Изобретателем трансформатора является русский ученый П.Н.Яблочков. В 1876 году он был русским ученым П.Н.Яблочковым. Джаблочков использовал индукционную катушку с двумя обмотками в качестве трансформатора для управления своими изобретенными электрическими свечами. У трансформатора Джабболокова был открытый сердечник. Трансформаторы с замкнутой цепью в том виде, в котором они используются сегодня, появились лишь много позже, в 1884 г. С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току, который до этого времени не использовался.
История развития трансформаторов
Выдающийся русский электротехник М.О.Доливо-Добровольский в 1889 году предложил трехфазную систему переменного тока, построил первый трехфазный асинхронный двигатель и первый трехфазный трансформатор. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891 году он построил первый трехфазный асинхронный двигатель и первый трехфазный трансформатор. Доливо-Добровольский продемонстрировал опытный высоковольтный трехфазный ток протяженностью 175 км, трехфазный генератор мощностью 230 кВт при 95 В.
Позже были использованы масляные трансформаторы, так как выяснилось, что масло является не только хорошей изоляцией, но и хорошей охлаждающей средой для трансформаторов.
Основные понятия
Трансформатор
При производстве трансформаторов для бытовых и промышленных целей необходимо использовать стандартизированные термины и определения, которые являются обязательными для использования во всех видах документации, а также в научной, технической и справочной литературе.
Некоторые из этих терминов и их определения перечислены ниже.
Трансформатор
Силовой трансформатор — трансформатор для преобразования электрической энергии в электрических сетях и оборудовании, предназначенном для приема и использования электрической энергии. Силовые трансформаторы включают в себя трехфазные и многофазные трансформаторы мощностью 6,3 кВ*А и более, однофазные трансформаторы мощностью 5 кВ*А и более.
Повышающий трансформатор, Понижающий трансформатор, Сигнальный трансформатор, Автотрансформатор, Трансформатор импульсных сигналов
Коэффициент трансформации трансформаторов малой мощности — отношение числа вторичных обмоток к числу первичных.
Трансформаторы напряжения
... НОСК-6, а также трехфазные трехстержневые трансформаторы НТС-0.5(Рис.2). Рис.2 Трансформатор напряжения типа НТС-0,5 2.3 Масляные трансформаторы напряжения Масляные трансформаторы напряжения нормальной конструкции изготавливаются на напряжение 3...35, кВ. Трансформаторы типа ЗНОМ-15, ЗНОМ ...
Магнитная индукция —
Магнитный поток — поток магнитной индукции.
Напряжённость магнитного поля
Индуктивная связь — связь электрических цепей посредством магнитного поля.
Классификация трансформаторов
Трансформаторы можно классифицировать:
- Основываясь на функциональном назначении.
- Силовые трансформаторы
- Соответствующие трансформаторы
Давайте посмотрим на силовые трансформаторы, их можно засекретить.
По напряжению:
- Низкое напряжение
- Высокое напряжение
- мощный потенциал
В зависимости от количества фаз преобразуемого напряжения:
- одноэтапный
- трёхэтапный
В зависимости от количества обмоток:
- Двойная обмотка
- многополосный
В зависимости от конфигурации магнитного провода:
- Поворот
- Броня
- тороидальный
В зависимости от мощности:
- низкая производительность
- средняя вместимость
- большая мощность
В зависимости от способа изготовления магнитного провода
- Винил
- Ленты
В зависимости от коэффициента трансформации:
- рекламирует
- Даунгрэйдер
В зависимости от типа связи между обмотками
- электромагнитно соединённый (с изолированными обмотками)
- Электромагнитная и электрическая связь (с соединенными обмотками)
В зависимости от конструкции обмотки:
- бобина
- Паллеты
- тороидальный
В зависимости от конструкции всего трансформатора:
- публичный
- Капсула
- закрытый
В зависимости от места назначения:
- Выписка
- Анодирующие насосы и т.д.
Трансформаторы разделены на трансформаторы в соответствии с рабочей частотой:
- низкая частота (ниже 50 Гц)
- промышленная частота (50 Гц)
- более высокая промышленная частота (400, 1000, 2000 Гц)
- Высокая частота (до 10000 Гц)
- Радиочастота
Структурные характеристики трансформаторов
Основными частями трансформатора являются магнитная цепь и катушка с обмотками.
Материалом магнитного сердечника трансформатора является электротехнический стальной лист различных марок и толщин, горячекатаный и холоднокатаный; потери мощности в магнитном сердечнике зависят как от содержания кремния, которое отражается в марке стали, так и от толщины листа. Толщина листа используемой стали выбирается в соответствии с частотой питания трансформатора: с увеличением частоты необходимо уменьшать толщину листа. Магнитный сердечник полосы (витой магнитный сердечник) состоит из рулонных стальных полос; полоса предварительно покрыта изоляционно-клеевым составом.
Электротехнические материалы, применяемые в силовых трансформаторах
... трансформаторах малой мощности это делать не обязательно. Расчет трансформатора Размеры сердечника силового трансформатора определяются в зависимости от габаритной (кажущейся) мощности трансформатора. ... в порядке уменьшения диаметра провода. Иногда с целью уменьшения ... трансформаторов, о которых и пойдет речь в моем реферате. Пример расчета силового трансформатора. Назначение Силовой трансформатор ...
Стержневые магнитные сердечники состоят из прямоугольных пластин одинаковой ширины. Части магнитных сердечников, на которых расположены катушки, называются стержнями. Часть магнитной цепи, соединяющей шины, называется иго.
Детали магнитного сердечника могут быть установлены сзади и спереди, в последнем случае механическая прочность увеличивается, а магнитное сопротивление магнитного сердечника снижается. В случае стыковой сборки пластины собираются в один пакет и изолируются между пакетами для защиты от короткого замыкания между отдельными пластинами магнитной цепи. Крепление трансформатора спиной к спине облегчает его сборку и разборку.
Пластины магнитного провода фиксируются в упаковке либо болтами, изолированными от магнитного провода, либо специальными бандажами из капроновой резьбы.
Бронированные магнитные сердечники собираются из W-образных пластин и прямоугольных пластин, которые закрывают W-образную пластину. Эти магнитные сердечники имеют планку, на которой расположены все обмотки трансформатора. Бронированный магнитный сердечник монтируется так же, как и стержневой магнитный сердечник, описанный выше.
Так как бронированный магнитный сердечник принимает обмотку на центральном стержне, магнитный поток разветвляется вправо и влево, так что его значение в крайних стержнях в 2 раза меньше, чем в центральном стержне; это позволяет уменьшить сечение внешних стержней в 2 раза по сравнению с центральным стержнем. состоит из отдельных перфорированных колец, покрытых изолирующим лаком; собирается путем намотки на пакет пластин. Этот магнитный провод обладает наилучшими магнитными свойствами: наименьшим магнитным сопротивлением, минимальной индуктивностью утечки и чувствительностью к внешним магнитным полям, но в этом случае обмотки могут быть сделаны только на специальных маятниковых машинах или вручную.
Ленточные магнитные сердечники стержневого и броневого типа собираются из отдельных, соединенных встык магнитных сердечников в форме подковы, а затем натягиваются с помощью специальных покрытий (зажимов).
Такая конструкция магнитного сердечника значительно упрощает монтаж трансформатора. По сравнению с пластинчатыми сердечниками, ленточные сердечники позволяют на 20-30% увеличить магнитную индукцию, потери в них ниже, они заполняют объем магнитного сердечника и эффективность трансформатора выше. По этим причинам все чаще и чаще используются ленточные магнитные сердечники.
Тороидальные ленточные сердечники изготавливаются путем намотки ленты на оправку определенного размера. Обмотки трансформаторов изготавливаются на маятниковых намотчиках.
Обмотки трансформатора состоят из медного или алюминиевого изолированного провода. Изоляционные прокладки используются при изготовлении катушек с обмотками: между обмотками, между слоями и снаружи.
Если диаметр проволоки больше 1 мм, то каркас изготовлен из электрического картона, а отдельные слои обмотки обвязаны хлопчатобумажной лентой.
Измерительные трансформаторы тока и напряжения (2)
... вторичную обмотку трансформатора тока под нагрузкой. Высокое напряжение опасно для персонала и, кроме того, может привести к повреждению изоляции трансформатора тока. Из-за насыщения сердечника большим магнитным потоком происходит его перегрев. Повреждение трансформатора тока ...
Обмоточные провода идентифицируются по диаметру, типу изоляции и тепловому сопротивлению.
Для повышения электрической прочности трансформаторы после сборки пропитывают электроизоляционными лаками, а иногда заполняют специальными составами.
В трансформаторах средней мощности обмотка низкого напряжения находится ближе к шине. Это уменьшает изоляционный слой между обмоткой и стержнем и в то же время создает лучшие условия охлаждения для более низкого напряжения, которое несет более высокий ток.
В трансформаторах низкого напряжения (до 100 В) с малой мощностью обмотка с более высоким напряжением располагается ближе к стержню. Эта мера снижает стоимость трансформатора, так как средняя длина высоковольтной обмотки, изготовленной из дорогого провода с небольшим поперечным сечением, короче.
В высоковольтных трансформаторах (более 1000 В) используется раздельное расположение обмоток на магнитных сердечниках.
Преимуществом такого расположения обмоток является низкое значение потока магнитной утечки, обусловленное меньшей толщиной обмотки и малым потоком обмоток, так как меньшая толщина обмотки приводит к уменьшению средней длины обмотки.
В трансформаторах с бронированными магнитными сердечниками обмотки размещаются на штанге.
В трехфазном трансформаторе первичная и вторичная обмотки данной фазы расположены на каждом из стержней.
В тороидальных трансформаторах обмотки располагаются по всей длине магнитной цепи.
Стержень и бронированные магнитные сердечники с обмотками на них соединяются в узел с помощью болтов и накладок или вдавливанием их в зажим.
Кольцевые магнитные сердечники с намотанными на них обмотками собираются в узел и крепятся к шасси с помощью крепежных шайб и винта с гайкой.
Трансформатор должен быть сконструирован с пластиной, к которой припаяны соединения обмоток. Корпус трансформатора (подушечки, клетки, кронштейны) электрически соединен с магнитной цепью и заземлен. Эта мера необходима из соображений безопасности в случае выхода из строя одной из обмоток.
Маркировка трансформаторов
Каждый трансформатор оснащен экраном из атмосферостойкого материала. Экран заметно прикреплен к баку трансформатора и содержит его номинальные данные, которые вытравлены, выгравированы, выбрасываются или наносится иным образом для обеспечения долговечности табличек.
Трансформаторная пластина по ГОСТ 11677-65 содержит следующие данные:
- Марка производителя.
- Год выпуска.
- Серийный номер.
- Обозначение типа.
- Номер стандарта, которому соответствует изготовленный трансформатор.
- Номинальная сила. (В случае трехобмоточных трансформаторов указывается мощность каждой обмотки).
- Номинальные напряжения и напряжения ответвлений обмотки.
- Номинальные токи каждой обмотки.
- Количество фаз.
- Текущая частота.
- Схема и группа подключения обмоток трансформатора.
- Напряжение короткого замыкания.
- Тип установки (внутренняя или внешняя).
4 стр., 1913 слов
Трансформатор напряжения
... заказчика, относительно длины пути утечки и изоляционного растояния. Трансформатор напряжения серии ЗНОМ-110. Трансформатор напряжения заземляемый, однофазный, масляный предназначен для подключения измерительных ... хорошо обработанных желобах. ГЕРМЕТИЗАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРА Комплект первичной и вторичных обмоток с изоляцией герметично уплотнен. Изменение объема масла, вызванные изменениями температуры, ...
- Способ охлаждения.
- Общая масса трансформатора.
- Масса масла.
- Масса активной части.
- Положение переключения, указанное на приводе.
В случае трансформатора с воздушным охлаждением его мощность отображается также при выключенном охлаждении. Заводской номер трансформатора также записан на контейнере под экраном, на крышке рядом с входом фазы A HV и на левом конце верхней пластины иго магнитного сердечника.
Обозначение трансформатора состоит из алфавитной и цифровой частей. Буквы имеют следующее значение: Т — трехфазный трансформатор, О — однофазный, М — естественное масляное охлаждение, Д — масляное охлаждение с вентилятором (искусственная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла), С — масляное охлаждение с принудительной циркуляцией масла водяным охладителем, Д — масло с продувкой и принудительной циркуляцией масла, D — грозостойкий трансформатор, H — в конце обозначения — трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой, H — на втором месте — заполненный негорючим жидким диэлектриком, T — на третьем месте — трехобмоточный трансформатор.
Первая цифра после буквенного обозначения трансформатора указывает номинальную мощность (кВ-А), вторая цифра — номинальное напряжение обмотки (кВ-А).
Так, тип ТМ 6300/35 — трехфазный двухобмоточный трансформатор с естественным масляным охлаждением мощностью 6300 кВ-А и напряжением обмотки ВН 35 кВ-А; тип ТТНГ-6300/220 — трехфазный трехобмоточный трансформатор с принудительной циркуляцией масла с водяным масляным охлаждением, с регулированием напряжения под нагрузкой, молниеотводом, мощностью 63000 кВ-А и напряжением обмотки ВН 220 кВ.
Заключение
Буква А в обозначении типа трансформатора означает автотрансформатор. В обозначении трехобмоточных автотрансформаторов буква А является либо первой, либо последней буквой. Когда цепь автотрансформатора является основной цепью (обмотки НН и LH образуют обмотки автотрансформатора и вспомогательные обмотки LH) Если цепь трансформатора является необязательной, то на первом месте стоит буква А, а на последнем — буква А.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/ekspluatatsiya-transformatorov/
- Китаев В.Е. Трансформеры. Москва, «Высшая школа», 1972 год.
- Грумбина А.Б. Электрические машины и источники питания FGD. Москва, «Энергоатомиздат», 1991.
- Сидоров И.Н., Скорняков С.В. Трансформаторы электронной бытовой техники, Москва «Радио и связь», 1993.
