.

Обмотки могут быть намотаны на жестком каркасе или иметь бескаркасную конструкцию. Специально обработанная сталь используется в качестве сердечника трансформаторов напряжения промышленной частоты. В некоторых случаях встречаются устройства без сердечников, но они используются только в области высокочастотных цепей и не будут рассматриваться в рамках данной темы.

Принцип работы рассматриваемой конструкции следующий:

1. Когда первичная обмотка подключена к источнику переменного напряжения, она образует переменное электромагнитное поле.
2. Под действием этого поля в сердечнике образуется магнитное поле.
3. Магнитное поле сердечника за счет электромагнитной индукции создает поле электромагнитной индукции во всех обмотках.

Индукция ЭДС создается даже в первичной обмотке. Его направление противоположно подключенному напряжению, поэтому они взаимно компенсируются, а ток через обмотку при отсутствии нагрузки равен нулю. В результате энергопотребление без нагрузки равно нулю.

Холостой ход тpexфaзного устройства

Характер работы трехфазного устройства в режиме ХХ зависит от магнитной системы и схемы подключения обмоток:

• первичная обмотка — «треугольник»;
• вторичная — «звезда» (D / Y): на обмотках прибора присутствует ток холостого хода ТГС I1. Следовательно, магнитный поток и ЭДС синусоидальны и нежелательные процессы, описанные выше, не возникают; Y / D диаграмма: появляется ТГК магнитного потока, но ток от индуцированной им дополнительной ЭДС свободно течет через вторичные катушки, замкнутые в «треугольник.

Этот ток создает собственный поток вектора магнитной индукции, который гасит третью ГС ведущей МП, вызывающую его. В результате магнитный поток и ЭДС имеют практически синусоидальную форму, соединение первичной и вторичной катушек «звезда» (Y / Y).

В последней схеме TGS нет тока I1, так как для него нет пути: третьи гармонии каждой из фаз направлены к нулевой точке или от нее в любой момент времени. Это искажает магнитный поток.

Дальнейшее определяется магнитной системой: трехфазный трансформатор в виде группы из 1 фазы: ТГК магнитного потока замыкается в каждой фазе по собственному сердечнику и за счет низкого магнитного сопротивления последнего достигает амплитуда 15% — 20% рабочего магнитного потока.

Создайте дополнительную ЭДС, амплитуда которой уже может достигать 45% — 60% от основной ЭДС. Такое повышение напряжения может привести к пробою изоляции с последующим выходом из строя электрических систем. Трансформаторы с бронированной магнитной системой имеют те же явления (магнитный поток третьей гармоники замыкается по боковым ярмам магнитопровода).

Трехточечная магнитная система: ТГС не имеет пути вдоль магнитопровода и замкнут в среде с низкой магнитной проницаемостью — воздух, масло, стенки резервуара. Следовательно, он имеет небольшое значение и не вызывает значительного дополнительного электромагнитного поля.

Причины и следствия потерь холостого хода трансформатора

Потери холостого хода трансформаторных устройств любого типа являются следствием их износа. Со временем их магнитная система и структура используемого металла стареют и изменяются, изоляция между листами ухудшается, а давление сердечника ослабевает. Конечно, это негативно сказывается на уровне потерь электроэнергии.

Практика показывает, что, несмотря на установленные нормы, согласно которым потери могут отличаться от заводских показателей не более чем на пять процентов, во многих случаях они превышают порог в пятьдесят процентов. Особенно это касается силовых трансформаторов. Данные измерений этого типа устройств позволяют довольно точно прогнозировать потери энергии в каждом отдельном муниципалитете. Таблица допустимых потерь холостого хода трансформатора приведена ниже.

Таблица допустимых потерь холостого хода трансформатора.

Схема замещения в режиме трансформатора

Прямой электрический расчет трансформатора сложен, поскольку он состоит из двух электрических цепей, соединенных магнитной цепью.

Для упрощения расчетов удобнее использовать упрощенную схему замещения. В схеме замещения вместо обмоток используются комплексные резисторы:

• для первичной обмотки комплексное сопротивление включено в цепь последовательно;
• для вторичной параллельно нагрузки.

Каждый комплексный резистор состоит из последовательно соединенных резистора и индуктивности.

Сопротивление — это сопротивление проводов обмотки.

Меры по снижению тока холостого хода

Ток, когда трансформатор находится в режиме ожидания, определяется проектными характеристиками сердечника. Для ферромагнитного материала, захваченного в электрическое поле переменного тока, характерна индукция вихревых токов Фуко, вызывающих нагрев элемента.

Для уменьшения вихревых токов сердечник выполняется не цельным, а собирается из пакета пластин небольшой толщины. Пластины изолированы друг от друга. Еще одна мера — изменение свойств самого материала, что позволяет повысить порог магнитного насыщения.

Чтобы предотвратить пробой магнитного потока с появлением паразитного поля, пластины при настройке тщательно регулируются. Отдельные элементы шлифуются для получения гладкой и идеально сцепляемой поверхности.

Кроме того, снижаются потери за счет более полного заполнения окна магнитопровода. Это помогает обеспечить оптимальную производительность устройства по весу и размеру.

Холостой ход трансформатора — это режим, в котором можно рассчитать важные характеристики. Это делается для оборудования в эксплуатации и на стадии проектирования.

Один источник

Методология проведения опыта

Потери холостого хода трансформатора определяются при создании определенного режима. Для этого отключают питание всех обмоток. Они остаются открытыми. После этого в контуры подается электричество. Определяется только на первом цикле. Оборудование должно работать под напряжением, которое устанавливается производителем при его изготовлении.

Токи протекают через первичный контур силовой, сварочной или другой системы, которые называются XX. Их значение равно не более 3-9% от указанного производителем показателя. В этом случае на обмотке вторичной цепи нет электричества. На первичной стороне ток создает магнитный поток. Он пересекает витки обеих обмоток. В этом случае на первичной цепи возникает ЭДС самоиндукции, а на вторичной обмотке — взаимная индукция.

Например, напряжение холостого хода сварочного трансформатора малой и средней мощности представляет собой ЭДС взаимной индукции.

Подход к проведению измерений

Потери холостого хода можно измерить в двух аспектах. Их называют потерями в стали и меди. Второй показатель говорит о тепловыделении в обмотках (они начинают нагреваться). В ходе эксперимента эта цифра очень мала. Поэтому им пренебрегают.

Потери тока холостого хода трансформатора представлены в виде таблицы. Рассчитать параметры для стали определенных марок и толщин. Ток холостого хода трансформатора рассматривается как мощность, генерируемая магнитным потоком, и называется потерями в стали. Расходуется на нагрев листов из специального сплава. Они изолированы друг от друга лакокрасочным покрытием. При создании таких магнитных агрегатов метод сварки не используется.

Суть измерения

Если по каким-либо причинам нарушается изоляционный слой между пластинами магнитного привода, между ними усиливаются вихревые токи. В этом случае система начинает нагреваться. Слой лака постепенно разрушается. Увеличиваются потери при эксплуатации установки, ухудшаются ее эксплуатационные характеристики.

В этом случае потери мощности в стали увеличиваются. При расчете этих характеристик в режиме ожидания можно выявить возникающие нарушения в работе агрегата. Именно по этой причине производится соответствующий расчет.

Понятие холостого хода

Приведенное выше рассуждение справедливо для идеального трансформатора. Реальные конструкции имеют следующие потери (недостатки:

• намагниченность сердечника;
• блуждающее магнитное поле сердечника;
• электромагнитное рассеивание обмотки;
• межвитковая емкость обмоточных проводов.

Следовательно, в реальных конструкциях трансформаторов ЭДС индукции отличается от номинального напряжения первичной обмотки и не может полностью его компенсировать. В обмотке генерируется определенный ток холостого хода. При подключении нагрузки это значение добавляется к номинальному току и характеризует общие потери в электрической цепи.

Потери снижают общий КПД трансформатора, что приводит к увеличению потребления энергии.

Схематический вид трансформатора ТМГ-1000/6 У1, ТМГ-1000/10 У1, ТМГ-1000/20 У2

1. Транспортный ролик;
2. Сливная пробка;
3. Терминал заземления;
4. Танк;
5. Пластина;
6. Рукав термометра;
7. Индикатор масла;
8. Вход высокого напряжения;
9. Вход BT;
10. Маслозаливная трубка;
11. Выключатель;
12. Подъемная серьга;
13. Перегорел предохранитель.

Чтобы заказать трансформатор, позвоните нам или, а также напишите email protected Наши специалисты всегда готовы ответить на любые вопросы и помочь заполнить вопрос.

НПО ЭлектроКомплект доставит товары собственного производства в любую точку России и ближнего зарубежья.

Холостой ход общего понижающего трансформатора

Статическое электромагнитное оборудование без вращающихся частей преобразует энергию и работает от сети. Блок питания — это устройство, основными элементами которого являются стальной магнитопровод стержневой или броневой конструкции, а катушки — электрически изолированные несвязанные провода.

Что касается краж, то эта проблема встречается во всех странах. Как правило, к подобным противоправным действиям привлекаются недобросовестные отечественные потребители. Обратите внимание, что на предприятиях иногда бывают несчастные случаи, но такие случаи довольно редки, поэтому они не являются окончательными.

Климатическая составляющая. Неправильный расход электроэнергии может быть связан с климатическими условиями, характерными для района прохождения ЛЭП. В сетях 6 кВ и выше от этого зависит величина тока утечки в изоляторах. В сети 110 кВ большая часть затрат приходится на коронные разряды, возникновению которых способствует влажность воздуха.

Кроме того, существует множество типов трансформаторов, выполняющих другие функции — это так называемые специальные трансформаторы: измерительные, испытательные, сварочные, автотрансформаторы, пиковые трансформаторы, выпрямительные трансформаторы и т.д.

Для этого между генератором и линией электропередачи включается повышающий трансформатор, а между линией электропередачи и потребителем электроэнергии подключается повышающий трансформатор.

Виды потерь в трансформаторе. Холостой ход трансформатора. Режим короткого замыкания трансформатора.

В последних двух столбцах показаны удельные потери p3, Вт / м², в зоне стыка ламината при послойном смешивании в одной и двух пластинах, одинаковые для всех марок.

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Мощность загородного дома, промышленных предприятий, Электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, Электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току силовых трансформаторов.

Измерение проводится с помощью моста постоянного тока при температуре обмотки в пределах 20 ± 5 ° C. Сопротивление обмоток постоянному току можно измерить при температуре, отличной от 20 ± 5 ° C, но при условии, что измеренные значения сопротивления доведены до температуры 20 ° C. Сопротивления обмоток измеряются на всех отводах обмоток. В устройствах с нулевым выводом измеряются сопротивления фаз, а при отсутствии нулевого вывода — сопротивление обмоток между линейными выводами. Сопротивления постоянному току, полученные на одних и тех же ветвях разных фаз и приведенные к одной и той же температуре, не должны отличаться более чем на 2%, за исключением случаев, указанных в паспорте или заводском протоколе. Отклонение значения сопротивления обмотки, уменьшенного на 20 градусов С, от указанного в паспорте не должно превышать ± 2%.

Измерения проводятся на всех обмотках трансформатора, а также во всех положениях цапфы (PBV) или устройства РПН, которые регулируют выходное напряжение трансформатора. В этом случае перед измерением необходимо провести не менее трех полных циклов переключения с помощью этих устройств.

Это сделано для исключения влияния на результаты измерения контактного сопротивления их контактов.

Для измерений используются мосты или микроомметры, соединенные по четырехпроводной схеме (мосту) для устранения сопротивления измерительных проводов. Для повышения точности измерений выводы прибора необходимо подключать не к шине, а непосредственно к выводам трансформатора.

Следует отметить, что в момент подключения прибора из-за большой индуктивности обмоток в них происходит колебательный процесс, во время которого меняются показания прибора.

считывание необходимо производить, когда процесс останавливается и данные становятся стабильными.

Измерение сопротивления постоянному току

Таблицы результатов измерения сопротивления постоянному току обмоток ВН и НН.

положения ПОБВ	AB, Ом	AC, Ом	CA, Ом	%
1	0,434	0,434	0,434	0
2	0,422	0,422	0,422	0
3	0,410	0,409	0,410	0,24
4	0,398	0,398	0,398	0
5	0,386	0,386	0,386	0

обмотки	а0	in0	c0	%
результат, Ом	0,00448	0,00449	0,00456	1,79

Измерения сопротивления постоянному току показывают состояние контактов коммутационного устройства и место подключения обмоток к клеммам трансформатора.

Таблица потерь силовых трансформаторов по справочным данным в зависимости от номинала

Чаще всего проблема утечки электричества связана с движением вихревых токов и инверсией намагниченности. Под действием этих факторов магнитная цепь нагревается, вызывая большую часть потерь холостого хода, независимо от тока нагрузки. Развитие этого процесса происходит независимо от того, в каком режиме работает устройство.

Постепенно под влиянием некоторых факторов эти показатели могут измениться в сторону значительного увеличения.

Таблица потерь XX

Мощность кВА	Напряжение В / НН, кВ	Потери холостого хода W
250	10 / 0,4	730
315	10 / 0,4	360
400	10 / 0,4	1000
500	10 / 0,4	1150
630	10 / 0,4	1400
800	10 / 0,4	1800
1000	10 / 0,4	1950

Проверка группы соединения обмоток.

Проверка группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов проводится для установления идентичности групп соединения трансформаторов, предназначенных для параллельной работы. Проверка проводится при установке при отсутствии паспортных или заводских данных. В процессе эксплуатации проверка проводится при ремонте с частичной или полной заменой обмоток. Схема проверки полярности и соединения обмоток показана на рисунке 3. На обмотку ВН подается напряжение 2-4 В постоянного тока, а к переменному току подключается гальванометр с нулем в центре шкалы. Обмотка НН на каждой ступени. Исходя из отклонения стрелки гальванометра вправо или влево и отсутствия отклонения, по Таблице 2 определяется группа включения трансформатора. При определении правильности обозначений выводов необходимо руководствоваться тем, что при одних и тех же выводах отклонение прибора будет максимальным по сравнению с отклонением прибора при подключении к разным клеммам.

рисунок 3. Проверка узла соединения обмотки гальванометром.
таблица 2. Зависимость группы от отклонения стрелки гальванометра.

Измерение сопротивления изоляции силового трансформатора.

Для измерений используется мегомметр на напряжение 2500 В. Показания мегомметра отсчитываются через 15 с (R15) и 60 с (R60) после подачи напряжения на обмотку. Коэффициент поглощения, соотношение R60 / R15, не стандартизирован, но во всех случаях он должен быть не менее 1,2. Верхний предел коэффициента поглощения не ограничен. Перед началом измерения все обмотки необходимо заземлить не менее 2 минут, а между отдельными измерениями — не менее 5 минут. При измерении трехфазного трансформатора все обмоточные кабели одного класса напряжения соединяются вместе.

При измерении на двухобмоточных трансформаторах мегомметр включается как минимум в две цепи. Сначала один из его выводов подключается к обмотке ВН, а обмотка НН подключается к заземленному баку трансформатора и ко второму выводу мегомметра. Затем обмотки меняются местами: ВН подключается к земле, кабели устройства подключаются к НН и к резервуару.

Допустимые значения измеряемых величин для всех без исключения обмоток трансформатора указаны в таблице.

измерение сопротивления ВН-НН + бак
измерение сопротивления НН-ВН + бак
измерение сопротивления резервуара HV + HN

Режимы работы асинхронного электродвигателя

При выборе электродвигателя необходимо учитывать некоторые параметры, такие как: номинальная мощность, число оборотов в минуту, способ монтажа, габаритные размеры, климатическое исполнение, степень защиты и так далее. Важным параметром при выборе электродвигателя является номинальный режим работы электродвигателя. В этой статье мы рассмотрим, как работают электродвигатели, и объясним, почему так важно учитывать этот фактор.
В режиме работы электродвигателя S1 агрегат длительное время работает от сетевого напряжения с постоянной нагрузкой. Он постепенно нагревается до рабочей температуры, а рабочие параметры остаются неизменными. Наиболее распространенные промышленные электродвигатели имеют именно такой режим работы. Для него характерна определенная относительная продолжительность рабочего цикла -100%.

При подключении к сети агрегат достигает постоянной нагрузки в течение десяти, тридцати, 60 или 90 минут. Не хватает времени для достижения максимального нагрева, и, когда он не работает, электродвигатель остывает до температуры наружного воздуха. Он используется в устройствах, которые доставляют функционирующие вещества, такие как масло, газ или вода. Используется, например, в запорных устройствах.

Электродвигатель тоже не достигает максимального нагрева, но в отличие от S2 он не остывает до температуры наружного воздуха при остановке. Используется для управления башенными кранами, лифтами и эскалаторами. Агрегаты работают с рабочим циклом 15, 25, 40, 60%.

• Режимы S4 — S3 с частыми запусками.

Продолжительность работы и количество пусков примерно одинаковы, включений в час: 30, 60, 120 и 240. Циклический режим, старт-работа-стоп и так далее по кругу.

• S5 — Прерывистый режим с дополнительным электрическим торможением.

В конце каждого цикла установка принудительно останавливается.

• S6 — Прерывистый режим (кратковременная нагрузка на двигатель).

Повторяющиеся рабочие циклы, однако, блок не успевает прогреться до постоянной температуры, но и не успевает остыть. Минимальная чередование с нагрузкой на агрегат.

• S7 — Прерывистый (кратковременная нагрузка, в конце — замедление).

Аналогичен S6, но с дополнительным торможением двигателем в конце каждого цикла.

• S8 — Прерывистый режим (нагрузка кратковременная и меняется в зависимости от скорости вращения механизма).

Связаны циклические изменения нагрузки электродвигателя и скорости вращения его вала.

• S9 — Special (периодические изменения нагрузки и скорости машины).

Изменения случаются произвольно. Допускается операция с перегрузкой.

Как видите, каждый режим работы предназначен для достижения определенных целей. Категорически не рекомендуется использовать электродвигатель с режимом, не подходящим для условий эксплуатации. Устройство будет работать на короткое время или даже прекратит работу сразу после первого цикла включения питания. Конструктивная особенность электродвигателя для каждого режима работы индивидуальна. Если у вас есть сомнения и нужна консультация, свяжитесь с нашим специалистом

От чего зависит магнитный поток взаимоиндукции в режиме ХХ

Магнитный поток взаимной индукции в трансформаторе зависит от расположения обмоток на сердечнике и их конструкции.

Немаловажную роль играет коэффициент заполнения окна магнитопровода, который показывает отношение общего пространства к месту, занимаемому обмоткой.

Чем ближе этот коэффициент к единице, тем больше взаимная индукция обмоток и меньше потери в трансформаторе.

Особенности режима ХХ в трехфазном трансформаторе

На работу трехфазного трансформатора в этом режиме влияют различия в соединении обмоток: первичная обмотка имеет треугольную форму, а вторичная — звездообразную. Течение способствует созданию собственного потока.

Трехфазный ток в виде группы однофазных токов имеет следующие характеристики: магнитный поток ТГС замыкается в каждой фазе за счет сердечника. Если напряжение постепенно повышается, произойдет нарушение изоляции, и электрическая установка рано или поздно выйдет из строя.

Если в трансформаторе используется бронированная магнитная система, то и в нем можно наблюдать развитие подобных процессов.

Коэффициент трансформации

При определении режима работы установки используется такое понятие, как коэффициент трансформации. Его формула представлена ​​ниже:

К = E1 / E2 = W1 / W2

Отсюда следует, что напряжение на вторичной цепи будет определяться соотношением количества витков. Чтобы иметь возможность регулировать исходящую электроэнергию, в структуру системы встроено специальное устройство. Переключает количество витков первичной цепи. Это анзапфа.

Для проведения эксперимента на холостом ходу регулятор ставят в центральное положение. В этом случае измеряется коэффициент.

Однофазные приборы

Для проведения представленного эксперимента при использовании понижающего или повышающего домашнего блока учитывается представленный коэффициент. В этом случае используются два вольтметра. Первое устройство подключено к первичной обмотке. В результате второй вольтметр подключается ко вторичной цепи.

Входное сопротивление измерительных устройств должно соответствовать номинальным характеристикам установки. Он может работать в понижающем или ускоренном режимах. Поэтому при необходимости проведения ремонтных работ на нем замеряют подачу не только низкого, но и высокого напряжения.

Трехфазные приборы

Для трехфазных агрегатов в ходе эксперимента проверяются показатели на всех цепях. В этом случае вам нужно будет использовать одновременно 6 вольтметров. Можно использовать устройство, которое будет подключаться поочередно ко всем точкам измерения.

Если установленное производителем значение на первичной обмотке превышает 6 кВ, подается ток 380 В. При измерении в высоковольтном режиме невозможно определить показатели с требуемым классом точности. Поэтому измерение выполняется в режиме низкого напряжения. Это безопасно.

Применение коэффициента

Во время измерения анапфу перемещается во все положения, указанные производителем. В этом случае измеряется коэффициент трансформации. Это позволяет определить наличие короткого замыкания на кривых.

Если показания фаз имеют разброс в измерениях более 2%, а также их уменьшение по сравнению с предыдущими данными, это свидетельствует об отклонениях в работе агрегата. В первом случае в системе выявляется короткое замыкание, а во втором — нарушение изоляции обмоток. В этом случае установка не может работать должным образом.

Эти факты требуют подтверждения. Например, это может быть измерение сопротивления. Увеличение сопротивления между контактами анапф может сказаться на увеличении разброса показателей коэффициента. При частой смене такая ситуация возникает.

Какие факторы влияют на потери

Современные трансформаторы достигают КПД 99% при полной нагрузке. Но устройства продолжают совершенствоваться, чтобы уменьшить потери энергии, которые почти равны сумме потерь холостого хода, вызванных множеством факторов.

Изоляция

В случае плохой или недостаточной изоляции стяжных шпилек происходит короткое замыкание. Это основная причина проблемы с трансформатором. Поэтому процессу утепления следует уделять больше внимания, используя для этого качественные специализированные материалы.

Вихревые токи

Развитие вихревых токов связано с протеканием магнитного потока через магнитопровод. Их характеристика перпендикулярна потоку. Для их уменьшения магнитная цепь состоит из отдельных предварительно изолированных элементов. Вероятность появления вихревых токов зависит от толщины листа, чем она меньше, тем меньше риск их развития, что приводит к меньшим потерям мощности.

Для уменьшения вихревых токов и увеличения электрического сопротивления стали в материал добавляются различные виды добавок.

Они улучшают свойства материала и снижают риск развития неблагоприятных процессов, отрицательно влияющих на работу устройства.

Гистерезис

Как и переменный ток, магнитный поток также меняет направление. Это указывает на чередование намагничивания и инверсии намагниченности стали. Когда ток идет от максимального до нуля, сталь размагничивается и магнитная индукция уменьшается, но с некоторой задержкой.

Измерение полезного действия

При расчете потерь определяется также КПД. Показывает соотношение активной входной и выходной мощности. Этот показатель рассчитывается для закрытой системы по следующей формуле:

КПД = M1 / ​​M2, где M1 и M2 — активная мощность трансформатора, определяемая измерениями на входных и выходных цепях.

Выходное значение рассчитывается путем умножения номинальной мощности установки на коэффициент мощности (косинус угла j в квадрате). Это учтено в приведенной выше формуле.

У трансформаторов 630 кВА, 1000 кВА и других мощных устройств показатель эффективности может составлять 0,98 или даже 0,99. Показывает эффективность работы агрегата. Чем выше КПД, тем экономнее расходуется энергия. В этом случае затраты на электроэнергию при эксплуатации оборудования будут минимальными.

Рассмотрев методику расчета потерь мощности трансформатора, короткого замыкания и вакуума, можно определить КПД оборудования, а также его КПД. Методика расчета предполагает использование специального калькулятора или выполнение расчета в специальной компьютерной программе.

Примеры реальных конструкций современных энергоэффективных трансформаторов

Вышеуказанные методы построения для снижения потерь xx и kz полностью реализованы в нескольких линейках энергосберегающих масляных силовых трансформаторов серий TMG12, TMG15, TMG32, TMG33, TMG35. Динамика изменения электрических характеристик и массы и габаритов на примере трансформатора 1000 кВА представлена ​​в таблице 5.

Потери xx в трансформаторе TMG35 уменьшены на 52% по сравнению со стандартным трансформатором TMG11. Урон уменьшен на 11,5%. Вес трансформатора TMG35 по сравнению с весом стандартного трансформатора TMG11 увеличился почти на 35%. Стоимость трансформатора увеличилась (по данным производителя) почти на 50%. Однако критически важно, чтобы стоимость потерь энергоэффективного трансформатора TMG35 за 30 лет стандартного срока службы была в 11 раз ниже, чем стоимость потерь в обычном трансформаторе TMG11. Разница в стоимости между энергоэффективными и обычными трансформаторами окупается примерно за 4 года.

Конструктивные способы уменьшения потерь КЗ

Теоретически можно также наметить методы снижения потерь kz. Согласно формуле (5), приведенной в 4

Psc = KJ2Gobm (5)

Определяются потери от короткого замыкания (при постоянной плотности тока J массой обмоток (коэффициент К зависит от материала обмоток — алюминий, медь).

Масса обмоток, как показано в 4, уменьшается с увеличением индукции Bc в стержне. График этой зависимости показан на рис.8

Рис. 8 График зависимости массы обмоток G0 от индукции в стержне Bc (кривая 1 — при постоянном напряжении короткого замыкания и числе витков обмотки; кривая 2 — при постоянной плотности тока)

Хотя кривая 1 показывает изменение массы обмоток, снижения потерь от короткого замыкания нет, так как кривая построена при условии сохранения напряжения короткого замыкания (уменьшение диаметра обмотки происходит с увеличение плотности тока). Но кривая 2 предполагает, что увеличение индукции на 10% может привести примерно к такому же уменьшению потерь при коротком замыкании из-за уменьшения массы обмоток постоянной плотности тока.

Измерение тока

При экспериментальном измерении тока холостого хода мастер использует амперметры. Они должны быть подключены к первичной обмотке последовательно. Напряжение в цепи должно быть равно номинальному.

Если исследование работы трехфазного промышленного агрегата продолжается, измерения проводятся для всех фаз одновременно или последовательно. В этом случае испытания проводятся только для установок мощностью 1000 кВА.

Измерение потерь

Потери в магнитном приводе измеряются только при использовании мощной установки. В этом случае для расчетов можно взять пониженное напряжение, которое подключается к первичной цепи через ваттметр. Это прямой метод измерения.

При учете показателей вольтметра или амперметра необходимо будет умножить их мощности друг на друга. Это косвенный метод. В этом случае результат имеет некоторую ошибку. Искажения возникают из-за невозможности учесть коэффициент мощности в этом расчете. Это сужение угла, который образуется в векторной цепи между напряжением и током. В режиме ожидания между ними появляется угол 90º.