Последовательное включение трансформаторов: Последовательное соединение — вторичная обмотка

Последовательное соединение — вторичная обмотка

Cтраница 1

Последовательное соединение вторичных обмоток двух трансформаторов тока одной фазы позволяет получить от них большую мощность, а параллельное их соединение дает возможность уменьшить коэффициент трансформации, а следовательно, увеличить ток во вторичной цепи при данном токе в линии.  [1]

Схемы замещения ( а, б и вольт-амперные характеристики последовательно и параллельно включенных трансформаторов тока ( в.  [2]

При последовательном соединении вторичных обмоток результирующий коэффициент трансформации не изменяется, а полная мощность примерно равна сумме мощностей каждого из трансформаторов тока независимо от величины этих мощностей.  [3]

Таким образом, последовательное соединение вторичных обмоток обеспечивает увеличение уровней выходного напряжения и мощности при сохранении номинального выходного тока.

В самом деле, если вторичные обмотки каждого из трансформаторов рассчитаны, например, на 6 В выходного напряжения при номинальном токе 1 А, то при их последовательном соединении значение номинального тока сохраняется, а мощность увеличивается вдвое, так как в 2 раза возрастает выходное напряжение. При параллельном соединении вторичных обмоток в указанном выше примере выходное напряжение было бы равно 6 В, но выходной ток при этом вырос бы в 2 раза.  [4]

Погрешности ИТПТ с последовательным соединением вторичных обмоток главным образом обусловлены отличием реальной петли перемагничивания сердечников от идеальной прямоугольной петли и в меньшей степени конечным значением сопротивления вторичной цепи ИТПТ.  [5]

В результате проведенной работы по исследованию схем с последовательным соединением вторичных обмоток была предложена новая схема. Окончательная отработка основных параметров этой схемы производилась на ряде опытных образцов, изготовленных как НИИПТ, так и позднее Электрозаводом.

 [6]

Защиту кабельных линий с числом кабелей два и более рекомендуется производить с последовательным соединением вторичных обмоток трансформаторов тока нулевой последовательности ТЗЛ и ТЗРЛ. Защита с трансформаторами тока типа ТИП может быть рекомендована для мощных двигателей ( при двух и более кабелях) при сравнительно небольших величинах токов однофазного замыкания на землю.  [7]

Для повышения класса точности или для повышения вторичной нагрузки при неизменном классе точности часто практикуют последовательное соединение вторичных обмоток двух втулочных трансформаторов тока одной и той же фазы.  [8]

Последовательное соединение вторичных обмоток в этом случае позволяет получить напряжение 1100 В, что вполне пригодно для рассмотренного источника питания.  [9]

Схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока.  [10]

Такая схема не реагирует на междуфазовые короткие замыкания, но чувствительна ко всем видам повреждений, связанных с замыканием элементов электрической сети на землю. Последовательное соединение вторичных обмоток двух трансформаторов тока одной фазы ( рис. 39, е) позволяет получить от них большую мощность, а параллельное ( рис. 39, ж) — уменьшить коэффициент трансформации, увеличивая ток во вторичной цепи при данном токе в линии.  [11]

ТТ, вторичные обмотки которых можно соединять последовательно или параллельно. При последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, так как удваивается число первичных и вторичных витков. Вторичный ток сохраняется неизменным, а вторичная ЭДС удваивается, что позволяет увеличить в 2 раза вторичную мощность. Для встроенных ТТ это очень важно, так как они удалены от реле и измерительных приборов, благодаря чему сопротивление соединяющих проводов получается большим. При параллельном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации уменьшается, так как первичные обмотки включаются последовательно. При этом вторичный ток двух ТТ увеличивается.

 [12]

Допустимую нагрузку одноамперных ТТ следует проверять также по условию допустимого напряжения во вторичной обмотке при сквозных токах к. Допустимые вторичные нагрузки ТТ в одном и том же классе точности при последовательном соединении вторичных обмоток увеличиваются вдвое, а при параллельном соединении уменьшаются вдвое. Встроенные во втулки выключателей ТТ с номинальным первичным током 50, 75, 100 ц вторичным током 2 5 А могут включаться только параллельно для получения вторичного тока 5 А. Внутренние п внешние параметры соединяемых параллельно ТТ должны быть одинаковы.  [13]

Трансформатор тока опорный восьмерочного типа в фарфоровой покрышке.  [14]

ТТ может выполняться с двумя магнитопроводами, как это показано на рис. 12 — 2, а. Первичные обмотки здесь всегда соединены последовательно, а вторичные можно соединить последовательно или параллельно. При последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, здесь суммируются вторичные ЭДС, что позволяет соответственно увеличить сопротивление нагрузки.  [15]

Страницы:      1    2

Последовательное подключение трансформаторов

Параллельная работа трансформаторов — подключение трансформаторов на совместную работу, при таком подключении соединяются между собой одноименные выводы обмоток со стороны высокого напряжения и выводы обмотки сторон низкого напряжения. Соединение только первичных, или только вторичных обмоток между собой не следует смешивать с параллельной работой трансформаторов. Такое соединение определяется, как совместная работа двух трансформаторов. При необходимости включения трансформаторов на параллельную работу во избежание негативных последствий для оборудования необходимо учитывать несколько факторов. Рассмотрим подробно условия включения силовых трансформаторов на параллельную работу. Равенство групп соединения обмоток.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Соединение обмоток трансформатора (параллельное, последовательное и смешанное соединение).
• Последовательное соединение трансформаторов тока
• Как можно соединять обмотки трансформатора. Паралельное и последовательное соединение.
• Параллельное и последовательное соединение обмоток трансформатора
• На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками
• Соединение трансформаторов
• Соединение обмоток трансформаторов
• Схемы соединений трансформаторов тока, виды схем, параллельное и последовательное
• § 100. Параллельное включение однофазных сварочных трансформаторов.
• Трансформаторы — последовательно или параллельно?

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Ответ- включение трансформатора с микроволновки

Соединение обмоток трансформатора (параллельное, последовательное и смешанное соединение).

Здравствуйте, уважаемые. Помогите в одном вопросе. Есть две лампы-прожектора для бассейна на ватт каждая и напряжение 12 вольт.

Как подключить трансформаторы, чтоб всё работало? Параллельно, тогда напряжение остается 12 в, а мощность повышается.

При параллельном соединении нужно соблюсти порядок фаз на выходе, двумя словами фаза А соединяется с А2, фаза В с фазой В2. Спасибо за ответы. Трансформаторы тороидальные, без сердечников.

Четыре вывода — два потоньше понятно — в и два большого сечения — 12 вольт. Сердечник — железный тор, на котором обмотки и намотаны. Только если у трансформаторов одинаковые выходные напряжения и выходные сопротивления, а иначе один из них будет перегреваться.

То есть, если купить одинаковые по характеристикам на шильдиках трансформаторы, то совсем не обязательно они нормально оба будут работать в параллель? А можно это както исправить? Возможен при параллельном включении нагрев транса из-за неодинаковости характеристик и витков.

У торов это явление в несколько меньшей степени. Лучше всего взять из одной партии, отобрать под номинальной нагрузкой с макс близким выходным напряжением. А вообще в отечественных всегда некоторый запас был — попробуйте погонять Вт лампу содним трансом — будет транс греться сильно, тогда ставьте пару. Выходы параллельно соединенных трансов надо фазировать — иначе сгорят нафиг из-за замыкания выхода одного на другой. Еще зависит от площади сечения меди выходной обмотки, намотали в одном 15х0.

Простите, пытаюсь разобраться. У двух трансформаторов выходы можно запараллелить только двумя различными способами. Либо так, либо наоборот Неужели они не равнозначны и правильный только один из них? Трансформаторы допускают перегрузку до получаса, а так из практики лучше их эксплуатировать на 0,9 мощности. Ну и последний вопрос, как определить, какой правильный. Есть тестер, отвёртка-индикатор. Да как сказать, у меня монтажники умудряются из Вт транса паяльниками выжать.

Говорю- сожжете, они — не все нормально, немного горячий и всё, в 2 смены уж полгода так. На выходе транса два провода, один А второй В, во втором трансе А1 и В1. Если соединить иначе будет замыкание. Берем 2 транса. Соединяем первички параллельно.

У вторичек содиняем вместе по одному проводу. Вторые провода разводим в воздухе. Включаем в сеть. К разведенным проводам касаемся лампочкой на В, если вспыхнула — фазировка неправильная, не горит — правильная и эти провода можно соединить. Теперь в фазе и между спаренными проводами 12В. Да такой же шкафчик, транс в шкафчике, сбоку тумблер с неонкой, предохранитель и клеммы на изоляционной пластинке для паяльников.

Бывает, а бывает и так, что официант включил масляный радиатор более КилоВатта в своей каюте через трансформатор Вт и подпалил кораблик — кажется — Колхиду, уже не помню на нем ли это произошло, это было в годы когда Власов МВД возглавлял. Do Home Yourself написал : я бы воткнул первички последовательно и вторички последовательно только на рабочем токе перекос поменять по трансам.

Железу в трансе жизнь бы облегчилась, безусловно, но — выходная обмотка рассчитана на определенный ток, для Вт — 12В,20А. Для последовательного включения на выходе одного транса будет 6В, но нагружать обмотку можно теми же 20А на такой ток сечение расчитано. Для Вт нужно уже 25А выходного тока, то есть выделение тепла в обмотке увеличится в 1. Естественно речь пойдет о классических трансформаторах , то есть состоящих из обмоток и сердечника.

Еще в советские времена параллельное включение трансформаторов вовсю практиковалось на больших заводах. Причина самая банальная — трас должен быть таких габаритов, чтобы его можно было перевезти по железной дороге. Мощность одиночного трасформатора при таких габаритных ограничениях порой была ниже требуемой в 1. Вот и включали их параллельно.

Причем даже от разных производителей. Если все условия выполнены, то распределение передаваемой мощности будет пропорционально номинальной мощности каждого трансформатора. Если напряжения к. Напряжение короткого замыкания — значение напряжения, поданного на первичную обмотку так, что при закороченной накоротко вторичной обмотке ток в первичной обмотке трансформатора был равен номинальному.

Это теория. Теперь что бы я сделал в данном случае. Если невозможно экспериментально определить напряжение короткого замыкания, то:. Если транс выдает 12 вольт, то два последовательных соединенных выдадут 24 вольт, как получили 6? Глупее способа не придумаешь! Первичка расчитана на вольт, а на схеме получает вольт, было бы пол беды с лампой, но сердечник трансформатора в таких условиях будет недонасыщен. А в любом трансе обязательное условие, это насыщение сердечника.

Ниже вольт транс катастрофически теряет в мощности и к вольтам от сто-ваттового транса на выходе будет мощность в пределах 10 ватт. А Вы как думаете? Так же и в трансе, на выходе конечно будут 6 вольт при холостом ходе, но при номинальной нагрузке они исчезнут в раз Насыщение сердечника обычного понижающего трансформатора-авария. Пороисходит в случае протекания постоянного тока насыщения через обмотки или превышения максимального рабочего тока,понижения частоты.

При насыщении трансформатор из индуктивного сопротивления для сети превращается в простую катушку провода,соответственно возникает К. З и всё,беда. Можно, не злоупотребляя формулами, с уверенностью сказать, что при понижении напряжения в первичной обмотке в два раза пропорционально уменьшится и магнитный поток, отчего в два раза уменьшится напряжение и во вторичной обмотке.

Всего на-всего Насыщение в режиме переменного магнитного потока, тоесть сердечник должен проходить режим насыщения по амплитуде. А Вам немешало бы знать элементарные формулы.

С увереностью могу сказать что вы сказали глупость. Давйте оставим индуктивность и для простоты передем на активную нагрузку, например нагреватель с оммическим сопротивлением 22 Омма при вольтах на его клемах выдаст мощность около 2. Мне даже страшно за вас. Давно замечено за Вами, когда Вам нужно признавать свои ошибки, Вы начинаете «аргументировать» таким образом. И все же прошу объяснить где бред. Зачем Вы сюда притащили эту ссылку, я что нибудь против этой ссылки или этого сайта, или того что там написано, имею???

Я привел элементарное док-во того что при пониженном напряжении на первичке в два раза, трансформатор теряет в мощности во много раз больше, вот советую Вам напрячь извилины и лично проверить это с помощью расчетов которые есть в инете, а хотите проверте на практике это убедит Вас намного конкретней.

У трансформатора, как куска железа с обмотками, есть только один параметр мощности — габаритная мощность, то есть мощность, которую он при данных габаритах и материале сердечника может передать без нарушения линейности. Вы умиляете своей простотой. А где магнитный поток Ф самая главная состовляющая при расчетах, которая связана с током в обмотках? Например для тора наружным диам. Может ему лучше начать с курса физики из школьной программы и освежить в памяти закон Ома?

Тогда такие плюхи не будут проходить:. Железо то железом, ну если мы это железо не подмагнитим должным образом, тоесть создадим в нем хилый магнитный поток который едва будет, что за мощность он выдаст?

Если Вы понимаете в расчетах, так посчитайте зачем парить мозги, числа то говорят что при уменьшении напряжения в первичке в два раза, ток в ней спадет в пять раз, магнитный поток еще на столько же, вот и получим мощность Г на палочке. Рекомендую проверить на практике. Вот для Вас лично преподам урок расчета элементарной цепи с активной нагрузкой с помощью закона Ома.

Я заметил за Вами тенденцию того что Вы постоянно удивляетесь очевидным вещам. А я понимаю эти методы «защиты», не страдайте можете оставаться при своем мнении даже если убедитесь на практике На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой подаётся напряжение от внешнего источника.

Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции пропорциональную первой производной магнитного потока. Когда вторичные обмотки ни к чему не подключены режим холостого хода , ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток через первичную обмотку невелик, и определяется в основном её индуктивным сопротивлением.

При подключении вторичной обмотки к нагрузке, по ней начинает течь ток. Этот ток также создаёт магнитный поток в магнитопроводе, причем он направлен противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате, в первичной обмотке нарушается компенсация ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке, до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.

В результате, мощность, потребляемая от источника в цепи первичной обмотки практически полностью передаётся во вторичную. Я не причисляю себя к последователям Фейнмана или Ландау, учебников по электромагнетизму написано море — читайте Может пригодится? Я же тебе сказал, оставайся при своем мнении, не парь мне мозги, и настоятельно рекомендую не парить мозги людям задающим вопросы.

Последовательное соединение трансформаторов тока

Последовательное соединение трансформаторов позволяет получить на всех ключах одинаковую форму тока управления. При последовательном соединении трансформаторов на токи от а и выше номинальные вторичные нагрузки могут быть удвоены при прочих равных условиях. При последовательном соединении трансформаторов по каскадной схеме полное напряжение распределяется на несколько ступеней и каждая ступень обеспечивается необходимой изоляцией, а в результате уменьшаются вес, размеры и стоимость конструкции. Кроме того, конструктивно создается возможность частичной замены сложной внутренней изоляции более простой внешней изоляцией на то же самое напряжение.

Соединение обмоток трансформатора (параллельное и последовательное) Трансформатор является электротехническим устройством, которое.

Как можно соединять обмотки трансформатора. Паралельное и последовательное соединение.

Если я соединю первичные и вторичные обмотки трансформаторов последовательно как на рисунке , то это будет работать? Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Вообще то да. Если изоляцию ни где не прошьет. А что за трансформаторы с такой странной первичкой, случайно не импульсные или на Герц? Это измерительные трансформаторы НОМухл4. На самом деле это понижающий трансформатор с 1 в, вторичной — в, просто я включу его наоборот, чтобы получить ВН. Спасибо за ответ. Конденсаторы Panasonic.

Параллельное и последовательное соединение обмоток трансформатора

Електроенергетика мережi, обладнання. О параллельной работе трансформаторов. Параллельным включением трансформаторов называют такое их соединение, при котором одноименные выводы обмоток ВН и НН подключают к одноименным проводам сборным шинам сети. Параллельная работа рисунок 1 трансформаторов удобна и экономична. Можно установить один трансформатор большой мощности, которой окажется достаточно для любой возможной нагрузки.

Силовые трансформаторы радиоэлектронных устройств имеют, как правило, две одинаковые вторичные обмотки.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Сварочные трансформаторы соединяют на параллельную работу для повышения мощности источника питания. Для этого используют два или несколько однотипных трансформатора с одинаковыми внешними характеристиками и первичными обмотками, рассчитанными на одно и то же напряжение; трансформаторы подключают к одним и тем же фазам сети соответствующих одноименных зажимов первичных обмоток, вторичные обмотки соединяют также через одноименные зажимы. Схема параллельного соединения однофазных сварочных трансформаторов с дросселями типа СТЭ показана на рис. При параллельном соединении двух трансформаторов величина сварочного тока в цепи возрастает соответственно в 2 раза по сравнению с одним трансформатором. Необходимым условием параллельной работы трансформаторов является равномерное распределение между ними величины сварочного тока. Регулировать величину сварочного тока следует одновременно одинаковым числом поворотов ручек всех регуляторов или одновременным нажатием кнопок как, например, в трансформаторах типа ТСД.

Соединение трансформаторов

Трансформатор тока — важный элемент релейной защиты. Он питает цепи защиты током сети и выполняет роль датчика, через который поступает информация к измерительным органам устройств релейной защиты. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в силовую цепь. Вторичная обмотка замыкается на сопротивление нагрузки Z Н — последовательно включенные реле и приборы. По обмотке протекает ток I 2. Если не учитывать потерь то:. В заводских материалах на трансформаторы тока указывают номинальный коэффициент трансформации.

нужен мощный ( ква) трасформатор на 50 вольт в наличии такого железа нет, а покупать готовый немного душит жаба зато есть в.

Соединение обмоток трансформаторов

Схема подключения трансформатора тока предполагает использование первичной и вторичной обмотки с учетом коэффициента относительной погрешности. Установка электрического счетчика осуществляется в соответствии с основными правилами и требованиями, предъявляемыми к схеме подключения прибора. Счетчик устанавливается при температурном режиме не ниже 5оС.

Схемы соединений трансформаторов тока, виды схем, параллельное и последовательное

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как можно соединять обмотки трансформатора. Параллельное и последовательное соединение обмоток.

Канал ЭлектроХобби на YouTube. Трансформатор является электротехническим устройством, которое способно преобразовывать электрическую энергию посредством электромагнитных полей. Конструкция классического трансформатора представляет собой магнитопровод, состоящий из пластин с хорошими ферромагнитными свойствами и имеющий замкнутый контур может быть круглым, Ш-образным, П-образным. На этот ферромагнитный сердечник наматываются обмотки медного провода. Обычно это первичная и вторичная обмотка.

Ныне в устаревшей аппаратуре можно найти большое количество готовых силовых трансформаторов заводского изготовления, которые радиолюбители приспосабливают под свои запросы. Очень часто эти трансформаторы не совсем подходят по параметрам, например, по требуемому току нагрузки.

§ 100. Параллельное включение однофазных сварочных трансформаторов.

Счётчики для однофазных и трёхфазных сетей рассчитаны на номинальные токи до А. Использование приборов с большими возможностями затруднено по причине необходимости использования проводов слишком большого сечения. Таким образом, для измерения характеристик в линиях с большими токами необходимо использовать специальные устройства, понижающие ток до приемлемого значения. Для этой цели счётчики подключаются через трансформаторы тока ТТ. Первичная обмотка включается последовательно в линейный провод, по которому проходит высокий ток, а ко вторичной обмотке подключается измерительный прибор. Для удобства выводы маркируются обозначениями.

Трансформаторы — последовательно или параллельно?

Забыли пароль? Автор: rmetr , 29 Сентября в Измерения. Имеет ли право на существование вариант подключения на нижнем рисунке?

Последовательное соединение испытательных трансформаторов | Высоковольтное испытательное оборудование и измерения

Страница 3 из 41

Получение сверхвысоких напряжений от одного трансформатора связано с трудностями и технически целесообразно только для напряжения 500—750 кВ. Испытательные трансформаторы на напряжение 1 Мв в одной установке были сооружены еще 30 лет назад. Несмотря на успехи в изоляционной технике, в последующие годы подобные трансформаторы не строились. Для получения напряжений 500 кВ и выше применяется последовательное соединение нескольких испытательных трансформаторов. Если соединяется последовательно п трансформаторов, то напряжение на конце последней обмотки высокого напряжения при отсутствии нагрузки в цепи будет увеличено в п раз по сравнению с напряжением одного трансформатора. Имеется возможность при соответствующем конструктивном устройстве частично заменить сложную внутреннюю изоляцию трансформатора более простой внешней изоляцией на то же самое напряжение. Распределяя полное напряжение на несколько ступеней и обеспечивая необходимой изоляцией каждую ступень, можно уменьшить вес, размеры и стоимость конструкции. При последовательном соединении испытательных трансформаторов в одном трансформаторе доля активных материалов (медь, железо) сравнительно мала и обычно составляет менее 50% всегда веса трансформатора.
Конструктивное исполнение всего сооружения определяется в значительной мере способом питания первичных обмоток трансформаторов.

Рис. 1-9. Последовательное соединение испытательных трансформаторов с питанием обмоток через переходные трансформаторы.

Если питание каждого трансформатора осуществить самостоятельно от общего источника напряжения, то при заземленных баках вторичные обмотки трансформаторов должны иметь изоляцию от первичных обмоток и от бака на напряжение, возрастающее по ступеням соответственно на Uн. Ясно, что такое конструктивное исполнение сооружения, состоящего из нескольких трансформаторов, неприемлемо, так как требует устройства внутренней изоляции трансформатора последней ступени на суммарное напряжение всех ступеней. Ниже рассматриваются практические пути решения проблемы питания первичных обмоток трансформаторов, работающих в последовательном соединении.
На рис. 1-9 изображена схема последовательного соединения испытательных трансформаторов. Первичная обмотка трансформаторов Тр-2 и Тр-3 питается через специальные переходные трансформаторы ТП-1, ТП-2 и ТП-3. Переходные трансформаторы обычно имеют коэффициент трансформации, равный единице, но изоляция между ними должна быть рассчитана на номинальное напряжение одной ступени последовательного соединения. Изоляция и конструкция основных трансформаторов (Тр-1, Тр-2, Тр-3) одинаковы. Баки и магнитопроводы трансформаторов второй и последующих ступеней должны находиться под напряжением, равным напряжению (относительно земли) предыдущей ступени. Все баки, за исключением первого, должны быть изолированы от земли соответственно на напряжения U2, %U2 и т. д. Переходные трансформаторы по весу и размерам почти не отличаются от основных и должны иметь мощность, равную мощности основного трансформатора одной ступени, включая дополнительно потери в самих переходных трансформаторах.
Нетрудно видеть, что в схеме рис. 1-9 при п последовательно соединенных трансформаторах общее количество всех трансформаторов (основных и переходных) будет равно:

а количество переходных трансформаторов

В схеме рис. 1-9 отношение общего количества необходимых трансформаторов к количеству основных трансформаторов увеличивается враз. Следовательно, в этой
схеме значительно возрастают суммарный вес, стоимость и необходимая площадь для всего сооружения.
В 1956 г. для испытательной лаборатории завода трансформаторного и рентгенотехнического оборудования в Дрездене сооружена установка на напряжение 2 250 кВ и мощность 4 950 ква. Испытательная установка состоит из трех трансформаторов каждый мощностью 1 650 ква и напряжением 6/750 кВ, соединенных последовательно, и из трех переходных трансформаторов мощностью по 1 650 ква и напряжением 6/6 кВ с изоляцией на 750 кВ. Эскиз устройства установки и электрические соединения указаны на рис. 1-10.

Рис. 1-10. Эскиз и схема соединений испытательной установки на 2 250 кВ.
Тр-1 —повышающий трансформатор 6/750 кВ, питаемый от сети 6 кВ; Тр-2-повышающий трансформатор, питаемый через переходной изолирующий трансформатор ТП-1; Тр3-повышающий трансформатор, питаемый через переходные изолирующие трансформаторы TП-2 и ТП-3.

Бак и платформа каждого основного трансформатора соединены со средней точкой своей обмотки высокого напряжения. В связи с этим трансформатор снабжен двумя вводами на напряжение 375 кВ каждый, а баки и платформы всех трансформаторов изолируются от земли соответственно на напряжения 375, 1 125, 1 875 кВ. Установка может быть использована для получения трехфазного напряжения с линейным напряжением 1 300 кВ. Общий вес всего сооружения составляет 250 т.
Питание первичных обмоток последовательно соединенных испытательных трансформаторов может осуществляться от отдельных генераторов. Так же как и в схеме рис. 1-9, испытательные трансформаторы имеют одинаковую изоляцию вторичной обмотки от бака. Первичная обмотка трансформатора первой ступени питается от одного генератора (Г1), первичная обмотка трансформатора второй ступени питается от другого генератора (Г2), изолированного от земли на напряжение первой ступени. Оба генератора имеют общий вал, приводимый во вращение электродвигателем. Часть вала, соединяющая генераторы Г1 и Г2 выполняется из изоляционного материала и должна выдерживать напряжение одной ступени. При п ступенях необходимо иметь п генераторов, соответственно изолированных один от другого и от земли. Указанный способ питания первичных обмоток последовательно соединенных трансформаторов используется при более низких напряжениях по сравнению со схемой рис. 1-9.
На рис. 1-11 дана схема соединений при автотрансформаторном способе питания первичных обмоток последовательно соединенных трансформаторов, когда часть обмотки одного трансформатора используется для питания следующей более высокой ступени. Если — напряжение, необходимое для питания первичной обмотки (низкая сторона), a U2— напряжение вторичной обмотки (высокая сторона), то, как видно из рис. 1-11, при заземлении начала вторичной обмотки первого трансформатора конец вторичной обмотки трансформатора последней ступени (точка А) будет находиться под напряжением относительно земли где п — число ступеней.
 Трансформаторы Тр-1, Тр-2, Тр-3 должны иметь три обмотки: первичную обмотку возбуждения аб, вторичную обмотку высокого напряжения бг со средней точкой в, обмотку питания трансформатора следующей ступени гд. В трансформаторе последней ступени Тр-4 третья обмотка отсутствует. В зависимости от исполнения изоляции обмоток трансформаторов их баки могут быть соединены либо с началом вторичной обмотки (точка б), либо с ее средней точкой.
В первом случае вторичная обмотка и обмотка питания следующей ступени изолируются от бака на номинальное напряжение трансформатора U2 и устраивается один ввод на полное напряжение вторичной обмотки, другой ввод — только на напряжение первичной обмотки U1.
Рис. 1-11. Автотрансформаторное питание последовательно соединенных трансформаторов.

Бак трансформатора первой ступени Тр-1 заземляется, а баки трансформаторов последующих ступеней Тр-2, Тр-3, Тр-4 должны быть изолированы от земли на напряжение

где k — порядковый номер трансформатора, считая со стороны высокого напряжения, k=1, 2, 3… ;
n —число ступеней.
Во втором случае все три обмотки трансформатора изолируются от бака на напряжение, а вводы обмоток высокого напряжения рассчитываются на напряжение Баки всех трансформаторов должны быть изолированы от земли на напряжение
Вследствие того, что в схеме рис. 1-11 питание каждого трансформатора более высокой ступени осуществляется через трансформатор предыдущей ступени, суммарная -индуктивность рассеяния больше, чем в схеме питания рас. 1-9. Так как условия работы каждого трансформатора в схеме рис. 1-11 зависят от его места в последовательном соединении, трансформаторы выполняются на разную мощность и имеют неодинаковые значения индуктивностей рассеяния. Указанные факторы приводят к неравномерному распределению полного напряжения по ступеням и значительному падению напряжения в схеме при нормальной нагрузке. Например, когда не принималось никаких мер для снижения индуктивности рассеяния, установка, состоящая из четырех последовательно соединенных трансформаторов по 250 кВ с собственной индуктивностью рассеяния 1,25% у каждого, имела падение напряжения 16,5%.

Рис. 1-12. Схема включения компенсационных обмоток в испытательном трансформаторе.

Индуктивность рассеяния трансформаторов определяется взаимным расположением обмоток. Для снижения индуктивности рассеяния необходимо увеличивать электромагнитную связь между отдельными обмотками трансформатора. С этой целью в трансформаторах иногда устраивают специальные компенсационные обмотки. Если имеются две обмотки 1 и 2 (рис. 1-12), расположенные на разных стержнях магнитопровода, то с целью уменьшения индуктивности рассеяния устраивают две компенсационные обмотки w1 и w2 причем обмотка w1 располагается на стержне обмотки 1, а обмотка w2 располагается на стержне 2. Обмотки w1 и w2 имеют одинаковое количество витков и соединяются одна с другой так, чтобы э. д. с., наводимые в них от основного потока, взаимно компенсировались. Индуктивность рассеяния обмоток 1, 2 в отсутствии обмоток w1 и w2 заменяется суммой, которая вследствие сильной электромагнитной связи обмоток 1,  w2 и обмоток 2, w2 меньше величины х1,2. Каждая из компенсационных обмоток обычно имеет число витков, равное числу витков первичной обмотки 1, и, следовательно, их мощность в сумме должна быть нс менее мощности первичной обмотки. В трансформаторах, изготовленных Московским трансформаторным заводом, снижение индуктивности рассеяния достигается расположением первичной обмотки на разных стержнях магнитопровода. Устройство компенсационных обмоток усложняет и удорожает трансформатор.
На рис. 1-13 дан эскиз испытательной установки переменного напряжения 50 Гц на 1 000 кВ и мощность 1 000 ква. Установка состоит из трех последовательно соединенных трансформаторов 2,3/333 кВ. Каждый трансформатор снабжен двумя вводами на напряжение 166 кВ, баки трансформаторов соединены со средними точками вторичных обмоток и изолированы от земли на напряжение 166, 500 и 833 кВ соответственно. Трансформаторы первой и второй ступеней имеют первичную обмотку 1, вторичную обмотку 2, две компенсационные обмотки 3 и обмотку питания следующей ступени 4. Первичная обмотка возбуждения 1, половина вторичной обмотки 2 и одна компенсационная обмотка 3 расположены на одном стержне магнитопровода, а половина вторичной обмотки 2, одна компенсационная обмотка 3 и обмотка питания трансформатора следующей ступени 4 расположены на другом стержне магнитопровода. В трансформаторе последней ступени обмотка питания 4 отсутствует. Следует, однако, заметить, что более рационально снабжать все трансформаторы обмоткой питания; это дает возможность при необходимости увеличивать число единиц в каскаде, т. е. повышать испытательное напряжение. Электрическое соединение обмоток ясно из схемы рис. 1-13. Обмотки у всех трансформаторов изолированы от бака на 166 кВ. В комплект установки включаются измерительные шары диаметром 1,5 м, регулировочный и вспомогательный трансформаторы, комплектное распределительное устройство и пульт управления. Общий вес комплекта установки около 65 т, в том числе вес отдельных трансформаторов по ступеням составляет соответственно 9,7; 8,2; 7,3 г. Установка предназначена для кратковременной работы в открытой атмосфере. Длительность непрерывной работы при полной нагрузке равна 3 ч, затем необходим перерыв в работе в течение 3 ч. При продолжительной непрерывной эксплуатации установка может работать только при 75% номинальной мощности.
 

Рис. 1-13. Эскиз испытательной установки на 1 000 кВ.

На рис. 1-14 дана фотография установки в монтажном зале завода-изготовителя. На рис. 1-15 показано устройство
испытательной установки на переменное напряжение 1 500 кВ частотой 50 Гц и мощностью 1 500 ква. Установка изготовлена Московским трансформаторным заводом. Тип установки — ИОМК-1500. Три трансформатора 6/500 кВ соединены последовательно. В отличие от установки рис. 1-15 начала обмоток высокого напряжения 2 соединены с баком трансформатора.

Рис. 1-14. Внешний вид установки на  1 000 кВ по схеме рис. 1-12.

Бак трансформатора первой ступени заземлен, другие баки изолированы от земли соответственно на 500 и 1 000 кВ. Каждый трансформатор имеет один ввод на 500 кВ и один на 6 кВ. Трансформаторы первой и второй ступеней имеют первичную обмотку возбуждения 1, вторичную обмотку 2 и обмотку питания трансформатора следующей ступени 3. В трансформаторе последней ступени обмотка питания 3 отсутствует. Во всех трансформаторах изоляция от бака вторичной обмотки 2 и обмотки питания 3 рассчитана на напряжение 500 кВ. Компенсационные обмотки в трансформаторах отсутствуют, а снижение индуктивности рассеяния достигается устройством двух первичных обмоток, соединенных параллельно и расположенных на разных стержнях магнитопровода.

Рис. 1-15. Эскиз испытательной установки на 1 500 кВ.

Обмотка питания и вторичная обмотка также расположены на разных стержнях магнитопровода. Вес установки (без регулировочного и другого вспомогательного оборудования) равен примерно 115, т в том числе вес испытательных трансформаторов соответственно по ступеням составляет 32; 31,5 и 31,5 т. Установка предназначена для кратковременной работы в закрытом помещении. Основные данные испытательных установок, изготовляемых Московским трансформаторным заводом, даны в табл. 1-3. В табл. 1-4 приведены допустимые величины напряжений и токов в зависимости от длительности нагрузки для установки ИОМК-1500.

Таблица 1-3
Основные данные испытательных установок с последовательным соединением трансформаторов

Таблица 1-4
Допускаемые величины напряжений и токов в зависимости от длительности нагрузки для установки ИОМК-1 500

Допускаемые величины	Длительность нагрузки
	15 мин	30 мин	1 ч	2 ч	24 ч	Длительно
Напряжение, кВ . .	1 500	1 500	1 350	1 200	1 000	900
Ток, а. ………………………………………	1,0	0,5	0,5	0,5	0,5	0,4

Испытательные установки переменного напряжения (рис. 1-9, 1-10, 1-13, 1-14), состоящие из трех последовательно соединенных трансформаторов, имеют большую эксплуатационную гибкость. После соответствующих переключений между отдельными трансформаторами трехступенчатые установки могут работать в качестве источников высокого переменного напряжения с частотой 50 Гц в следующих схемах включения;

1. Три трансформатора в последовательном соединении с автотрансформаторным ‘питанием первичных обмоток

где U2 — напряжение вторичной обмотки одного трансформатора;
Iн — номинальный ток нагрузки.

1. Два трансформатора в последовательном соединении с автотрансформаторным питанием первичных обмоток
2. Три трансформатора в трехфазном включении

1. Два трансформатора в последовательном соединении с параллельным питанием первичных обмоток от одной фазы (конец вторичной обмотки первого трансформатора соединен с началом вторичной обмотки второго трансформатора и общая точка вторичных обмоток трансформаторов заземлена)

1. Два трансформатора в параллельном включении

1. Три трансформатора в параллельном включении

1. Один трансформатор

1. Два трансформатора в V-образном соединении с питанием первичных обмоток от разных фаз. Начало вторичной обмотки первого трансформатора соединено с началом вторичной обмотки второго трансформатора и общая точка заземлена.

Использование автотрансформаторного способа питания последовательно соединенных трансформаторов обусловливает различные токи в первичных обмотках трансформаторов, так как энергия для питания трансформаторов последующих ступеней передается через трансформатор преидущей ступени. Это обстоятельство приводит к превышению установленной мощности над мощностью, используемой нагрузкой.
Пусть P1— мощность трансформатора последней ступени, тогда P1=U2ln.
Мощность, которую должен иметь любой k-й трансформатор:
где k=1,2, 3…- порядковый номер трансформатора, считая со стороны нагрузки.
Суммарная установленная мощность всей испытательной установки из п последовательных трансформаторов найдется как

Мощность, используемая нагрузкой:

Отсюда видно, что установленная мощность последовательно соединенных трансформаторов при автотрансформаторном способе питания в (п+1)/2 раз больше полезной мощности, что имеет место, как было показано ранее, 1 для способа питания через переходные трансформаторы рис. 1-9 и 1-10). Однако использование схемы рис. 1-12 5олее целесообразно, так как один трансформатор заданий мощности значительно дешевле, чем несколько трансформаторов, имеющих в сумме ту же мощность, что и в схеме рис. 1-9 и 1-10.
Коэффициент использования установленной мощности равен:
и уменьшается по закону гиперболы с ростом числа ступеней п. Например, при трех трансформаторах η = 0,5, а при п = 5 η = 0,333. Одновременно со снижением коэффициента использования установленной мощности в многоступенчатых установках возрастает суммарная индуктивность рассеяния. Указанные факторы ограничивают количество последовательно соединенных трансформаторов обычно до трех единиц. Так как всегда имеется возможность использовать в работе каждый трансформатор самостоятельно, иногда оправданным оказывается (последовательное соединение четырех-пяти единиц. Например, описана испытательная лаборатория, имеющая пять трансформаторов 350 кВ, которые работают, как правило, самостоятельно, но предусмотрена возможность их последовательного соединения, при котором напряжение на выходе составляет около 1 750 кВ.
Наивысшее напряжение промышленной частоты, полученное в установках последовательного соединения трансформаторов (3 X 750 кВ), составляет 2 250 квдейств или 3 175 квмакс. Такая установка в Научно-исследовательском институте постоянного тока (НИИПТ) в Ленинграде используется в качестве источника переменного напряжения для проведения исследований на опытном участке линии электропередачи напряжением 400—600 кВ. Там же впервые измерены разрядные напряжения при промышленной частоте для электродов «стержень—плоскость» с расстоянием между ними 9 м. При этом расстоянии средний (фиктивный) разрядный градиент потенциала равен 240 кВ 1м. Повышение номинального напряжения линий электропередач в ближайшие годы, по-видимому, потребует сооружения испытательных установок, состоящих из четырех и пяти трансформаторов напряжением 750 кВ каждый.
Установки с последовательно соединенными трансформаторами имеют обычно емкостную нагрузку, которая при испытании кабелей может быть весьма значительной.
При последовательном соединении испытательных трансформаторов, так же как и для отдельных испытательных трансформаторов, иногда производится компенсация емкостного тока подключением параллельно одной из обмоток трансформаторов катушек индуктивности.
В испытательной лаборатории норвежской компании, производящей кабели, сооружена установка переменного напряжения, состоящая из двух трансформаторов 300 кВ и использующая регулируемые индуктивности (реакторы), включенные последовательно в цепь испытания. Реакторы управляются пультом. Установка используется для испытания кабелей переменным напряжением до 600 кВ и имеет мощность 2 400 ква. При номинальной мощности установка может работать непрерывно в течение 30 мин.
Использование регулируемых реакторов настраиваемых в резонанс при последовательном соединении с емкостью кабеля на стороне высокого напряжения, имеет дополнительное преимущество — ток короткого замыкания при пробое кабеля во время испытания снижается до долей номинального тока нагрузки и этим устраняется загорание испытуемых отрезков кабеля.
Регулирование напряжения в первичной сети установок последовательно соединенных трансформаторов, имеющих суммарную мощность 1 000 ква и более, осуществляется либо трансформатором с подвижными обмотками («шуб-трансформатор»), либо специальным двигатель-генератором. Устройство трансформатора с подвижными обмотками и принцип его работы рассматриваются в § 1-3.
Регулирование напряжения с помощью двигатель-генератора является технически наиболее совершенным. Синхронный генератор, имея специальные обмотки, поддерживает синусоидальную форму напряжения как при емкостной, так и при индуктивной нагрузках. Регулирование напряжения осуществляется изменением возбуждения генератора. Для обеспечения устойчивой работы генератора особенно при емкостной нагрузке, возбуждение генератора производится от возбудителя с независимым возбуждением. Для вращения генератора используется синхронный двигатель. Мощность генераторов обычно берется несколько выше, чем суммарная мощность испытательной установки. Генераторы применяются как однофазные, так и трехфазные.
Последовательные соединения обмоток высокого напряжения используются также при устройстве измерительных трансформаторов напряжения на 110 кВ и выше. В этом случае наиболее наглядно иллюстрируются преимущества разделения полного напряжения на отдельные ступени с соответствующей изоляцией их. На рис. 1-16 показано изменение веса измерительных трансформаторов напряжения с увеличением их номинального напряжения при различном исполнении трансформаторов. Как видно из рис. 1-16, для трансформатора в одной установке с металлическим баком с увеличением номинального напряжения в 2 раза вес, отнесенный к 1 кВ, увеличивается в 3 раза. Для трансформаторов, выполненных с последовательным соединением и ступенчатым изолированием обмоток высшего напряжения, вес, οтнесенный к 1 кВ, практически остается постоянным с увеличением напряжения.

Рис. 1-16. Изменение веса измерительных трансформаторов напряжения в зависимости от UН при различном исполнении трансформаторов.
1— в последовательном соединении ступеней; 2 — в одной ступени.
На рис. 1-17 дано сравнение размеров и необходимого объема масла у трансформаторов, выполненных в обычной конструкции с вводом 2, и трансформаторов, выполненных в изоляционном (фарфоровом) корпусе с последовательным соединением и ступенчатым изолированием обмоток высокого напряжения 1. Трансформатор в многоступенчатом исполнении на напряжение 230 кВ имеет высоту почти в 2 раза меньше, а объем масла примерно в 10 раз меньше, чем трансформатор обычной конструкции на это же напряжение.

Имеются расчеты, показывающие, что стоимость установки из двух трансформаторов 250 кВ в 2 раза меньше, чем стоимости одного трансформатора на 500 кВ. Установки последовательного соединения занимают большую площадь, но ввиду относительно малого веса отдельных трансформаторов и других составных частей облегчается монтаж всей установки и ее ремонт.

Рис. 1-17. Сравнение размеров измерительных трансформаторов напряжения при их различном исполнении.

Напряжение, кВ	Исполнение трансформатора	Размеры, м		Объем масла, л
		А	Б
115	1	2,25	0,7	117
	2	3,35	1,0	605
230	1	3,58	0,8	285
	2	6,0	1,7	3030

• Назад
• Вперёд

Последовательное подключение трансформаторов для повышения тока

Бывает ситуация, когда у трансформатора нет обмотки на нужное напряжение или ток, зато есть много всяких разных обмоток. Что делать?

Для увеличения напряжения, обмотки можно соединять последовательно. При этом общее напряжение будет равно сумме напряжений всех обмоток. Максимальный ток будет равен наименьшему из номинальных токов всех этих обмоток.

Обмотки надо сфазировать, иначе напряжения в них могут не складываться, а вычитаться (можно ра-

ботать и в такой ситуации, но КПД трансформатора снизится). Делается это так: первая и вторая обмотки соединяются последовательно, а к их концам подключается вольтметр переменного тока (рис. 16).

Вольтметр должен показать сумму напряжений обмоток 1 и 2 (это синфазное, или согласное включение обмоток). Если показания вольтметра меньше (в случае противофазного, или встречного включения он покажет разность напряжений обмоток), выводы обмотки 2 надо поменять местами. В случае, когда последовательно соединяется большее количество обмоток, то все повторяется, при этом роль обмотки 1 выполняют уже соединенные обмотки, а роль обмотки 2 – вновь подключаемая обмотка.

На рис. 16 точкой возле обмотки обозначается ее условное начало. Оно имеет такой смысл: если на выводе с точкой первичной обмотки присутствует положительный полупериод напряжения (грубо говоря «плюс»), то и на выводах с точкой всех вторичных обмоток в этот момент также «плюс». Поэтому, зная условные начала обмоток, можно сразу соединить все обмотки синфазно. К сожалению, на самом трансформаторе начала обмоток обычно не обозначают.

Если в трансформаторе много одинаковых вторичных обмоток на маленький ток, то по идее их можно соединить параллельно, тогда общий их ток будет равен сумме токов отдельных обмоток.

На самом деле это очень «тонкий» вопрос. В жизни практически никогда не бывает, чтобы две обмотки были абсолютно одинаковыми. Хоть малюсенькая разница в их напряжениях, но есть. И внутри параллельных обмоток могут возникнуть уравнительные токи иногда маленькой, а иногда и большой величины. Может получиться, что трансформатор здорово греется, а наружу тока почти не выдает. Но бывает и так, что производители мотают трансформатор в несколько проводов одновременно. Тогда обмотки получаются практически совсем одинаковыми и такие обмотки параллельно соединять можно (хотя, ГОСТ 14233-84 «Трансформаторы питания для бытовой аппаратуры» дает допуск на асимметрию обмоток, включаемых параллельно, до 3% от напряжения обмотки – это довольно большое рассогласование!). При этом очень важно правильно сфазировать обмотки, иначе будет короткое замыкание. Только надо быть абсолютно уверенным в том, что обмотки одинаковы. Поэтому давайте для надежности пользоваться таким правилом:

Если производитель явно указывает, что обмотки трансформатора можно соединять параллельно, то можно. Если такого явного указания нет – то нельзя.

Как правильно сфазировать обмотки? Начала всех обмоток соединить вместе – это будет начало общей обмотки. Конец общей обмотки составят соединенные вместе концы всех обмоток.

Если неизвестны начала и концы обмоток, то сначала соедините между собой один провод от одной обмотки и один от другой. Подайте питание на трансформатор и измерьте напряжение между оставшимися концами этих обмоток (рис. 17).

Если между ними напряжение равное удвоенному напряжению каждой из обмоток, то концы одной из обмоток надо поменять местами. Снова подайте питание и снова измерьте напряжение. Если оно равно нулю, то все ОК, соединяете концы, между которыми измеряли напряжение и пользуетесь. Если же напряжение не равно нулю, то обмотки разные, и их паралле- лить нельзя!

А если напряжение на двух обмотках получилось не

ноль, но очень близкое к нулю? Давайте рассмотрим пример. Сопротивление вторичной обмотки тороидального трансформатора 75ВА 2×28В равно примерно 0,5 Ом. Допустим мы хотим получить такую обмотку из двух, каждая из которых рассчитана на вдвое меньший ток. Тогда сопротивление каждой обмотки вдвое выше и будет равно 1 Ом. С точки зрения уравнительных токов обмотки включены последовательно (значит, общее сопротивление удваивается) и к ним прикладывается разность напряжений между обмотками. Допустим, эта разность напряжений равна 0,5 вольт. Тогда уравнительный ток будет

2. Если вольтметр показывает разность напряжений обмоток в точности равную нулю, это означает, что и формы напряжений обмоток, и их величины одинаковы (что уже само по себе редкое явление). Но кто поручится, что при изменении напряжения в сети, или изменении тока, потребляемого нагрузкой, формы токов так одинаковыми и останутся? Это не всегда случается даже у однотипных трансформаторов (из-за разброса свойств стали они могут немного по-разному насыщаться), а для трансформаторов разных типов это вообще нереально.

Поэтому давайте не будем рисковать, и не будем создавать себе возможные проблемы, соединяя параллельно обмотки разных трансформаторов!

Бросок тока при включении трансформатора. При включении трансформатора в сеть даже на холостом ходу возникает всплеск тока (пусковой ток, являющийся следствием переходного процесса в трансформаторе), который может превышать номинальный в десятки раз. Длительность пускового тока обычно не превышает 0,02…0,03 секунды, поэтому он не приводит к перегреву обмоток. Однако в этот момент на проводники обмоток действуют значительные электромагнитные силы, которые могут сдвинуть плохо закрепленные витки. С течением времени витки разбалтываются, и акустический шум трансформатора растет.

Другим неприятным последствием пускового тока является перегорание предохранителя в цепи первичной обмотки.

Величина пускового тока определяется как моментом времени включения (по отношению к начальной фазе сетевого напряжения), так и параметрами трансформатора. В частности, повышение числа витков первичной обмотки снижает пусковой ток, что еще раз говорит в пользу применения трансформаторов с пониженной рабочей индукцией. И наоборот, у трансформатора, работающего близко к насыщению, бросок тока при включении может быть очень большим.

Трансформаторы с пониженной рабочей индукцией. Существует мнение (вполне оправданное), что хорошие результаты дает применение в усилителях трансформаторов с пониженной индукцией, работающих практически на линейном участке кривой намагничивания (конец участка А – начало участка В на рис. 9). Действительно, снижение индукции уменьшает потоки рассеяния, а значит и магнитные поля трансформатора, а также снижает пусковой ток. Это достигается увеличением числа витков в обмотках в 1,2…1,3 раза выше номинального. Уменьшение полей рассеяния снижает индуктивность обмоток, но из-за повышения длины провода, возрастает их активное сопротивление, поэтому просадки напряжения под нагрузкой практически не меняются, а вот нагрев обмоток растет. Для нормализации нагрева увеличивают мощность трансформатора, повышая диаметр проводов обмоток.

Таким образом, чтобы получить трансформатор с пониженной рабочей индукцией, необходимо изготовить трансформатор с мощностью в 1,3…1,5 раз больше требуемой, все обмотки которого рассчитаны на напряжение в 1,2…1,3 раза больше необходимого.

Необходимо отметить, что при этом улучшается только работа самого трансформатора, на усилитель это никак не сказывается (если только магнитные поля трансформатора не действуют на усилитель, но к этому необходимо стремиться в любом случае). Поэтому затраты на такой специальный трансформатор практически никогда не окупаются (кроме техники очень высокого качества, там применение подобного трансформатора не только оправдано, но и зачастую просто необходимо), а в конструкциях начинающих радиолюбителей – наверняка. Поэтому «низкоиндукционный» трансформатор имеет смысл применять, если он уже есть, а если его нет, то и не надо.

Подмагничивание сердечника постоянным током. Трансформатор – устройство, предназначенное для работы на переменном токе (причем только своей, или близкой к ней частоты – если частота тока сильно отличается от номинальной, он может работать хуже или не работать вообще). Постоянный ток он не преобразует, потому что ЭДС в обмотках наводится только изменяющимся магнитным полем, которое получается, если ток переменный. И на постоянный ток не влияет индуктивность обмоток. Поэтому если на трансформатор подать 220 вольт постоянного тока, трансформатор сгорит – активное сопротивление первичной обмотки маленькое, и ток будет огромным.

А что случится, если через обмотку все же протекает постоянный ток? На переменном токе даже очень большие токи обмоток практически не изменяют рабочий магнитный поток, так как влияния первичной и вторичной обмоток взаимно компенсируются. На постоянном токе взаимодействия обмоток и взаимной компенсации токов не происходит. Постоянный ток создаст ничем не компенсируемое магнитное поле, которое будет подмагничивать сердечник, изменяя индукцию в нем. Если это поле достаточно велико, то сердечник начнет насыщаться со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Так что появления постоянного тока (заметной величины) в трансформаторе следует избегать. Исключение составляют выходные трансформаторы ламповой техники – в них предусмотрен зазор в сердечнике для исключения насыщения. Но и в таком случае трансформатору работать не очень комфортно.

Лежало несколько трансформаторов без дела, и один из них (советский ТСА-30-1

, 30 Вт) решил использовать для универсального блока питания.

Поскольку его родные обмотки меня не устраивали (в основном по допустимому току), то решил убрать все его вторичные обмотки и намотать свои. Процесс сопровождался множеством «открытий» и ставящих в тупик вопросов, в процессе решения которых собралось много полезных деталей, которыми захотелось поделится с такими же новичками в этом деле, как и я.

В статье есть видео с подробностями некоторых этапов.

В чем мне здесь несправедливо повезло:

1. Было свободное время и никто не мешал.
2. Было много разных старых запасов, в т.ч. медного провода нужной длины.
3. Много информации в Интернет (особенно по части теории).

Заратустра меня простил…

Назначение трансформаторов тока

Счётчики для однофазных и трёхфазных сетей рассчитаны на номинальные токи до 100 А. Использование приборов с большими токами затруднено по причине необходимости использования проводов слишком большого сечения. Таким образом, для измерения характеристик в линиях с большими токами необходимо использовать специальные устройства, понижающие ток до приемлемого значения. Для этой цели используются трансформаторы тока (ТТ).
Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линейный провод, по которому проходит высокий ток, а ко вторичной обмотке подключается измерительный прибор. Для удобства выводы маркируются обозначениями. Для начала и, соответственно, конца первичной обмотки применяются обозначения Л1 и Л2. Для вторичной обмотки — И1 и И2. При подключении необходимо строго соблюдать полярность первичной и вторичной обмоток ТТ.

Чаще всего величина вторичного тока равна 5 А, иногда применяются ТТ со вторичным током 1 А. Для измерения же напряжения в высоковольтных сетях используется подключение через трансформатор напряжения, который понижает напряжение до 100 или 57.7 вольт.

Трансформаторы тока подключаются в трёхфазных цепях по схеме неполной звезды (сети с изолированной нейтралью). При наличии нулевого провода подключение осуществляется с помощью полной звезды. В дифференциальных защитах силовых трансформаторов ТТ подключаются по схеме «Треугольник».

Это позволяет скомпенсировать сдвиг фаз вторичных токов, что уменьшит ток небаланса. В трёхфазных сетях без нулевого провода обычно трансформаторы тока подключаются только на две ведущие линии, поскольку измерив ток в двух фазах, можно легко рассчитать величину тока в третьей фазе.

Если сеть имеет глухозаземлённую нейтраль (как правило, сети 110 кВ и выше), то обязательно подключение ТТ ко всем трём фазам. Соединение обмоток реле и трансформаторов тока в полную звезду. Эта схема соединения трансформаторов представлена в виде векторных диаграмм, которые иллюстрируют работу трансформатора на рис. 2.4.1 и на схемах 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4.

Если трансформатор работает в нормальном режиме, или если он симметричный, то будет проходить ток небаланса или небольшой ток, который появляется из–за разных погрешностей трансформаторов тока.

Представленная выше схема применяется против всех видов КЗ (междуфазных и однофазных) во время включения защиты. Трехфазное КЗ

Двухфазное КЗ

Однофазное КЗ

Отношение Iр/Iф (ток в реле)/ (ток в фазе) называется коэффициентом схемы, его можно определить для всех схем соединения. Для данной схемы коэффициент схемы kсх будет равен 1.

На рис. 2.4.5 предоставлена схема соединения обмоток реле и трансформаторов тока в неполную звезду, а на рис. 2.4.6, 2.4.7. ее векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Трехфазное КЗ — когда токи могут идти в обратном проводе по обоим реле. Двухфазное КЗ — когда токи, могут протекать в одном или в двух реле в соответствии с повреждением тех или иных фаз.

КЗ фазы В одной фазы может происходить тогда, когда токи не появляются в этой схеме защиты.

Схему неполной звезды можно применять только в сетях с нулевыми изолированными точками при kсх=1 с целью защиты от КЗ междуфазных, и может реагировать только на некоторые случаи КЗ однофазного.

На рис. 2.4.8. можно изучить схему соединения в звезду и треугольник обмоток реле и трансформаторов соответственно.

Во время симметричных нагрузок в реле и в период возникновения трехфазного КЗ может проходить линейный ток, сдвинутый на 30* по фазе относительно тока фазы и в разы больше его.

Особенности схемы этого соединения:

1. при разных всевозможных видах КЗ проходят токи в реле, при этом защита которая построена по такой схеме, будет реагировать на все виды КЗ;
2. ток в реле относится к фазному току в зависимости от вида КЗ;
3. ток нулевой последовательности, который не имеет путь через обмотки реле для замыкания, не может выйти за границы треугольника трансформаторов тока.

Выше приведенная схема применяется чаще всего для дистанционной или во время дифференциальной защиты трансформаторов.

Исследование модифицируемого трансформатора

Трансформатор ТСА-30-1

оказался намотан алюминиевым проводом (буква «А» как раз означает алюминий).

Информации о нем в Интернет, к счастью, было достаточно, хотя реальность не совпала с найденным на него паспортом. По паспорту одна из обмоток должна была быть вроде бы как медной (провод ПЭВ-1, не имеет буквы «А» в названии как другие — ПЭВА), и я планировал ее не трогать, но в процессе работы оказалось, что эта обмотка тоже алюминиевая. Поэтому я ее тоже удалил. Т.е. осталась нетронутой только первичная обмотка.

Экран из алюминиевой фольги

В процессе разборки, я из любопытства отмотал немного пропарафиненной бумаги над первичной обмоткой хотел на нее посмотреть, и натолкнулся на один виток фольги, который присутствовал между первичной обмоткой и вторичной. Этот виток фольги шел внахлест вместе с бумагой, т.е. он не замыкался, и только один из концов был отрезком медного провода соединен точечной сваркой с корпусом. Такое разделение используют в качестве экрана от помех, хотя по поводу его эффективности идут споры. Трансформатор советский и экран был заложен на заводе изготовителе — я его трогать не стал.

Направление витков

Витки на трансформаторе были намотаны на разных катушках (левой и правой) абсолютно одинаково (не зеркально, а именно одинаково). В дальнейшем стало понятно, что такая намотка сделана исключительно для удобства при последующем последовательном соединении обмоток с разных катушек. Видимо, по той же причине направление разных вторичных обмоток чередуется. В этом случае перемычки между обмотками при последовательном соединении просто удобнее ставить с одной стороны.

Металлические клеммы

Клеммы этого трансформатора очень трудно паять и лудить, поскольку они судя по-всему сделаны не из меди. Медь, чем лучше ее прогреешь, тем лучше она паяется, а у стальных (?) клемм прогрев приводит к скатыванию припоя в шарик и его перетеканию с клеммы на жало паяльника. Нужно ловить один из начальных моментов прогрева, чтобы припой остался на клемме в приемлемом виде.

В исследуемом трансформаторе было тяжело вдвойне, т.к. к металлическим клеммам был припаян алюминий. Пришлось использовать для пайки ортофосфорную кислоту

с последующей промывкой водой и сушкой на радиаторе.

Первичная обмотка

В этом трансформаторе две катушки, и каждая обмотка разделена на две равные части, которые намотаны на каждую из двух катушек, с последовательным соединением. Считается, что так выше КПД — равномернее нагрузка.

Первичная обмотка состоит из двух по 110v на каждой катушке, соединенных последовательно перемычкой. Кроме того к каждой из обмоток последовательно присоединена небольшая добавочная обмотка, которую я отсоединил и использовал в своих целях (превратив таким образом во вторичную). Напряжение этой добавочной пары — около 36v (при 230v в сети).

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Симметричная нагрузка при трехфазном КЗ.

Двухфазное КЗ

Двухфазно КЗ АВ или ВС При разных видах КЗ, ток в реле и его чувствительность будут разными. Ток в реле будет равен нулю во время однофазного КЗ фазы В. Эту схему можно применять, тогда, когда не требуется действий трансформатора для защиты от разных междуфазных КЗ с соединением обмоток Y/* – 11 группа, и когда эта защита обеспечивает необходимую чувствительность.

Намотка

Я наматывал одновременно четыре параллельных провода . В результате получил четыре обмотки на каждой катушке в каждом ряду. Такое количество обмоток дает возможность, соединяя их последовательно (или параллельно), комбинировать необходимое напряжение (и ток).

Для лабораторного блока питания, используемого как инструмент при работе, это наиболее удобный вариант.

ВАЖНО!

Для трансформатора имеющего сердечник в виде буквы «О», с двумя катушками справа и слева (такого, как рассматривается в этой статье), лучше всего каждую обмотку разделить на две (одинаковые), намотанные на разные катушки и соединенные последовательно. В этом случае будет выше КПД.

КСТАТИ

при укладке на каркас, желательно слегка выгибать провод наружу перед каждым загибом на углах, чтобы витки потом не отходили в стороны от каркаса, образуя зазор при котором ухудшается плотность намотки. Я дополнительно еще придавливал провод сосновым бруском после каждого загиба на каркасе.

Расчет длины провода.

Перед намоткой необходимо замерять ширину каркаса и ширину окна между каркасами катушек (или каркасом и сердечником). После этого необходимо рассчитать длину провода, и учесть его диаметр (с лаковой изоляцией!). Если намотка происходит без разборки сердечника, способом продевания провода в окно, то кусок/куски провода необходимой длины нужно будет «откусить» заранее, поэтому важно не ошибиться. Если провод достаточно тонкий (например менее ᴓ 0,5 мм) и длинный, то имеет смысл сделать тонкий челнок, на который намотать провод нужной длины — так его будет легче протаскивать в окно.

У меня здесь например внутренняя длина каркаса была 54 мм, и рассчитывая уложить 52 витка провода диаметром 1мм, я не угадал — последние пол витка мне пришлось делать частично внахлест (видимо я не учел толщину лаковой изоляции). См. рисунок (для увеличения — нажать мышью):

При расчете возможностей окна нужно учитывать суммарную толщину изоляционных прокладок из бумаги или лакоткани между обмотками.

Для точного расчета необходимой длины нужно сделать контрольный виток и замерять его длину. При этом, в каждом следующем ряду виток будет немного длиннее (скажется толщина нижнего ряда и толщина междурядной изоляционной прокладки). Надо понимать, что например при 50 витках ошибка длины в один миллиметр на виток даст погрешность 5 см на 50 витках. Также надо учесть запас на выводы (я добавлял к общей длине кусков по 10 см с каждой стороны, т.е. всего 20 см. — этого было достаточно и на выводы, и на возможную ошибку).

Последовательное подключение трансформаторов для повышения тока

Последний раз редактировалось Oleg10011001 Пт окт 11, 2019 21:21:42, всего редактировалось 1 раз.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Я вообще-то напряжение на трансформаторах не измерял, но оба они должны выдавать достаточную напругу для зарядки пары последовательно подключенных 12V АКБ. То есть там напруга скорее всего даже немного больше 24V будет.

Добавлено after 7 minutes 20 seconds:

Последний раз редактировалось Oleg10011001 Пт окт 11, 2019 21:38:39, всего редактировалось 1 раз.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

и Analog Devices приглашают всех желающих 27/04/2021 принять участие в вебинаре, посвященном решениям Analog Devices для гальванической изоляции. В программе вебинара: технологии гальванической изоляции iCoupler, цифровые изоляторы, технология isoPower, гальванически изолированные интерфейсы (RS-485, CAN, USB, I2C, LVDS) и другое. Вебинар будет интересен разработчикам промышленной автоматики и медицинской техники.

Последний раз редактировалось Oleg10011001 Сб окт 12, 2019 18:11:07, всего редактировалось 1 раз.

Широкий ассортимент винтовых клеммников Degson включает в себя различные вариации с шагом выводов от 2,54 до 15 мм, с числом ярусов от одного до трёх и углами подключения проводника 45°, 90°, 180°. К тому же Degson предлагает довольно большой выбор клеммных винтовых колодок кастомизированных цветов.

Там всё просто- первички обоих трансформаторов включаете в сеть, один провод от вторички одного трансформатора соединяете с проводом вторички другого трансформатора, а между оставшимися двумя выводами измеряете переменное напряжение- если оно стало в 2 раза больше, чем напряжение с одной обмотки- то соединили правильно, если напряжения нет «совсем» или оно небольшое- меняете один из выводов одной обмотки..

зы.. БОЛЬШИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ МГНОВЕННО НЕ СГОРАЮТ!! А, даже если вы вторички включили в противофазе- то вообще ничего страшного не произойдёт, просто на выходе будет не то напряжение, которое нужно..

_________________ У кошки четыре ноги — вход, выход, земля и питание.
ПРИСТ расширяет ассортимент
Phlanger, вопрос уже решен. Что касается напряжения выдаваемого трансформаторами, то я его не измерял по тому, что еще не разбирался как их подключать (где выводы нужных обмоток первички и вторички), но в принципе и так ясно что там ориентировочно должно быть, а точные значения напряжений не очень интересны на данном этапе.

Добавлено after 4 hours 39 minutes 10 seconds: Re: Последовательное соединение вторичек двух трансформаторов Подскажите, плиз, по электробезопасности. На сколько я знаю, опасным считается действующее переменное напряжение начиная от 42V. Непонятка возникает из-за того, что трансформатор имеет одно напряжение ХХ и совсем другое, гораздо ниже, под нагрузкой и мне не понятно на какое из них смотреть, чтобы оценить опасность. Вот скажем переменное напряжение ХХ на вторичной обмотке трансформатора 50V, а при горении сварочной дуги оно проседает до 26V. Вопрос: опасен ли данный трансформатор на ХХ?

_________________ У кошки четыре ноги — вход, выход, земля и питание.

Сопротивление тела человека «условно» принимается за 1000 Ом.. А вы попробуйте, измерьте сопротивление вашего тела? Там будет не 1000 Ом, а больше, и, иногда- намного.. А 1000 Ом это «в неблагоприятных условиях» и у «сильно больного» «в реале» напряжение в 100 вольт человек ощутит, но, «убить» оно может только при «стечении обстоятельств» — прохождение тока типа «рука- рука» или «рука- нога», да ещё и организма, ослабленного

Неприятно или больно будет, и всё. . Ну, или, если вы эти 50 или 28 вольт «на язык» попробуете..

_________________ Вы не знаете в какой концлагерь нас везут? Не. не знаю. я политикой не интересуюсь.

Сварочник из трансов с жесткой характеристикой — ГОВНО им варить невозможно! К жесткому трансформатору нужен еще балласт на соответствующий ток. Для работы с балластом напряжение 50В мало, надо 65-70В.

Вся затея дурная, сейчас сварочник инверторный для всякого дачногаражного присерания стоит может чуть дороже чем эти два транса сдать в цветмет!

Если сравнивать будем с ВД306 то он переживет десятка два инверторов из Леруа Мерлен, но именно их, профессиональные дорогие инверторы довольно надежны.

Трансформатор же обсуждаемый в теме сгорит на третьем-четвертом залипании электрода. А залипание будет возникать постоянно потому что напряжение ХХ не соответствует и нагрузочная характеристика тоже!

ЗЫ: Про качество сварки вообще молчу — варить таким невозможно, можно только присрать!

Добавлено after 11 minutes 17 seconds: Re: Последовательное соединение вторичек двух трансформаторов Чтобы варить от общепромышленного жесткого трансформатора необходим сварочный реостат

Без него даже пробовать бессмысленно. Напряжение ХХ трансформатора должно быть не менее 65-70В.

Видео перемотки трансформатора

Время разных этапов этого видео:

26 мин 28 сек

— экран из фольги между первичкой и вторичкой

27 мин 52 сек

— как правильно последовательно соединить обмотки

36 мин 43 сек

— как узнать направление витков при помощи батарейки и мультиметра

44 мин 14 сек

— расчет и намотка новой вторичной обмотки

1 ч 24 мин 20 сек

— просадка сетевого напряжения и другие потери

1 ч 30 мин 01 сек

— ток холостого хода

1 ч 32 мин 14 сек

— пайка алюминия

1 ч 33 мин 42 сек

— итог

Направление витков

Я с трудом нашел информацию про направление витков обмотки, — для этого пришлось освежить школьный курс физики (правило буравчика и т.п.). Хотя этот вопрос неизбежно возникает у новичка.

Главное правило — направление витков обмотки не имеет значения

… до тех пор пока возникает необходимость соединять обмотки друг с другом (последовательно или параллельно), либо в случае применения трансформатора в каких-нибудь устройствах, где важна фаза сигнала .

Не важно в каком направлении наматывать витки — важно как потом соединяются обмотки

Последовательное соединение обмоток

При последовательном соединении обмоток трансформатора, нужно мысленно представить, что одна обмотка является продолжением другой , а точка их соединения — это разрыв единой обмотки

, в которой
направление вращения
витков вокруг сердечника сохраняется неизменным (и конечно не может разворачиваться в обратную сторону!).

При этом любой вывод обмотки может быть началом или концом, а само направление вращения может быть любым. Главное, чтобы это направление оставалось одинаковым у соединяемых обмоток.

При этом, движение соединяемых обмоток сверху вниз катушки или снизу вверх не имеет значения (см. рисунок — увеличивается кликом мыши).

В трансформаторах, у которых сердечник имеет форму буквы «О», и катушки намотаны на двух каркасах справа и слева, действует те же правила. Но для простоты понимания можно мысленно «разорвать» сердечник (сверху или снизу), и представить, что он выпрямляется в один стержень, — так легче будет понять, как одна обмотка переходит в другую с сохранением направления вращения витков (по или против часовой стрелки). См. рисунок ниже (рисунок увеличивается кликом мыши).

Параллельное соединение обмоток

При параллельном соединении важна длина провода в обмотках.

Даже при одинаковом количестве витков , разные обмотки могут иметь разную длину провода (та обмотка, которая ближе к середине — будет короче, а та что дальше — длиннее). В результате этого могут возникать перетоки

.

Если предполагается параллельное соединение обмоток, то лучше мотать их одновременно в два (три, четыре…) провода. Тогда они будут одинаковой длины, что максимально исключит перетоки при их дальнейшем параллельном соединении.

Намотку в несколько проводов также используют при отсутствии провода нужного сечения (набирают большое сечение несколькими проводами меньшего).

Проверка направления витков при помощи батарейки и мультиметра

Если есть трансформатор, в котором нужно соединить две обмотки последовательно, но направление витков не видно и не известно, можно подать импульс постоянного тока от батарейки на одну из обмоток, наблюдая за скачком напряжения на другой обмотке.

Когда скачок напряжения в момент подключения батарейки на мультиметре (на второй обмотке) будет в «+», то точками соединения обмоток будут любые «+» и «-» разных обмоток (например «+» мультиметра и «-» батарейки, или наоборот). Два других конца при этом будут выводами этих обмоток после соединения (см. рисунок — кликнуть мышью для увеличения).

Направление витков на разных катушках

Повторюсь — не важно направление намотки, важно подключение обмоток.

Хотя есть одно «но». Если говорить об удобстве, то на таком типе трансформатора (с сердечником в виде буквы «О» и двумя катушками), удобнее правую и левую катушку мотать одинаково (не зеркально, а одинаково). В этом случае удобнее будет ставить перемычки при последовательном соединении двух обмоток на разных катушках — перемычки будут с одной стороны, и не через весь каркас сверху вниз.

См. рисунок (для увеличения — кликнуть мышью на рисунке):

Параллельное соединение обмоток трансформатора для увеличения тока

Параллельное соединение трансформаторов

• admin
• Стройка и ремонт
• 0

Соединение обмоток трансформаторов.

Часть 1

Давайте попробуем разобраться, как можно соединить между собой обмотки трансформатора. Будем разбираться с обычными, довольно маломощными трансформаторами, которые применяются в электронике.

Если посмотреть на схему трансформатора, то иногда можно заметить точки у некоторых выводов обмоток (пример).

Точки на графическом обозначении у краёв обмоток трансформатора обозначают начала этих обмоток.

Следует отметить, что точка, поставленная у одного из выводов обмотки, характеризуют направление намотки обмотки, от чего зависит полярность мгновенного значения напряжения между выводами данной обмотки (говоря по-научному — фаза выходного напряжения). Выводы, обозначенные точками, условно называются началами обмоток, а противоположные — концами обмоток.

Обозначения одноименных выводов обмоток условно: точки можно перенести на противоположные выводы всех обмоток одного и того же трансформатора — соотношение фаз выходных напряжений обмоток между собой не изменится.

Иногда, для упрощения понимания показываемого соединения обмоток, ставят значки «плюс» и «минус» у выводов обмоток (пример). Эти знаки соответствуют мгновенной полярности выходного (или входного) напряжения на данной обмотке. Все напряжения и токи обмоток — переменные, то есть периодически меняют своё направление (полярность) и величину, но если брать в рассмотрение один, очень короткий момент времени, то можно рассматривать вполне определенную полярность и значение выбранной физической величины.

Значение и направление переменной величины, соответствующее данному моменту времени, называется мгновенным значением переменной величины.

Естественно, что у всех точек у одного трансформатора, в данный момент времени будет «плюс» (или «минус» — по нашему усмотрению), а у противоположного вывода обмотки — «минус» (или, соответственно — «плюс»).

Знание выводов начала и конца обмоток значительно облегчает правильное соединение обмоток между собой или их правильное включение в электрическую схему, когда её работа зависит от взаимной фазировки подводимых напряжений.

Фазы подводимого к трансформатору напряжения (напряжения на первичной обмотке) и напряжений на вторичных обмотках совпадают.

Последовательное соединение первичных обмоток трансформатора.

Наиболее часто последовательное соединение первичных обмоток применяется в трансформаторах, выполненных на П-образном сердечнике с неразветвленным магнитным потоком (например сердечники типа ПЛ), обмотки которых выполнены симметрично на двух катушках (Рис. 1.).

Рис. 1. Внешний вид трансформатора на сердечнике типа ПЛ.

В этом случае обмотки включаются последовательно согласно (синфазно). Рабочее напряжение, подводимое к соединённым подобным образом обмоткам, равно сумме рабочих напряжений каждой из обмоток. Подробно включение обмоток подобных трансформаторов рассматривается далее.

Встречное (противофазное) включение первичных полуобмоток, выполненных на общем сердечнике типа ПЛ — запрещено. Данные полуобмотки, выполненные на двух абсолютно одинаковых катушках, имеют одинаковые параметры. При встречном включении их индуктивности взаимно компенсируются, и общая индуктивность всей первичной обмотки становится равной нулю. Поэтому нагрузкой сети будет являться только активное сопротивление провода этих обмоток, которое составляет доли ома. Результат — выход трансформатора из строя.

Сейчас более тщательно рассмотрим последовательное включение первичных обмоток двух различных трансформаторов (Рис. 2а). Показанная схема приводилась, как рекомендуемая, на одном из форумов. Вопрос стоял так:

«…как соединить два одинаковых трансформатора с первичными обмотками по 110 вольт, если допустимый ток вторичных обмоток — 2А, а для лабораторного двуполярного блока питания нужен ток не менее 3А?»

Рис. 2. Последовательное включение первичных обмоток трансформаторов.

Пока не будем рассматривать соединение вторичных обмоток, а сосредоточимся на соединении первичных. На Рис. 2б приведена эквивалентная схема включения входных цепей двух трансформаторов. RэTV1 — эквивалентное сопротивление трансформатора TV1, RэTV2 — TV2. В режиме холостого хода (без нагрузки) или при одинаковой нагрузке трансформаторов напряжение сети Uсети делится поровну между одинаковыми эквивалентными сопротивлениями и составляет 110 В.

Из схемы видно, что трансформатор TV1 питает цепь только положительного выходного напряжения, а трансформатор TV2 — только отрицательного. Вполне возможен режим работы, когда вся нагрузка подключается только, например, к выходу положительного напряжения, а отрицательный вывод лабораторного БП остается отключенным. Тогда вся нагрузка приложена к трансформатору TV1, а TV2 при этом работает практически в режиме холостого хода.

Соотношение эквивалентных входных сопротивлений трансформаторов изменяется. Эквивалентное входное сопротивление трансформатора TV1 падает, а эквивалентное сопротивление трансформатора TV2 остается неизменным. Поэтому напряжения на первичных обмотках трансформаторов также изменяются — напряжение на входе TV1 — UTV1 уменьшается, а на входе TV2 увеличивается на эту же величину, так как их сумма (напряжение сети) остается неизменной. То есть, это явление может привести к значительной перегрузке трансформаторов по величине входного напряжения и, при длительном её воздействии, даже к выходу их из строя.

Дополнительная нестабильность входного напряжения двух трансформаторов, которая возникает из-за последовательного включения их первичных обмоток, не добавляет популярности подобному включению, поэтому на практике оно применяется крайне редко.

Коротко условия последовательного включения первичных обмоток трансформаторов можно сформулировать следующим образом:

• последовательно можно включить первичные обмотки двух конструктивно одинаковых трансформаторов с одинаковыми параметрами;

• нагрузки обоих трансформаторов в процессе работы должны быть равны друг другу при любом режиме работы (от холостого хода до полной нагрузки).

В полной мере этим условиям удовлетворяют только разделенные на две одинаковые катушки обмотки трансформаторов на сердечниках типа ПЛ. Поэтому последовательное включение первичных полуобмоток широко применяется практически только в этих трансформаторах для взаимного соединения одинаковых половин обмоток одного трансформатора.

Параллельное соединение первичных обмоток трансформаторов.

Пример параллельного включения первичных обмоток двух трансформаторов питания приведен на Рис. 3.

Параллельное соединение первичных обмоток трансформаторов применяется каждым из нас практически ежедневно. Каждый день мы включаем в общую сеть ~220 вольт множество электронной аппаратуры, оснащенной силовыми трансформаторами питания. При этом никаких вопросов и сомнений по поводу мощности или фазировки первичных обмоток этих трансформаторов у нас не возникает.

Поэтому можно сделать вывод, что параллельно можно включать первичные обмотки трансформаторов любой мощности и любой конструкции. Взаимная фазировка первичных обмоток имеет смысл только при непосредственном соединении между собой также и вторичных обмоток подключаемых трансформаторов, например, как показано на Рис. 3.

Рис. 3. Параллельное соединение первичных обмоток трансформаторов.

Последовательное соединение вторичных обмоток трансформатора.

Чаще всего применяется последовательное соединение вторичных обмоток трансформаторов. Пример такого соединения приведен на Рис. 4а — согласное (синфазное) соединение, Рис. 4б — встречное (противофазное) соединение.

Рис. 4. Последовательное включение вторичных обмоток трансформатора.

При синфазном соединении конец одной обмотки соединяется с началом другой. Результирующее выходное напряжение такого соединения будет равно сумме выходных напряжений каждой обмотки, так как переменные выходные напряжения обмоток находятся в фазе.

Сложение синфазных величин описано в статье Фаза. Разность фаз. Также, для упрощения, рядом с выводами обмоток на рисунке поставлены знаки «плюс» и «минус», которые указывают полярность мгновенного значения напряжения. При последовательном соединении источников постоянного тока с указанной на Рис. 4а полярностью их выходные напряжения сложаться. Это упрощает понимание и запоминание сложения (или вычитания) переменных величин и нетрудно проверить экспериментально, например, на обычных батарейках.

Максимальная величина тока, получаемого от такой составной обмотки, не должна превышать меньший из максимально допустимых токов у любой из соединяемых обмоток. В противном случае — перегрев более слабой по току обмотки (меньший диаметр провода), выход трансформатора из строя.

Практически все взаимные подключения вторичных обмоток трансформаторов производятся последовательно-синфазно. Этим способом можно соединять обмотки с любым напряжением и максимально-допустимым током.

Если в рассмотренном выше соединении вторичных обмоток трансформатора поменять местами выводы любой из обмоток, то мы получим противофазное соединение (Рис. 4б). При таком соединении начало одной обмотки соединяется с началом другой или конец одной с концом другой. Действительно, выходные напряжения каждой из обмоток находятся в противофазе друг к другу, что подтверждают знаки «плюс» и «минус», поставленные рядом с выводами.

При таком соединении выходное напряжение будет равно разности напряжений обмоток. Подробно сложение противофазных величин описано в статье Фаза. Разность фаз.

Напряжения и максимально-допустимые токи каждой из обмоток могут быть любыми. То есть все особенности этого подключения, как и у последовательно-синфазного способа. И, так-же, максимальная величина тока, получаемого от такой составной обмотки, не должна превышать меньший из максимально допустимых токов у любой из соединяемых обмоток.

Для понимания работы противофазного соединения обмоток одного трансформатора удобно представить их в виде встречно включенных бифилярных обмоток. В такой бифилярной катушке магнитный поток, создаваемый током каждого витка одной обмотки, компенсируется магнитным потоком, создаваемым током через соответствующий виток другой обмотки. Суммарный поток соответствующих витков обеих катушек равен нулю (Рис. 5).

Рис. 5. Бифилярная намотка, не обладающая индуктивностью.

Общий поток суммы компенсирующих друг друга витков также равен нулю, поэтому не оказывает никакого влияния на магнитный поток сердечника и, таким образом, никак не влияет на мощность, потребляемую из сети. Но остаются витки в большей из обмоток, магнитный поток которых не компенсируется витками другой обмотки. Вот только эта избыточная часть витков большей обмотки и будет в полной мере учавствовать в работе трансформатора.

Основной недостаток такого соединения — увеличение сопротивления составной обмотки по сравнению с отдельной обмоткой на это же выходное напряжение (соответственно увеличение расхода меди, увеличение места, занимаемого обмотками, снижение КПД трансформатора).

Совсем другая картина возникает при встречном (противофазном) соединении обмоток разных трансформаторов. В этом случае катушки нельзя рассматривать, как бифилярные — сердечники у трансформаторов разные и магнитные потоки каждой обмотки никак не взаимодействуют друг с другом, потому что сосредоточены каждый в своём сердечнике.

Поэтому мощность, потребляемая от сети больше и равна сумме мощностей каждой отдельной обмотки, в отличие от тех же обмоток на одном трансформаторе, где мощность получаемая от сети примерно равна мощности только нескомпенсированной части большей обмотки. Напряжение составной обмотки всё также равно разности напряжений входящих в неё обмоток.

Последовательно-противофазное включение обмоток применяется очень редко, практически только для экспериментальных целей.

Параллельное соединение вторичных обмоток трансформатора.

Параллельное соединение вторичных обмоток может применятся, если ток, получаемый от одной обмотки, слишком мал для нормальной работы устройства. В этом случае можно соединить параллельно несколько обмоток с одинаковыми выходными напряжениями. Результирующий выходной ток такого соединения будет равен сумме выходных токов каждой обмотки. Выходное напряжение равно выходному напряжению одной обмотки.

Параллельное соединение вторичных обмоток показано на Рис 6.

Рис. 6. Параллельное включение вторичных обмоток трансформатора.

Рассмотрим требования, предъявляемые к обмоткам при их параллельном соединении.

• Применяется только синфазное параллельное соединение обмоток (Рис 6а).

При параллельном-синфазном соединении начало одной обмотки соединяется с началом второй, конец первой — с концом второй.

При противофазном параллельном соединении (Рис 6б), начало одной обмотки соединяется с концом другой (получается последовательное синфазное соединение — выходное напряжение равно сумме выходных напряжений каждой обмотки), оставшиеся свободные концы так-же соединяются — получается короткое замыкание общей, объединенной обмотки и выход трансформатора из строя.

Поэтому параллельное противофазное соединение обмоток применять нельзя, что и показано на Рис. 6б.

• Параметры соединяемых обмоток (выходное напряжение и максимально-допустимый ток) должны быть одинаковы.

Лучше соединять параллельно одинаковые обмотки одного трансформатора. Допускается разброс параметров обмоток до 3%. При увеличении разброса параметров возникают уравнивающие токи между параллельно соединенными обмотками трансформатора, которые никак не попадают в нагрузку и могут достигать значительной величины. Это резко снижает КПД трансформатора, увеличивает его нагрев, может привести к выходу из строя.

А мы рассмотрим специфику соединения обмоток трансформаторов, выполненных на сердечниках типа ПЛ. Основная особенность таких трансформаторов состоит в том, что их обмотки выполняются в виде двух абсолютно одинаковых катушек, располагаемых на двух разных кернах одного сердечника (посмотреть).

Конечно, существуют трансформаторы на стержневых сердечниках, обмотки которых выполнены на одной катушке (пример). Но подключение их обмоток ничем не отличается от описанных в части 1 этой статьи, поэтому сейчас они не рассматриваются.

Все обмотки трансформатора делятся пополам. Каждая полуобмотка наматывается на своей катушке. При включении в схему все полуобмотки одной катушки соединяются с соответствующими полуобмотками другой катушки последовательно-синфазно.

В исключительных случаях допускается параллельное соединение одинаковых полуобмоток одного трансформатора для увеличения отдаваемого тока. Но при этом необходим контроль за изменением режима работы трансформатора, хотя бы по изменению тока холостого хода.

Расположение всех обмоток на двух катушках снижает расход медного провода, улучшает теплоотвод от внутренних витков катушек, дает другие преимущества. Для упрощения и удешевления производства обе катушки наматываются по одной технологической схеме, то есть имеют одинаковое направление намотки. Этот факт немного усложняет правильное взаимное соединение обмоток.

Посмотрим на Рис.1а, где изображена электрическая принципиальная схема трансформатора на сердечнике типа ПЛ с обмотками, расположенными на двух катушках. Номера обмоток и номера выводов одной катушки продублированы и у второй катушки, только со знаком «штрих». Но самое главное, что знаки «точка» (начало обмотки) стоят у выводов с одинаковыми номерами у обеих катушек.

Рис.1. Трансформатор на сердечнике типа ПЛ.

С точки зрения технологии (порядка изготовления катушек) — всё правильно. Намотка обеих катушек начинается, например, от вывода 3 (3’). Теперь посмотрим на Рис.1б, где изображены две одинаковые катушки, с одинаковым направлением намотки на сердечнике. Соединим их между собой, как указано на Рис.1а, то есть конец одной с концом другой.

Также на Рис.1б показано мгновенное направление тока через катушки стрелками зеленого цвета. В скобках около выводов катушек указана мгновенная полярность подводимого переменного напряжения. Теперь определим направление магнитного потока через катушки с помощью правила правой руки для соленоида.

Если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

Для удобства над каждой катушкой нарисована ладонь правой руки. Направление магнитного поля внутри катушки указано красной стрелкой. Направление магнитного потока Ф0 внутри сердечника совпадает с направлениями магнитных полей катушек, по величине равно сумме магнитных потоков каждой катушки и показано штрих-пунктирной линией красного цвета.

Если поменять местами выводы любой из катушек, то направление магнитного поля этой катушки изменится на противоположное. Поэтому магнитные потоки каждой катушки в сердечнике будут компенсировать друг друга и общий магнитный поток станет равным нулю.

То есть индуктивное сопротивление такого соединения катушек также станет равным нулю. В цепь переменного тока окажется включенным только лишь сумма активных сопротивлений провода катушек, которая очень мала. Такая ситуация грозит «бытовой катастрофой» и очень опасна для первичных обмоток силовых трансформаторов радиоаппаратуры — может привести к выходу их из строя, а также нанести вред сети ~220 В.

Для упрощения понимания всего вышеизложенного мысленно можно произвести следующее действие. Напоминаю, мысленно разрываем и выпрямляем сердечник с катушками в одну прямую линию. И видим, что точка (начало обмотки) у одной из катушек по «электротехническим понятиям» стоит не на месте, то есть по правилам она должна стоять у противоположного конца. А катушки, как указано на принципиальной электрической схеме, соединены правильно — последовательно-синфазно (соединены начало одной обмотки с концом другой).

Необходимо запомнить, что на принципиальных электрических схемах, при изображении трансформаторов на стержневых сердечниках (например, типа ПЛ) с двумя катушками, точками могут отображаться «технологические начала» обмоток, то есть применяемые при изготовлении (намотке) катушек, которые реально не соответствуют «электротехническим началам» у одной из катушек.

Источник: https://www.elsys.biz/wpblog/?p=1527

Последовательное соединение вторичных обмоток трансформатора

Мне часто задают вопрос: «Можно ли соединять параллельно одинаковые вторичные обмотки силовых трансформаторов?» Вопрос, безусловно, правильный, и на него нужно отвечать. Ныне в устаревшей аппаратуре можно найти большое количество готовых силовых трансформаторов заводского изготовления, которые радиолюбители приспосабливают под свои запросы. Очень часто эти трансформаторы не совсем подходят по параметрам, например, по требуемому току нагрузки.

Но если в трансформаторе имеется несколько одинаковых обмоток, возникает мысль увеличить выходной ток, соединив эти обмотки параллельно. Казалось бы, соединяй выводы одинаковых обмоток между собой и все! Но не все так просто. Во- первых, обмотки нужно соединить синфазно. Для проверки синфазности вторичных обмоток соединяем одни из выводов двух обмоток, включаем трансформатор в сеть и измеряем напряжение между оставшимися свободными концами. Если это напряжение близко к нулю, значит, обмотки соединены противофазно последовательно.

Когда на выводах удвоенное напряжение одной из обмоток, они соединены синфазно последовательно. В первом случае свободные концы обмоток можно соединить вместе и получить параллельное включение обмоток. Во втором случае концы одной из обмоток нужно поменять местами. Однако малейшая неидентичность обмоток способна повлиять на параметры силового трансформатора: его габаритная мощность и КПД при этом уменьшаются, а нагрев обмоток увеличивается.

Фактически соединять параллельно можно обмотки таких трансформаторов, при изготовлении которых специально принимаются меры для получения идентичности обмоток. Например, в паспортах на трансформаторы типа ТПП (трансформаторы питания полупроводниковой аппаратуры) указывается на допустимость параллельного соединения одинаковых обмоток.
Чаще всего радиолюбительские конструкции питаются постоянным током, поэтому проблему соединения обмоток параллельно лучше рассматривать в комплексе с выпрямителем.

Возьмем, скажем, унифицированный трансформатор ТН-60 (трансформатор накальный), имеющий 4 одинаковые вторичные обмотки по 6,3 В (две обмотки имеют еще и отводы на 5 В), рассчитанные каждая на ток 6 А. Для получения токов, вчетверо больших, необходимо соединить обмотки так, как показано на рис.1 (включение обмоток с однополупериодным выпрямлением). Поскольку из-за конструктивного разброса параметров обмотки могут иметь немного отличающиеся напряжения, большее потребление тока (при идентичных диодах) будет от той обмотки, напряжение которой выше.

Диоды позволяют развязать обмотки друг от друга, т.е. теперь каждая обмотка работает только на общую нагрузку, а не на другую обмотку. В результате, мы получили выпрямленное напряжение с четырех обмоток с максимальным током нагрузки 24 А (через каждый диод будет проходить только четвертая часть общего тока нагрузки). Схема двухполупериодного выпрямления приведена на рис.2. Такое соединение выводов обмоток также обеспечивает независимое питание нагрузки. В случае параллельного включения нечетного числа обмоток возможно лишь однополупериодное выпрямление.

Для питания различных конструкций часто применяется напряжение 12 В, поэтому соединение обмоток для такого применения можно выполнить согласно рис.3. В этом случае через каждый диод будет проходить половина тока нагрузки. Чтобы получить выходное стабилизированное напряжение около 13,8 В, принятое как стандарт в радиопередающей аппаратуре, необходимо применять стабилизаторы с низким падением напряжения на регулирующем элементе [1, 2].

Минимально необходимый перепад напряжений на регулирующем элементе таких стабилизаторов составляет около 0,5 В. Его устанавливают при максимальном токе нагрузки, подбирая емкость конденсатора фильтра после выпрямителя. Чем больше емкость этого конденсатора, тем больший выходной ток можно «отобрать» от стабилизатора при заданном входном напряжении.

Бывает ситуация, когда у трансформатора нет обмотки на нужное напряжение или ток, зато есть много всяких разных обмоток. Что делать?

Для увеличения напряжения, обмотки можно соединять последовательно. При этом общее напряжение будет равно сумме напряжений всех обмоток. Максимальный ток будет равен наименьшему из номинальных токов всех этих обмоток.

Обмотки надо сфазировать, иначе напряжения в них могут не складываться, а вычитаться (можно ра-

ботать и в такой ситуации, но КПД трансформатора снизится). Делается это так: первая и вторая обмотки соединяются последовательно, а к их концам подключается вольтметр переменного тока (рис. 16).

Вольтметр должен показать сумму напряжений обмоток 1 и 2 (это синфазное, или согласное включение обмоток). Если показания вольтметра меньше (в случае противофазного, или встречного включения он покажет разность напряжений обмоток), выводы обмотки 2 надо поменять местами. В случае, когда последовательно соединяется большее количество обмоток, то все повторяется, при этом роль обмотки 1 выполняют уже соединенные обмотки, а роль обмотки 2 – вновь подключаемая обмотка.

На рис. 16 точкой возле обмотки обозначается ее условное начало. Оно имеет такой смысл: если на выводе с точкой первичной обмотки присутствует положительный полупериод напряжения (грубо говоря «плюс»), то и на выводах с точкой всех вторичных обмоток в этот момент также «плюс». Поэтому, зная условные начала обмоток, можно сразу соединить все обмотки синфазно. К сожалению, на самом трансформаторе начала обмоток обычно не обозначают.

Если в трансформаторе много одинаковых вторичных обмоток на маленький ток, то по идее их можно соединить параллельно, тогда общий их ток будет равен сумме токов отдельных обмоток.

На самом деле это очень «тонкий» вопрос. В жизни практически никогда не бывает, чтобы две обмотки были абсолютно одинаковыми. Хоть малюсенькая разница в их напряжениях, но есть. И внутри параллельных обмоток могут возникнуть уравнительные токи иногда маленькой, а иногда и большой величины. Может получиться, что трансформатор здорово греется, а наружу тока почти не выдает. Но бывает и так, что производители мотают трансформатор в несколько проводов одновременно. Тогда обмотки получаются практически совсем одинаковыми и такие обмотки параллельно соединять можно (хотя, ГОСТ 14233-84 «Трансформаторы питания для бытовой аппаратуры» дает допуск на асимметрию обмоток, включаемых параллельно, до 3% от напряжения обмотки – это довольно большое рассогласование!). При этом очень важно правильно сфазировать обмотки, иначе будет короткое замыкание. Только надо быть абсолютно уверенным в том, что обмотки одинаковы. Поэтому давайте для надежности пользоваться таким правилом:

Если производитель явно указывает, что обмотки трансформатора можно соединять параллельно, то можно. Если такого явного указания нет – то нельзя.

Как правильно сфазировать обмотки? Начала всех обмоток соединить вместе – это будет начало общей обмотки. Конец общей обмотки составят соединенные вместе концы всех обмоток.

Если неизвестны начала и концы обмоток, то сначала соедините между собой один провод от одной обмотки и один от другой. Подайте питание на трансформатор и измерьте напряжение между оставшимися концами этих обмоток (рис. 17).

Если между ними напряжение равное удвоенному напряжению каждой из обмоток, то концы одной из обмоток надо поменять местами. Снова подайте питание и снова измерьте напряжение. Если оно равно нулю, то все ОК, соединяете концы, между которыми измеряли напряжение и пользуетесь. Если же напряжение не равно нулю, то обмотки разные, и их паралле- лить нельзя!

А если напряжение на двух обмотках получилось не

ноль, но очень близкое к нулю? Давайте рассмотрим пример. Сопротивление вторичной обмотки тороидального трансформатора 75ВА 2×28В равно примерно 0,5 Ом. Допустим мы хотим получить такую обмотку из двух, каждая из которых рассчитана на вдвое меньший ток. Тогда сопротивление каждой обмотки вдвое выше и будет равно 1 Ом. С точки зрения уравнительных токов обмотки включены последовательно (значит, общее сопротивление удваивается) и к ним прикладывается разность напряжений между обмотками. Допустим, эта разность напряжений равна 0,5 вольт. Тогда уравнительный ток будет

2. Если вольтметр показывает разность напряжений обмоток в точности равную нулю, это означает, что и формы напряжений обмоток, и их величины одинаковы (что уже само по себе редкое явление). Но кто поручится, что при изменении напряжения в сети, или изменении тока, потребляемого нагрузкой, формы токов так одинаковыми и останутся? Это не всегда случается даже у однотипных трансформаторов (из-за разброса свойств стали они могут немного по-разному насыщаться), а для трансформаторов разных типов это вообще нереально.

Поэтому давайте не будем рисковать, и не будем создавать себе возможные проблемы, соединяя параллельно обмотки разных трансформаторов!

Бросок тока при включении трансформатора. При включении трансформатора в сеть даже на холостом ходу возникает всплеск тока (пусковой ток, являющийся следствием переходного процесса в трансформаторе), который может превышать номинальный в десятки раз. Длительность пускового тока обычно не превышает 0,02…0,03 секунды, поэтому он не приводит к перегреву обмоток. Однако в этот момент на проводники обмоток действуют значительные электромагнитные силы, которые могут сдвинуть плохо закрепленные витки. С течением времени витки разбалтываются, и акустический шум трансформатора растет.

Другим неприятным последствием пускового тока является перегорание предохранителя в цепи первичной обмотки.

Величина пускового тока определяется как моментом времени включения (по отношению к начальной фазе сетевого напряжения), так и параметрами трансформатора. В частности, повышение числа витков первичной обмотки снижает пусковой ток, что еще раз говорит в пользу применения трансформаторов с пониженной рабочей индукцией. И наоборот, у трансформатора, работающего близко к насыщению, бросок тока при включении может быть очень большим.

Трансформаторы с пониженной рабочей индукцией. Существует мнение (вполне оправданное), что хорошие результаты дает применение в усилителях трансформаторов с пониженной индукцией, работающих практически на линейном участке кривой намагничивания (конец участка А – начало участка В на рис. 9). Действительно, снижение индукции уменьшает потоки рассеяния, а значит и магнитные поля трансформатора, а также снижает пусковой ток. Это достигается увеличением числа витков в обмотках в 1,2…1,3 раза выше номинального. Уменьшение полей рассеяния снижает индуктивность обмоток, но из-за повышения длины провода, возрастает их активное сопротивление, поэтому просадки напряжения под нагрузкой практически не меняются, а вот нагрев обмоток растет. Для нормализации нагрева увеличивают мощность трансформатора, повышая диаметр проводов обмоток.

Таким образом, чтобы получить трансформатор с пониженной рабочей индукцией, необходимо изготовить трансформатор с мощностью в 1,3…1,5 раз больше требуемой, все обмотки которого рассчитаны на напряжение в 1,2…1,3 раза больше необходимого.

Необходимо отметить, что при этом улучшается только работа самого трансформатора, на усилитель это никак не сказывается (если только магнитные поля трансформатора не действуют на усилитель, но к этому необходимо стремиться в любом случае). Поэтому затраты на такой специальный трансформатор практически никогда не окупаются (кроме техники очень высокого качества, там применение подобного трансформатора не только оправдано, но и зачастую просто необходимо), а в конструкциях начинающих радиолюбителей – наверняка. Поэтому «низкоиндукционный» трансформатор имеет смысл применять, если он уже есть, а если его нет, то и не надо.

Подмагничивание сердечника постоянным током. Трансформатор – устройство, предназначенное для работы на переменном токе (причем только своей, или близкой к ней частоты – если частота тока сильно отличается от номинальной, он может работать хуже или не работать вообще). Постоянный ток он не преобразует, потому что ЭДС в обмотках наводится только изменяющимся магнитным полем, которое получается, если ток переменный. И на постоянный ток не влияет индуктивность обмоток. Поэтому если на трансформатор подать 220 вольт постоянного тока, трансформатор сгорит – активное сопротивление первичной обмотки маленькое, и ток будет огромным.

А что случится, если через обмотку все же протекает постоянный ток? На переменном токе даже очень большие токи обмоток практически не изменяют рабочий магнитный поток, так как влияния первичной и вторичной обмоток взаимно компенсируются. На постоянном токе взаимодействия обмоток и взаимной компенсации токов не происходит. Постоянный ток создаст ничем не компенсируемое магнитное поле, которое будет подмагничивать сердечник, изменяя индукцию в нем. Если это поле достаточно велико, то сердечник начнет насыщаться со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Так что появления постоянного тока (заметной величины) в трансформаторе следует избегать. Исключение составляют выходные трансформаторы ламповой техники – в них предусмотрен зазор в сердечнике для исключения насыщения. Но и в таком случае трансформатору работать не очень комфортно.

Источник: Рогов И.Е. Конструирование источников питания звуковых усилителей. – Москва: Инфра- Инженерия, 2011. – 160 с.

Трансформатор тока – важный элемент релейной защиты. Он питает цепи защиты током сети и выполняет роль датчика, через который поступает информация к измерительным органам устройств релейной защиты.

2.1. Принцип действия

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в силовую цепь. Вторичная обмотка замыкается на сопротивление нагрузки Z _Н – последовательно включенные реле и приборы.

Ток I ₁ , протекая по обмотке, создаёт магнитный поток Ф ₁ = I w ₁ , под воздействием этого потока во вторичной обмотке наводиться ЭДС Е₂. По обмотке протекает ток I ₂ .

Если не учитывать потерь то:

, (2.1)

где – витковый коэффициент трансформации.

В заводских материалах на трансформаторы тока указывают номинальный коэффициент трансформации . Если не учитывать потери, то n _в = n _т .

В действительности же I ₂ отличается от расчетного значения. Часть тока I ₁ тратиться на создание намагничивающего потока:

(2.2)

Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет. Магнитопровод быстро расплавится. Кроме того на вторичной разомкнутой обмотке появиться высокое напряжение, достигающие десятков киловольт. Вторичная обмотка обязательно должна быть заземлена – если произойдет пробой изоляции, то при заземленной вторичной обмотке получится короткое замыкание, защитная аппаратура отключит поврежденный трансформатор, заземление вторичной обмотке делается прежде всего для обеспечения техники безопасности.

Причиной погрешностей в работе трансформаторов тока является ток намагничивания. Чрезмерно большие погрешности могут вызвать неправильные действия релейной защиты, поэтому стараются уменьшить ток намагничивания.

2.

2. Параметры, влияющие на уменьшение намагничивающего тока

Ток I _нам состоит из активной и реактивной составляющих.

I _а.нам – обусловлена активными потерями на гистерезис и от вихревых токов в магнитопроводе трансформатора тока.

I _р.нам – создает магнитный поток, который индуктирует во вторичной обмотке ЭДС Е₂.

Для уменьшения I _{а .н ам} магнитопровод выполняется из шихтованной стали.

При насыщении I _нам возрастает значительно быстрее, чем поток Ф_т , что вызывает резкое увеличение погрешностей. (см. рис. 2.2.1 – характеристика намагничивания трансформатора тока.)

Для ограничения погрешностей нужно уменьшить Ф_т :

Этого можно добиться, либо снизив ток I ₂ за счет подбора соответствующего коэффициента трансформации (повысить n _т для снижения кратности максимального первичного тока ), либо уменьшив сопротивление нагрузки вторичной обмотки Z _н .

Требования к точности трансформаторов тока, питающих релейную защиту

Погрешность трансформаторов тока по току ( D I ) не должна превышать 10%, а по углу ( d ) – 7 ° .

Эти требования обеспечиваются, если I _нам £ 0,1 I ₁ .

Для каждого типа трансформаторов тока имеются определённые значения К_1макс и Z _н , при которых погрешность e будет равна 10%. Поэтому исходными величинами для оценки погрешности являются I _1макс и Z _н :

где Z _п – сопротивление проводов,

Z _р – сопротивление реле.

Для упрощения в расчетах сопротивления суммируются арифметически.

Предельные значения К_1макс и Z _н из условия 10% погрешности дают заводы, изготавливающие трансформаторы тока.

Выпускаются трансформаторы тока следующих классов точности: 0,5;1;3;10 (для подсоединения к ним измерительных приборов) и Р (для релейной защиты).

Последовательно-параллельное соединение трансформаторов

Льюиса Лофлина

Трансформатор — это электрическое устройство, используемое либо для преобразования электроэнергии, либо для электрической изоляции в целях безопасности, часто и то, и другое.

Здесь меня интересуют только небольшие однофазные силовые трансформаторы, их последовательно-параллельное соединение и базовая конструкция блока питания.

Это лабораторный проект для местного колледжа. При этом используются напряжения, которые могут привести к поражению электрическим током, поэтому это необходимо делать в надлежащих условиях.

Трансформаторы работают за счет магнитной индукции. Их номинальная мощность по этой причине измеряется в киловольт-амперах (кВА) или вольт-амперах (ВА). Это реактивная мощность.

Трансформаторы работают только с переменным током (АС) или пульсирующим постоянным током. Это необходимо для создания пульсирующего магнитного поля.

Лабораторная работа 1: напряжение холостого хода

Для этой серии лабораторных работ я буду использовать два трансформатора на рис. 1. Они взяты из металлолома и идентичны.

Я не смог найти номера деталей, поэтому провел серию тестов. Оба измерили напряжение холостого хода ~ 32 вольт переменного тока.

Реальность такова, что напряжения холостого хода часто выше, а иногда и намного выше, чем напряжение под нагрузкой. Под нагрузкой это наше реальное напряжение.

Я подключил нагрузку 20 Ом к клеммам трансформатора, потребляя ~1,6 ампера. Это привело к падению напряжения всего на 1 вольт. Это хорошо.

Вторичный провод вроде 20 Калибр, первичный провод 22 Калибр. Калибр 20 может легко выдерживать 3 ампера, а калибр 22 может легко выдерживать 1 ампер.

Оба провода представляют собой одножильный провод со сплошным сердечником. Поэтому я оценил вторичную обмотку в 3 ампера при 32 вольтах или 96 ВА.

Цитата https://eepower.com «КПД силовых трансформаторов обычно варьируется от 97 до 99 процентов». Низкокачественные трансформаторы бытовой электроники меньше, чем это.

Предполагая КПД 100 % (ни один трансформатор не имеет КПД 100 %), это означает, что первичная обмотка также должна обеспечивать мощность 96 ВА, а более вероятно, 100 ВА, чтобы компенсировать потери.

100 ВА / 120 вольт = ~834 мА. Предохранитель на 1 ампер должен сработать.

Обратите внимание, что оба трансформатора, будучи электрически идентичными, также имеют соединения с центральным отводом. Подключение одной стороны вольтметра к центральному отводу. каждый внешний терминал показывает ~16В.

Если смотреть на это на 2-канальном осциллографе с общим выводом по центру, то два внешних контакта сдвинуты по фазе на 180 градусов.

См. рисунок Несовпадающие по фазе сигналы. Обратите внимание, что когда канал 1 является пиковым положительным, канал 2 имеет пиковый отрицательный.

Это то же самое соотношение фаз, которое можно найти для обмотки трансформатора, соединенной последовательно и сдвинутой по фазе на 180 градусов — напряжения складываются.

Помните, что напряжение – это РАЗНИЦА потенциалов между двумя точками. Подробнее ниже.

Знание соотношения фаз является ключом к последовательному и/или параллельному соединению трансформаторов.

Рис. 2

Поскольку мои 2 трансформатора поставляются с вилками на 120 вольт, при подключении к сетевой розетке входы будут параллельными, как показано слева на рис. 2.

Если бы у меня были те же 2 трансформатора на 240 вольт системы мне нужно будет соединить две первичные обмотки на 120 В последовательно, как показано справа на рис. 2.

Важно отметить, что направление первичных обмоток напрямую связано с соотношением фаз вторичных обмоток. Это не проблема с одним трансформатором, но может быть кошмаром, если обмотки перевернуты в трехфазных системах.

Отсюда предполагаются параллельные вводы питания. Теперь обратимся к последовательному и параллельному соединению вторичных цепей трансформатора.

Рис. 3

Соотношение фаз для последовательно-параллельного соединения трансформатора

На рис. 3 показаны два моих трансформатора с параллельным подключением входов на 120 В переменного тока. Выходы помечены, как показано на рисунке.

Фазовые соотношения выходных соединений относительно друг друга неизвестны. Фаза связана с НАПРАВЛЕНИЕМ намотки провода.

Если я правильно помню, фаза вторичной обмотки всегда на 180 градусов не совпадает по фазе с первичной обмоткой. Это свойство магнитной индукции.

Невозможно узнать фазу, если у вас нет спецификаций производителя и устройство не промаркировано.

Я мог бы использовать осциллограф, но для простых последовательно-параллельных соединений подойдет и вольтметр.

Рис. 4

Параллельные выходы трансформатора

На рис. 4 показаны параллельные выходные соединения двух моих трансформаторов. Зачем мне это делать? Опять же, трансформаторы рассчитаны на 3 ампера при 32 вольтах.

Это удвоит выходной ток до 6 А, но напряжение останется 32 В переменного тока.

Примечание: выходное напряжение двух трансформаторов должно быть одинаковым! В противном случае трансформаторы могут быть повреждены.

Таким образом, соотношение фаз двух трансформаторов также должно быть синфазным. Это показано на графике in_phase1.jpg, где положительные и отрицательные сигналы на каналах 1 и 2 идентичны, становясь положительными и отрицательными в то же время.

Еще раз обратите внимание на клеммные соединения на рис. 3 и держите под рукой вольтметр переменного тока.

Соедините клеммы T1B с T2A или T2B. Измерьте между двумя открытыми клеммами. Если ноль вольт (несколько милливольт в порядке), соедините две открытые клеммы вместе, и все готово.

Если считывается обратное значение 64 В переменного тока и говорится, что T2A подключен, измените подключение T2A на T2B и проверьте еще раз.

Таким образом, выходы трансформатора при параллельном соединении напряжения переменного тока ДОЛЖНЫ быть в фазе, а выходное напряжение должно быть одинаковым. Токи добавятся.

При использовании предохранителя на 1 А на каждом трансформаторе его следует заменить на 2 А на обоих.

Рис. 5

Трансформаторные выходы в серии

Еще раз обратите внимание на клеммные соединения на рис. 3 и имейте под рукой вольтметр переменного тока.

Соедините клеммы T1B с T2A или T2B. Измерьте между двумя открытыми клеммами. Если измерение 64 В переменного тока завершено, используйте две открытые клеммы.

Если считывается ноль вольт и говорят, что T2A подключен к T1B, измените соединение с T2B на T1Band и повторите измерение.

Две вторичные обмотки трансформатора должны быть сдвинуты по фазе на 180 градусов, и напряжения складываются, но общий ток (3 А) остается прежним.

См. рисунок Несовпадающие по фазе сигналы. Обратите внимание, что когда канал 1 является пиковым положительным, канал 2 имеет пиковый отрицательный.

Можно последовательно соединить трансформаторы с разным напряжением и током, но могут получиться интересные вещи. Вот несколько примеров.

Трансформатор T1 рассчитан на 16 В при 1 А. Трансформатор Т2 рассчитан на 32В при 2А.

Если соединены последовательно и напряжения совпадают по фазе, они вычитаются. Результат будет 16В при 1А. Ток ограничен наименьшим трансформатором тока из-за сечения провода.

Если соединены последовательно и напряжения не совпадают по фазе, они складываются. В результате получается 48В при 1А. Я все еще ограничен меньшим номинальным током из-за меньшего провода в трансформаторе 1A.

Рис. 6 Двухполярное питание с использованием двух последовательно соединенных трансформаторов.

См. видео на Youtube, как соединить последовательно-параллельные трансформаторы.

См. мои две другие страницы по основам работы с трансформаторами:

• Последовательно-параллельное соединение трансформаторов
• Разное Трансформеры темы
• Базовые трансформаторы
• Сборка автотрансформатора-Variac источника питания переменного и постоянного тока

• Быстрая навигация по этому сайту:
• Базовое обучение электронике и проекты
• Основные проекты твердотельных компонентов
• Проекты микроконтроллеров Arduino
• Электроника Raspberry Pi, программирование

• Управление высоковольтным мостом постоянного тока на основе IGBT
• Управление высоковольтным двигателем H-Bridge на базе IR2110, управляемое Arduino
• Понимание теории работы однопереходных транзисторов
• Схема управления фотовспышкой однопереходного транзистора SCR
• Arduino измеряет ток от источника постоянного тока
• Теоретические испытания источника постоянного тока
• Ознакомьтесь с законом Ома для устранения неисправностей цепей CCS
• Arduino Power Magnetic Driver Board для шаговых двигателей
• Источник постоянного тока, управляемый Arduino
• Теория и работа конденсаторов

Видео, связанное с предыдущим:

• Управляемая импульсная лампа SIDAC и импульсные схемы
• Сборка автотрансформатора-Variac источника питания переменного и постоянного тока
• Измерение тока от источника постоянного тока с помощью Arduino
• Устранение неисправностей мультиметра с источником постоянного тока
• Обзор закона Ома для источника постоянного тока
Плата драйвера униполярного шагового двигателя Arduino
• с кодом Arduino
• Источник постоянного тока, управляемый Arduino

• Связано с вышеуказанным:
• Использование униполярного шагового двигателя с Arduino
• ULN2003A Транзисторная матрица Дарлингтона с примерами схем
• Учебное пособие по использованию силовых транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125
• Ютуб
• Транзисторная матрица ULN2003A с Arduino
• Управление шаговым двигателем Arduino
• Использование транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125 с Arduino

Прочие цепи

• Магнитные переключатели и датчики на эффекте Холла
• Схемы стабилизатора транзистор-стабилитрон
• Создайте регулируемый источник питания 0–34 В с помощью LM317

• Катушки для высокоселективного кристаллического радиоприемника
• Неоновые (NE-2) схемы, которые можно собрать
• Общие сведения о ксеноновых импульсных лампах и схемах

Веб-сайт Copyright Lewis Loflin, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, предоставьте ссылку на мой сайт.

 

Я читал, что параллельное или последовательное подключение двух трансформаторов увеличивает выходную мощность. Как это работает?

\$\начало группы\$

У меня есть вопросы о трансформаторах, включенных последовательно и параллельно, и о том, как они могут усиливать напряжение для последовательного и ток для параллельного без снижения тока/напряжения, как в случае с повышающими или понижающими трансформаторами. Насколько я понимаю, мощность должна быть постоянной при переключении между напряжением и током. Я знаю, что если батареи расположены последовательно, напряжение складывается, а если батареи соединены параллельно, складывается емкость Ач. Есть ли аналогия между последовательными и параллельными трансформаторами, связанная с этим? Скажем, если у меня есть 12 В переменного тока, поступающего на 2 А от инвертора или источника переменного тока, и это идет на два последовательных трансформатора. Я установил схему, как показано ниже. Если бы я использовал мультиметр для измерения разности потенциалов между двумя незакрашенными кругами в правой части изображения, очевидно, я бы получил 24 В переменного тока при 2 А. Я также знаю, что катушка Тесла использует усиление напряжения, используя этот метод. Я работаю с низким напряжением (макс. 120 В переменного тока), поэтому я предполагаю, что катушки не будут перегреваться или замыкаться. Не нарушается ли в этом случае закон сохранения энергии? Должны ли два трансформатора быть абсолютно идентичными и как будет усиливаться напряжение без уменьшения тока на картинке?

Я прочитал этот ответ, но все еще не понимаю: https://electronics.stackexchange.com/a/77479

• трансформатор
• усилитель мощности
• трансформатор тока

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Два одинаковых трансформатора могут быть соединены между собой для работы при номинальном напряжении или удвоенном номинальном напряжении и обеспечения удвоенной номинальной мощности при удвоенном номинальном напряжении или удвоенном номинальном токе.

Первичные обмотки двух одинаковых трансформаторов могут быть соединены последовательно, если напряжение питания в два раза превышает номинальное напряжение.

Вторичные обмотки могут быть соединены последовательно для обеспечения номинального тока при удвоенном номинальном напряжении. Они могут быть подключены параллельно для обеспечения удвоенного номинального тока при номинальном напряжении.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Если у вас есть трансформатор 12 В 2 А, он может обеспечить мощность 24 Вт. Без учета потерь он будет потреблять 24 Вт от источника питания.

Соедините два трансформатора последовательно, и вы получите 48 В 2 А. Параллельно получается 12В 4А. В любом случае, теперь это всего 48 Вт. При параллельном подключении двух трансформаторов убедитесь, что они расположены одинаково, иначе что-то лопнет.

Сохранение энергии — это хорошо, просто потому, что вы подключаете к источнику питания два трансформатора. Если каждый потребляет 24 Вт, то пара потребляет всего 48 Вт.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Если бы я использовал мультиметр для измерения разности потенциалов между двумя незаштрихованными кругами в правой части изображения, очевидно, я получил бы 24 В переменного тока при 2 А.

Нет — мощность на входе равна мощности на выходе. Предполагая, что соотношение витков для каждого трансформатора составляет 1:1, вы получите 24 В переменного тока на правой стороне, но ток на правой стороне будет вдвое меньше, чем ток на левой.

Вторичные обмотки двух трансформаторов соединены последовательно, поэтому вторичный ток каждого трансформатора равен выходному току. Это трансформаторы 1:1, поэтому первичный ток каждого трансформатора равен вторичному току. Первичные обмотки соединены параллельно, поэтому ток, протекающий через два трансформатора, вместе взятых, равен дважды выходной ток.

Посмотрите, как складываются ходы. Все это другой способ построения трансформатора 1:2.

\$\конечная группа\$

0

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Обязательно, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Трансформаторы — Объяснение основ

Объяснение различных типов трансформаторов

Магазин трансформаторов

Трансформатор представляет собой электрическое устройство, которое по принципу электромагнитной индукции передает электрическую энергию из одной электрической цепи в другую, не изменяя частоты. Передача энергии обычно происходит при изменении напряжения и тока. Трансформаторы либо увеличивают, либо уменьшают переменное напряжение.

Трансформаторы используются для удовлетворения самых разнообразных потребностей. Некоторые трансформаторы могут быть высотой в несколько этажей, например, такие, которые можно найти на электростанции, или достаточно маленькие, чтобы их можно было держать в руке, которые можно использовать с подставкой для зарядки видеокамеры. Независимо от формы или размера, цель трансформатора остается неизменной: преобразование электроэнергии из одного типа в другой.

В настоящее время используется множество различных типов трансформаторов. В этом ресурсе более подробно рассматриваются силовые трансформаторы, автотрансформаторы, распределительные трансформаторы, измерительные трансформаторы, изолирующие трансформаторы, трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Как работают трансформаторы

Важно помнить, что трансформаторы не генерируют электроэнергию; они передают электрическую мощность от одной цепи переменного тока к другой с помощью магнитной связи. Сердечник трансформатора используется для обеспечения управляемого пути для магнитного потока, создаваемого в трансформаторе током, протекающим через обмотки, также известные как катушки. Базовый трансформатор состоит из четырех основных частей. Части включают входное соединение, выходное соединение, обмотки или катушки и сердечник.

Когда на первичную обмотку подается входное напряжение, в первичной обмотке начинает течь переменный ток. При протекании тока в сердечнике трансформатора создается изменяющееся магнитное поле. Когда это магнитное поле пересекает вторичную обмотку, во вторичной обмотке возникает переменное напряжение.

Соотношение между числом фактических витков провода в каждой катушке является ключом к определению типа трансформатора и выходного напряжения. Отношение между выходным напряжением и входным напряжением такое же, как отношение количества витков между двумя обмотками.

Выходное напряжение трансформатора больше входного, если во вторичной обмотке больше витков провода, чем в первичной. Выходное напряжение повышено и считается «повышающим трансформатором». Если вторичная обмотка имеет меньше витков, чем первичная, выходное напряжение ниже. Это «понижающий трансформатор».

Трансформаторные конфигурации

Существуют различные конфигурации как для однофазных, так и для трехфазных систем.

• Однофазный источник питания — Однофазные трансформаторы часто используются для подачи электроэнергии для освещения жилых помещений, розеток, кондиционирования воздуха и отопления. Однофазные трансформаторы можно сделать еще более универсальными, если первичная и вторичная обмотки состоят из двух равных частей. Затем две части любой обмотки могут быть повторно соединены последовательно или параллельно.
• Трехфазное питание — Питание может подаваться через трехфазную цепь, содержащую трансформаторы, в которой используется комплект из трех однофазных трансформаторов, или используется трехфазный трансформатор. Когда в преобразовании трехфазной мощности участвует значительная мощность, экономичнее использовать трехфазный трансформатор. Уникальное расположение обмоток и сердечника значительно экономит железо.
• Треугольник и звезда Определено . Существуют две конфигурации подключения трехфазного питания: треугольник и звезда. «Дельта» и «звезда» — греческие буквы, обозначающие конфигурацию проводников на трансформаторах. При соединении треугольником три проводника соединяются встык в форме треугольника или треугольника. Для звездочки все проводники исходят из центра, то есть они соединены в одной общей точке.
• Трехфазные трансформаторы — Трансформаторы трехфазные имеют шесть обмоток; три первичных и три вторичных. Шесть обмоток соединены производителем либо треугольником, либо звездой. Как указывалось ранее, первичная и вторичная обмотки могут быть соединены по схеме треугольник или звезда. Они не должны быть подключены в одной конфигурации в одном и том же трансформаторе. Фактические используемые конфигурации подключения зависят от приложения.

Силовой трансформатор

Силовой трансформатор используется в основном для передачи электроэнергии от линии электроснабжения к электрической цепи или к одному или нескольким компонентам системы. Силовой трансформатор, используемый с твердотельными цепями, называется выпрямительным трансформатором. Номинальные характеристики силового трансформатора определяются максимальным напряжением вторичной обмотки и пропускной способностью по току.

Распределительный трансформатор

Распределительный трансформатор опорного типа используется для подачи относительно небольшого количества электроэнергии в жилые дома. Он используется в конце системы подачи электроэнергии.

Автотрансформатор

Автотрансформатор представляет собой особый тип силового трансформатора. Он состоит из одной непрерывной обмотки, на одной стороне которой имеется отвод, обеспечивающий либо повышающую, либо понижающую функцию. Это отличается от обычного двухобмоточного трансформатора, у которого первичная и вторичная обмотки полностью изолированы друг от друга, но магнитно связаны общим сердечником. Обмотки автотрансформатора связаны между собой как электрически, так и магнитно.

Автотрансформатор изначально дешевле двухобмоточного трансформатора аналогичного номинала. Он также имеет лучшую стабилизацию (меньшие падения напряжения) и большую эффективность. Кроме того, его можно использовать для получения нейтрального провода трехпроводной сети 240/120 вольт, точно так же, как вторичную обмотку двухобмоточного трансформатора. Автотрансформатор считается небезопасным для использования в обычных распределительных цепях. Это связано с тем, что первичные цепи высокого напряжения подключены непосредственно к вторичной цепи низкого напряжения.

Изолирующий трансформатор

Разделительный трансформатор — это уникальный трансформатор. Он имеет передаточное отношение 1:1. Следовательно, он не повышает или понижает напряжение. Вместо этого он служит защитным устройством. Он используется для изоляции заземленного проводника линии электропередачи от шасси или любой части нагрузки цепи. Использование изолирующего трансформатора не снижает опасности или поражения электрическим током при контакте со вторичной обмоткой трансформатора.

Технически любой настоящий трансформатор, независимо от того, используется ли он для передачи сигналов или мощности, является изолирующим, поскольку первичная и вторичная обмотки соединены не проводниками, а только индукцией. Однако только трансформаторы, основной целью которых является изоляция цепей (в отличие от более распространенной функции трансформатора преобразования напряжения), обычно называют изолирующими трансформаторами.

Приборный трансформатор

Для измерения высоких значений тока или напряжения желательно использовать стандартные измерительные приборы малого диапазона вместе со специально сконструированными измерительными трансформаторами, также называемыми трансформаторами точного коэффициента. Трансформатор с точным коэффициентом соответствует своему названию. Он преобразуется с точным коэффициентом, позволяющим подключенному прибору измерять ток или напряжение, фактически не пропуская через прибор полную мощность. Требуется преобразовать относительно небольшое количество энергии, потому что единственная нагрузка, называемая нагрузкой, представляет собой тонкие подвижные элементы амперметра, вольтметра или ваттметра.

Существует два типа измерительных трансформаторов:

1. Ток — Используется с амперметром для измерения тока при переменном напряжении
2. Потенциал — Используется с вольтметром для измерения напряжения (разности потенциалов) переменного тока.

Трансформатор тока

Трансформаторы тока относятся к типу измерительных

трансформаторов. Они используются для измерения

электрических токов.

Трансформатор тока имеет первичную обмотку из одного или нескольких витков толстой проволоки. Он всегда подключается последовательно в цепи, в которой измеряется ток. Вторичная катушка состоит из множества витков тонкого провода, который всегда должен быть подключен к клеммам амперметра. Вторичная обмотка трансформатора тока никогда не должна быть разомкнута. Это связано с тем, что первичка не подключена к постоянному источнику. Существует широкий диапазон возможных первичных напряжений, поскольку устройство можно подключать ко многим типам проводников. Вторичная обмотка всегда должна быть доступна (замкнута) для реакции с первичной, чтобы предотвратить полное намагничивание сердечника. Если это произойдет, приборы больше не будут точно считывать показания.

Накладной амперметр работает аналогичным образом. При открытии зажима и размещении его вокруг проводника с током сам проводник действует как первичная обмотка с одним витком. Вторичка и амперметр удобно крепятся в рукоятке прибора. Циферблат позволяет точно измерять ряд текущих диапазонов.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения — это тщательно спроектированный, чрезвычайно точный понижающий трансформатор. Обычно он используется со стандартным 120-вольтовым вольтметром. Умножая показания вольтметра (называемые отклонениями) на коэффициент трансформации, пользователь может определить напряжение на стороне высокого напряжения. Общие коэффициенты трансформации составляют 10:1, 20:1, 40:1, 80:1, 100:1, 120:1 и даже выше.

В целом трансформатор напряжения очень похож на стандартный двухобмоточный трансформатор, за исключением того, что он имеет очень небольшую мощность. Трансформаторы для этой службы всегда являются корпусными, поскольку доказано, что эта конструкция обеспечивает лучшую точность.

Трансформаторы напряжения (подобные изображенному выше) предназначены для контроля однофазных и трехфазных напряжений в линиях электропередач в приложениях по измерению мощности.

Трансформаторы постоянного напряжения

— обзор видео

(назад к трансформаторам)

ТРАНСФОРМАТОРЫ

 

ТРАНСФОРМАТОРЫ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформатор изменяет электрическую энергию заданного напряжения в электрическую энергию на другом уровне напряжения. Он состоит из двух катушки, которые не связаны электрически, но расположены в таком способ, которым магнитное поле, окружающее одну катушку, пересекает другую катушка. Когда переменное напряжение подается на одну катушку (поперек), переменное магнитное поле, созданное вокруг этой катушки, создает переменное напряжение в другой катушке по взаимной индукции. Также можно использовать трансформатор пульсирующий постоянный ток, но чистое постоянное напряжение использовать нельзя, так как только меняющееся напряжение создает переменное магнитное поле, которое является основой взаимного индукционный процесс. Трансформатор состоит из трех основных частей, как показано на рис. 8-197. Это железный сердечник, который обеспечивает цепь с низким магнитным сопротивлением для магнитных полей. силовые линии, первичная обмотка, которая получает электрическую энергию от источника приложенного напряжения, а вторичная обмотка, на которую поступает электрическая энергия за счет индукции от первичной катушки.

Первичная и вторичная обмотки этого трансформатора с закрытым сердечником намотаны на замкнутом сердечнике для получения максимального индуктивного эффекта между двумя катушками.

Существует два класса трансформаторов: (1) Используемые трансформаторы напряжения для повышения или понижения напряжения и (2) трансформаторы тока используется в схемах приборов.

В трансформаторах напряжения первичные обмотки соединены параллельно через напряжение питания, как показано в A на рис. 8-198. Первичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно в первичной цепи (В на рис. 8-198). Из двух типов напряжение Трансформатор более распространен.

Существует множество типов трансформаторов напряжения. Большинство из них либо повышающие или понижающие трансформаторы. Фактор, который определяет, трансформатор — это повышающий или понижающий тип — это соотношение «витков». коэффициент витков — это отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков вторичной обмотки. например, повороты коэффициент понижающего трансформатора, показанный на рисунке А 8-199 это 5 к 1, так как в первичке в пять раз больше витков как на вторичке. Повышающий трансформатор, показанный на рисунке B 8-199 имеет соотношение 1 к 4 виткам.

Отношение входного напряжения трансформатора к выходному напряжению составляет такое же, как передаточное число витков, если трансформатор имеет 100-процентный КПД. Таким образом, когда на первичную обмотку показанного трансформатора подается 10 вольт. в A на рис. 8-199 два вольта индуцируются в вторичное. Если на первичную обмотку трансформатора подать 10 вольт. В на рис. 8-199 выходное напряжение на клеммах вторичной обмотки будет 40 вольт.

Невозможно построить трансформатор со 100-процентным КПД, хотя трансформаторы с железным сердечником могут приблизиться к этому показателю. Это потому, что все магнитные силовые линии, установленные в первичной обмотке, не пересекают витки вторичной катушки. Некоторая величина магнитного потока, называемая утечкой поток, просачивается из магнитопровода. Мера того, насколько хорошо поток первичного соединяется со вторичным, называется «коэффициентом связи». Например, если предполагается, что первичная обмотка трансформатора развивает 10 000 силовых линий и только 9,000 сократить через вторичное, коэффициент связи будет 0,9 или, другими словами, трансформатор было бы 90 процентов эффективности.

Когда переменное напряжение подается на первичные клеммы трансформатора, переменный ток будет течь и самоиндуцировать напряжение в первичной катушка, которая противоположна и почти равна приложенному напряжению. Различия между этими двумя напряжениями позволяет достаточному току в первичной обмотке, чтобы намагнитить его ядро. Это называется возбуждающим или намагничивающим током. Магнитное поле, вызванное этим возбуждающим током, пересекает вторичную обмотку. катушки и индуцирует напряжение за счет взаимной индукции. Если нагрузка подключена через вторичную обмотку, ток нагрузки, протекающий через вторичную катушка будет создавать магнитное поле, которое будет стремиться нейтрализовать магнитное поле, создаваемое первичным током. Это уменьшит самоиндуцированный (противоположное) напряжение в первичной обмотке и позволяет увеличить первичный ток течь. Первичный ток увеличивается по мере увеличения вторичного тока нагрузки, и уменьшается по мере уменьшения вторичного тока нагрузки. Когда вторичный нагрузка снимается, первичный ток снова уменьшается до небольшого возбуждающего ток, достаточный только для намагничивания железного сердечника трансформатора.

Если трансформатор повышает напряжение, он понижает ток по тому же соотношению. Это должно быть очевидно, если рассматривать формулу мощности, для мощности (I x E) выходной (вторичной) электрической энергии такая же, как входная (первичная) мощность за вычетом потерь энергии в преобразователе процесс. Таким образом, если в Для создания магнитного поля будет выработана мощность 40 Вт. во вторичном (без учета потерь). Если трансформатор имеет ступень коэффициент увеличения 4 к 1, напряжение на вторичной обмотке будет 40 вольт и ток будет 1 ампер. Напряжение в 4 раза больше, а ток составляет одну четвертую от значения первичной цепи, но мощность (значение I x E) составляет одинаковый.

Когда коэффициент трансформации и входное напряжение известны, выходное напряжение можно определить следующим образом:

Где E — напряжение первичной обмотки, E2 — выходное напряжение вторичка, а N1 и N2 — количество витков первичной и вторичной обмотки, соответственно.

Трансформация уравнения для определения выходного напряжения дает: Наиболее часто используемые типы трансформаторов напряжения: (1) Силовые трансформаторы используются для повышения или понижения напряжения и тока во многих типах источников питания. Их размеры варьируются от небольших силовой трансформатор, показанный на рисунке 8-200, используемый в радиоприемнике для большие трансформаторы, используемые для понижения высокого напряжения линии электропередач до 110 — Уровень 120 вольт, используемый в домах.

На рис. 8-201 условное обозначение трансформатора с железным сердечником. Показано. В этом случае вторичная обмотка состоит из трех отдельных обмоток. Каждая обмотка питает отдельную цепь определенным напряжением, которое экономит вес, пространство и расходы на три отдельных трансформатора. Каждый вторичный имеет соединение в средней точке, называемое «центральным отводом», которое обеспечивает подбор половинного напряжения на всей обмотке. Лиды из различные обмотки имеют цветовую маркировку производителя, как указано на рисунок 8-201. Это стандартный цветовой код, но другие коды или цифры может быть использовано. (2) Аудиотрансформаторы напоминают силовые трансформаторы. У них есть только один вторичные и предназначены для работы в диапазоне звуковых частот (от 20 до 20 000 имп/с). (3) ВЧ трансформаторы предназначены для работы в оборудовании, функционирующем в радиодиапазоне частот. Символ радиочастотного трансформатора то же, что и для дроссельной катушки RF. Он имеет воздушное ядро, как показано на рисунке. 8-202.

(4) Автотрансформаторы обычно используются в силовых цепях; однако они может быть предназначен для других целей. Два разных символа для автотрансформаторов используемые в силовых или звуковых цепях, показаны на рис. 8-203. Если используется в Цепь радиочастотной связи или навигации (B на рис. 8-203), это то же самое, за исключением того, что нет символа железного сердечника. Автотрансформатор использует часть обмотки в качестве первичной; и, в зависимости независимо от того, является ли он шагом вверх или вниз, он использует все или часть одного и того же обмотка как вторичная. Например, автотрансформатор, показанный на рис. Рисунок 8-203 может использовать следующие возможные варианты для первичных и вторичных терминалов.

Трансформаторы тока

Трансформаторы тока используются в системах электроснабжения переменного тока для измерения генератора линейный ток и обеспечить ток, пропорциональный линейному току, для защиты цепей и устройств управления.

Трансформатор тока представляет собой трансформатор кольцевого типа, использующий токоведущую провод питания в качестве основного (либо провод питания, либо провод заземления генератор переменного тока). Ток в первичной обмотке индуцирует ток во вторичной по магнитной индукции.

Стороны всех трансформаторов тока имеют маркировку «h2» и «h3» на юнит база. Трансформаторы должны быть установлены стороной «h2» к генератор в цепи, чтобы иметь правильную полярность. вторичный трансформатора нельзя оставлять открытым во время работы системы. эксплуатируемый; это может привести к опасному высокому напряжению и перегреву трансформатор. Поэтому выходные соединения трансформатора всегда должны быть соединен с перемычкой, когда трансформатор не используется, но осталось в системе.

Потери трансформатора

В дополнение к потерям мощности, вызванным несовершенной связью, трансформаторы подвержены потерям «медь» и «железо». Потеря меди происходит из-за сопротивление проводника, состоящего из витков катушки. Железо потери бывают двух типов: потери на гистерезис и потери на вихревые токи. Гистерезис потери — это электрическая энергия, необходимая для намагничивания сердечника трансформатора, сначала в одном направлении, а затем в другом, в соответствии с применяемым переменное напряжение. Потери на вихревые токи вызываются электрическими токами (вихревые токи), индуцированные в сердечнике трансформатора переменными магнитными полями. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечники изготавливают из пластин, покрытых изоляция, уменьшающая циркуляцию наведенных токов.

Силовые трансформаторы

Поскольку трансформатор не добавляет электричества в цепь, но просто изменяет или трансформирует электричество, которое уже существует в цепь от одного напряжения к другому, общее количество энергии в цепи должны оставаться прежними. Если бы можно было построить идеальный трансформатор, в нем не было бы потери мощности; власть будет передана в неизменном виде от одного напряжения к другому.

Поскольку мощность является произведением вольт на ампер, увеличение напряжения трансформатором должно приводить к уменьшению тока и наоборот. Во вторичной обмотке трансформатора не может быть больше мощности, чем есть на первичке. Произведение ампер на вольт остается такой же.

Передача энергии на большие расстояния осуществляется с помощью трансформаторы. В источнике питания напряжение повышено, чтобы уменьшить потери в линии при передаче. В момент использования, напряжение понижено, так как невозможно использовать высокое напряжение для управления двигателями, освещением или другими электрическими приборами.

Подключение трансформаторов в цепях переменного тока

Прежде чем изучать различные способы соединения трансформаторов в цепях переменного тока, различия между однофазными и трехфазными цепями должны быть четко видны. понял. В однофазной цепи напряжение генерируется одним генератором катушка. Это однофазное напряжение может быть получено от однофазного генератора переменного тока, или от одной фазы трехфазного генератора переменного тока, как объяснено далее в изучение генераторов переменного тока.

В трехфазной цепи генератор генерирует три напряжения с тремя катушками, расположенными внутри генератора таким образом, чтобы три напряжения равны, но достигают своих максимальных значений в разное время. В каждой фазе 400 циклов трехфазного генератора генерируется цикл каждые 1/400 секунды.

При своем вращении магнитный полюс проходит одну катушку и создает максимальное Напряжение; через одну треть цикла (1/1200 секунды) этот же полюс проходит через другой катушка и формирует в ней максимальное напряжение; и следующий третий цикл позже он проходит еще одну катушку и создает максимальное напряжение в Это. Это приводит к тому, что максимальные напряжения, генерируемые в трех катушках, всегда быть на расстоянии одной трети цикла (1/1200 секунды).

Первые трехфазные генераторы были подключены к их нагрузки с шестью проводами, и все шесть проводов в цепи несли ток. Позже эксперименты показали, что генератор будет давать столько же энергии, сколько с катушками, соединенными так, что для всех трех требуется всего три провода. фазы, как показано на рис. 8-204. Использование трех проводов является стандартным для передача трехфазной мощности сегодня. Обратный ток от любого одна катушка генератора всегда течет обратно через два других провода в трехфазная цепь. Трехфазные двигатели и другие трехфазные нагрузки подключены к их катушки или элементы нагрузки расположены так, что требуются три линии передачи для подачи мощности. Трансформаторы, которые используются для ступенчатого повышения напряжения вверх или вниз в трехфазной цепи электрически соединены так, что мощность подается на первичную и забирается со вторичной по стандарту трехпроводная система.

Однако однофазные трансформаторы и однофазные светильники и двигатели может быть подключен к любой фазе трехфазной цепи, как показано на рисунке на рисунке 8-205. Когда однофазные нагрузки подключаются к трехфазным цепям, нагрузки распределяются поровну между тремя фазами, чтобы сбалансировать нагрузки на три катушки генератора. Другое применение трансформатора Однофазный трансформатор с несколькими ответвлениями во вторичной обмотке. С этого типа трансформатора, напряжение может быть снижено, чтобы обеспечить несколько рабочие напряжения, как показано на рис. 8-206.

Трансформатор с центральным отводом для питания двигателя, требующего 220 вольт вместе с четырьмя фонарями, требующими 110 вольт, показано на рисунке 8-207. Двигатель подключается ко всему выходу трансформатора, и огни подключены от центрального крана к одному концу трансформатора. При таком подключении используется только половина вторичного выхода. Этот тип соединения трансформатора широко используется в самолетах. из-за комбинаций напряжений, которые можно снять с одного трансформатора. Со вторичной обмотки трансформатора можно снимать различные напряжения. путем вставки метчиков (при изготовлении) в различных точках вторичной обмотки. Различное количество напряжения получается при подключении к любым двум краны или в один кран и любой конец.

Трансформаторы для трехфазных цепей могут быть подключены в любой из несколько комбинаций соединений «звезда» (y) и «треугольник» (D). Связь используется в зависимости от требований к трансформатору.

Когда соединение звездой используется в трехфазных трансформаторах, четвертый или можно использовать нейтральный провод. Нейтральный провод соединяет однофазное оборудование к трансформатору. Напряжение (115 В) между любой из трех фаз линии и нейтральный провод можно использовать для питания таких устройств, как освещение или однофазные двигатели.

В комбинации все четыре провода могут обеспечивать питание 208 вольт, три фаза, для работы трехфазного оборудования, такого как трехфазные двигатели или выпрямители. Когда используется только трехфазное оборудование, провод заземления может быть опущен. Это оставляет трехфазную трехпроводную систему, как показано на рисунке. на рисунке 8-208.

На рис. 8-209 показаны первичный и вторичный с подключением по схеме «треугольник». При таком типе подключения трансформатор имеет то же выходное напряжение, что и линейное напряжение. Между любыми двумя фазами напряжение 240 вольт. В этом типе соединения провода A, B и C могут поставить 240 вольт, трехфазное питание для работы трехфазного оборудования. Тип соединения, используемый для первичных катушек, может быть или не быть такой же, как тип соединения, используемый для вторичных катушек. Например, первичное соединение может быть соединением треугольником, а вторичное — соединением звездой. Это называется трансформатором, соединенным по схеме треугольник-звезда. Другие комбинации дельта-дельта, звезда-дельта и звезда-звезда.

Поиск и устранение неисправностей трансформаторов Бывают случаи, когда необходимо проверить трансформатор на наличие обрывов или шорты, и часто необходимо определить, что трансформатор является повышающий или понижающий трансформатор. Открытая обмотка в трансформаторе может можно определить, подключив омметр, как показано на рис. 8-210. Связано как показано, омметр будет показывать бесконечность. Если бы не было открытых катушки, омметр покажет сопротивление провода в катушке. Оба первичный и вторичный могут быть проверены таким же образом.

Омметр также можно использовать для проверки короткозамкнутых обмоток, как показано на рисунке. на рисунке 8-211, однако, этот метод не всегда точен. Если, например, трансформатор имел 500 витков и сопротивление 2 Ом, а 5 витков было короткое замыкание, сопротивление уменьшится примерно до 1,98 Ом, что недостаточно для того, чтобы его можно было прочесть на омметре. В таком случае, номинальное входное напряжение может быть подано на первичную обмотку для измерения вторичного выходного напряжения. Если вторичное напряжение низкое, это может предположить, что трансформатор имеет несколько короткозамкнутых обмоток, а трансформатор следует заменить. Если выходное напряжение нормальное, исходное трансформатор можно считать неисправным.

С помощью омметра можно определить, является ли трансформатор ступенчатым. повышающий или понижающий трансформатор. В понижающем трансформаторе сопротивление вторички будет меньше, чем первички, и наоборот будет верным в случае повышающего трансформатора. Еще один метод включает в себя подачу напряжения на первичную и измерение вторичной выход. Используемые напряжения не должны превышать номинальное входное напряжение Главная.

Если обмотка полностью закорочена, она обычно перегревается из-за высокого значения тока. Во многих случаях высокая температура расплавит парафин в трансформаторе, и это можно определить по образующемуся запаху. Кроме того, показания вольтметра на вторичной обмотке будут равны нулю. Если схема содержит предохранитель, сильный ток может привести к срабатыванию предохранителя до трансформатор сильно поврежден.

На рис. 8-212 одна точка обмотки трансформатора показана подключенной К земле, приземляться. Если внешняя цепь цепи трансформатора заземлена, часть обмотки эффективно закорочена. Меггер, подключенный между одна сторона обмотки и корпус трансформатора (земля) это проверит состояние с низким или нулевым значением. В этом случае трансформатор должен быть заменены.

Все трансформаторы, обсуждаемые в этом разделе, имеют одну первичную обмотку. обмотка. Они работают от одного источника переменного тока. Трансформаторы, которые работают от трех напряжений от генератора переменного тока или генератора переменного тока, называются тремя фазные или многофазные трансформаторы. О таких трансформаторах и пойдет речь. при изучении генераторов и двигателей.

Параллельная работа трансформаторов – подключение и 5 условий для безупречной работы

Для питания нагрузок, превышающих мощность существующего трансформатора, два или более трансформатора подключаются параллельно к существующему. Параллельная работа трансформаторов облегчает распределение нагрузки между трансформаторами. Когда подключенная нагрузка в центре нагрузки превышает МВА существующего трансформатора, проще и экономичнее установить дополнительные трансформаторы параллельно существующему, чем заменить существующий одним трансформатором большей мощности.

В дополнение к вышеупомянутому, параллельная работа трансформаторов повышает надежность системы. Например, если какой-либо из параллельно работающих трансформаторов выйдет из строя, по крайней мере другие трансформаторы смогут питать подключенные нагрузки. Но если вместо комплекта параллельно соединенных трансформаторов использовать более мощный трансформатор, то любая неисправность в нем приведет к полному обесточиванию. На приведенном выше рисунке показаны шесть параллельно работающих трансформаторов. Источник изображения: Электронные устройства Mirage

Содержание

Первичная обмотка параллельно работающих трансформаторов подключается к одной шине источника, а их вторичная обмотка подключается к общей шине нагрузки. Чтобы успешно соединить два или более трансформатора параллельно, необходимо выполнить определенные условия. В следующих разделах мы подробно обсудим эти условия.

Условия для успешной параллельной работы трансформаторов

Для успешной параллельной работы трансформаторов должны быть выполнены следующие пять основных характеристик:

1. Коэффициенты линейного напряжения всех трансформаторов должны быть одинаковыми.
2. Все трансформаторы должны иметь одинаковые погонные сопротивления и одинаковое отношение эквивалентного реактивного сопротивления рассеяния к эквивалентному сопротивлению.
3. Полярность всех трансформаторов должна быть одинаковой
4. Все трансформаторы должны иметь одинаковую последовательность фаз.
5. Смещение фаз между первичной и вторичной клеммами должно быть одинаковым.

1. Равные коэффициенты линейного напряжения.

Коэффициент линейного напряжения всех трансформаторов, работающих параллельно, должен быть одинаковым, в противном случае это приведет к неправильной нагрузке между трансформаторами. Например, если два трансформатора, соединенных параллельно, имеют несколько разные коэффициенты напряжения, в условиях холостого хода неравенство ЭДС вторичной обмотки приведет к возникновению циркулирующих токов в контуре, образованном вторичными обмотками.

Из-за низкого импеданса обмоток величина циркулирующих токов будет довольно высокой. Когда трансформаторы загружены, циркулирующие токи вызывают неравномерную нагрузку. Возможно, что один из трансформаторов может быть полностью загружен или даже перегружен, а другой не загружен. Во избежание подобных ситуаций при параллельной работе коэффициенты трансформации всех трансформаторов должны быть одинаковыми.

2. Равные импедансы на единицу и одинаковое отношение эквивалентного реактивного сопротивления рассеяния к эквивалентному сопротивлению.

Чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки, полные сопротивления трансформаторов должны быть одинаковыми. Предположим, что два трансформатора одного номинала работают параллельно, их удельные сопротивления утечки должны быть равны. Если номиналы не равны, их сопротивление утечки на единицу, основанное на их рейтинге, должно быть равным.

Если два трансформатора с различным отношением эквивалентного реактивного сопротивления к эквивалентному сопротивлению на единицу импеданса соединены параллельно, ток, переносимый этими трансформаторами, не будет одинаковым. Тот, у кого более низкий коэффициент мощности, несет больший ток, а тот, у кого более высокий коэффициент мощности, несет меньший ток. Это приведет к неправильному распределению нагрузки. Следовательно, для правильной параллельной работы трансформаторов должны быть равны удельные импедансы и одинаковое отношение эквивалентного реактивного сопротивления рассеяния к эквивалентному сопротивлению.

3. Полярность всех трансформаторов должна быть одинаковой

При параллельном соединении трансформаторов необходимо учитывать полярность первичной и вторичной обмоток трансформатора. Если полярность обмоток не одинакова, это приведет к короткому замыканию.

4. Все трансформаторы должны иметь одинаковую последовательность фаз.

Чередование фаз параллельно работающих трансформаторов должно быть одинаковым. Несоответствие последовательности фаз приведет к короткому замыканию.

5. Смещение фаз между первичной и вторичной клеммами должно быть одинаковым.

Чтобы обеспечить успешную параллельную работу трансформаторов, смещение фаз между первичной и вторичной клеммами должно быть одинаковым. Первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора могут быть соединены различными способами. Каждое соединение создает различную величину и фазовый сдвиг вторичных напряжений. Соединение обмотки двух параллельно соединенных трансформаторов должно иметь одинаковый рабочий объем. Подробнее см. в следующей таблице.

Рабочие параллельные соединения трехфазных трансформаторов – (параллельное соединение двух трансформаторов)

В следующей таблице показаны все рабочие комбинации обмоток трансформаторов, которым можно следовать при параллельном соединении трансформаторов.

	Трансформатор-1	Трансформатор-2
1	Л.В. Сторона: Delta H.V. Сторона: Дельта	Л.В. Сторона: Дельта В.В. Сторона: Дельта
2	Л.В. Сторона: Звезда H.V. Сторона: Звезда	Л.В. Сторона: Звезда H.V. Сторона: Звезда
3	Л.В. Сторона: Delta H.V. Сторона: Дельта	Л.В. Сторона: Звезда H.V. Сбоку: Звезда
4	Л.В. Сторона: Звезда H.V. Сторона: Звезда	Л. В. Сторона: Delta H.V. Сторона: Дельта
5	Л.В. Сторона: Дельта В.В. Сторона: Звезда	Л.В. Сторона: Дельта В.В. Сторона: Звезда
6	Л.В. Сторона: Дельта Х.В. Сторона: Звезда	Л.В. Сторона: Звезда H.V. Сторона: Дельта
7	Л.В. Сторона: Звезда H.V. Сторона: Дельта	Л.В. Сторона: Звезда H. V. Сторона: Треугольник
8	Л.В. Сторона: Звезда H.V. Сторона: Дельта	Л.В. Сторона: Дельта В.В. Сторона: Звезда

Для параллельной работы однофазных трансформаторов должны быть выполнены первые три условия из перечисленных выше. Для однофазных трансформаторов последовательность фаз и смещения фаз никогда не учитываются.

Преимущества параллельной работы трансформаторов

Ниже приведены преимущества параллельно соединенных трансформаторов вместо одиночного трансформатора.

• Готовность трансформаторов к эксплуатации можно увеличить, подключив два или более из них параллельно. Во время технического обслуживания только те трансформаторы, которые требуют обслуживания, могут быть выведены из эксплуатации, в то время как другие могут по-прежнему питать нагрузки.
• Параллельная работа трансформаторов повышает надежность системы. Даже если один из трансформаторов выйдет из строя из-за каких-то внутренних неисправностей, другой будет доступен для обслуживания.
• Эффективность трансформатора всегда максимальна при полной нагрузке. При параллельной работе трансформаторов максимальная эффективность распределения электроэнергии может быть достигнута за счет переключения только того количества трансформаторов, которое необходимо для удовлетворения общей потребности.
• Поскольку трансформаторы могут работать параллельно, энергосистему можно легко масштабировать для увеличения нагрузки.

Резюме

Существуют определенные условия, которые необходимо соблюдать при параллельной работе трансформаторов. Соотношения напряжений, маркировка полярности, последовательность фаз, коэффициент реактивного сопротивления и смещения фаз необходимо учитывать при параллельном соединении.

Метки Трансформатор

Copyright © 2022 Электротехнический класс. Продолжая использовать этот веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой в ​​отношении файлов cookie. Политика конфиденциальности
Посмотреть карту сайта

Преимущества параллельной работы трансформаторов

Параллельная работа трансформатора: Определение- Подключение первичной обмотки двух трансформаторов к общему напряжению питания и подключение вторичной обмотки обоих трансформаторов к общему нагрузка – конфигурация параллельной работы трансформаторов. При параллельной работе два трансформатора делят нагрузку.

 

Почему параллельная работа трансформаторов?

Параллельная установка нескольких трансформаторов меньшей мощности более экономична, чем установка силового трансформатора большей мощности. Когда у нас есть два источника, которые должны работать синхронно, параллельная работа трансформатора является обязательной.

Преимущества параллельной работы трансформаторов

Параллельная работа имеет в основном следующие преимущества.

1. Максимальный КПД системы электроснабжения

Трансформатор работает почти с полной эффективностью, когда он работает с полной нагрузкой. Если мы запустим несколько трансформаторов параллельно , мы сможем включить только те трансформаторы, которые удовлетворят общую потребность, работая ближе к полной номинальной нагрузке на это время. Когда нагрузка увеличивается, мы можем включать один за другим другие трансформаторы, подключенные параллельно, чтобы удовлетворить общую потребность в мощности. Таким образом, мы можем запустить систему с максимальной эффективностью.

2. Максимальная стабильность системы электроснабжения

Можно взять трансформатор для обслуживания, если все трансформаторы работают параллельно, таким образом, другие параллельные трансформаторы в системе будут обеспечивать нагрузку без полного отключения питания.

3. Максимальная гибкость системы электроснабжения

Общая подключенная нагрузка может быть увеличена или уменьшена в соответствии со сценарием динамической нагрузки. Если в будущем нагрузка увеличится, можно установить еще один трансформатор, который будет работать параллельно с существующими трансформаторами, чтобы удовлетворить требования к общей нагрузке.

Условия для параллельной работы трансформаторов

Следующие условия должны выполняться для удовлетворительной работы при параллельной работе двух или более трансформаторов.

1. Same voltage ratio of transformer
2. Identical percentage impedance
3. Same polarity
4. Identical phase sequence

Same Voltage Ratio

If two transformers of different voltage ratios are fed the одинаковое первичное напряжение питания, тогда будет разница во вторичном напряжении. Теперь, если эти трансформаторы подключены к одной шине для подачи питания на общую нагрузку. Тогда будет циркулирующий ток между вторичной обмоткой обоих трансформаторов, и это приведет к циркуляционному току между первичной обмоткой.

Небольшая разница напряжений может привести к протеканию большого циркулирующего тока в обмотке. Таким образом, циркулирующий ток вызывает потери в обмотке I ² R и вызывает нагрев обмотки. Следовательно, вторичное напряжение обоих трансформаторов должно быть одинаковым для параллельной работы.

Одинаковое сопротивление в процентах

Оба трансформатора, работающие параллельно, должны иметь одинаковое сопротивление в процентах. Ток, разделяемый параллельным трансформатором, должен быть пропорционален номинальной мощности трансформаторов в МВА.

Это возможно, если оба трансформатора имеют одинаковый импеданс в процентах. Ток, подаваемый этими трансформаторами, обратно пропорционален их внутреннему импедансу. Внутренний импеданс трансформатора обратно пропорционален его номиналу МВА. Другими словами, процентное сопротивление или удельные значения полного сопротивления должны быть одинаковыми для всех трансформаторов, работающих параллельно.

Одинаковая полярность

Мгновенное направление ЭДС индукции во вторичной или первичной обмотках соответствует полярности трансформатора. Если мгновенное направление ЭДС вторичной обмотки в двух трансформаторах противоположно друг другу, большой циркулирующий ток течет от вторичной обмотки одного трансформатора к другому. В этом состоянии мы не можем запускать трансформаторы параллельно.

Мы можем найти полярность трансформатора по векторной группе трансформатора. Трансформаторы с одной и той же векторной группой являются необходимым условием параллельной работы.

Одинаковая последовательность фаз

Последовательность фаз — это порядок, в котором фазы достигают своего максимального значения. Для параллельной работы последовательность фаз должна быть идентичной. В противном случае во время цикла произойдет короткое замыкание каждой пары фаз.

Вышеупомянутые условия должны строго выполняться для параллельной работы трансформаторов, но полностью одинаковое процентное сопротивление двух разных трансформаторов практически невозможно достичь, поэтому трансформаторы, работающие параллельно, могут не иметь точно такого же процентного сопротивления, но значения будут быть как можно ближе.