Номинальное первичное и вторичное напряжения трансформатора

Номинальным первичным напряжением трансформатора называется такое напряжение, которое, необходимо подвести к его первичной обмотке, чтобы на зажимах разомкнутой вторичной обмотки получить вторичное номинальное напряжение, указанное в паспорте трансформатора.

Номинальным вторичным напряжением называют напряжение, которое устанавливается на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе трансформатора (к зажимам первичной обмотки подведено напряжение, а вторичная обмотка разомкнута) и при подведении к первичной обмотке номинального первичного напряжения.

Напряжение на вторичной обмотке при нагрузке изменяется, так как ток нагрузки создает падение напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях обмотки. Это изменение вторичного напряжения зависит не только от величины тока и сопротивлений обмотки, но и от коэффициента мощности нагрузки (рис. 1). Если трансформатор нагружен чисто активной мощностью (рис. 1, а), то напряжение по сравнению с другими вариантами меняется в меньших пределах.

На векторной диаграмме Е2 — ЭДС. во вторичной обмотке трансформатора. Вектор вторичного напряжения будет равен геометрической разности:

где I2 — вектор тока во вторичной обмотке; X тр и R тр — соответственно индуктивное и активное сопротивления вторичной обмотки трансформатора.

При индуктивной нагрузке и при той же самой величине тока напряжение снижается в большей степени (рис. 1,б). Это связано с тем, что вектор I2 х X тр отстающий от тока на 90°, в этом случае более круто повернут навстречу вектору Е2 , чем в предыдущем. При емкостной нагрузке увеличение тока нагрузки вызывает повышение напряжения на обмотке трансформатора (рис. 2, в). В этом случае вектор I2 х X тр по длине равный аналогичному вектору в первых двух случаях и также отстающий от тока на 90°, благодаря емкостному характеру этого тока оказывается повернутым вдоль вектора Е2 , и увеличивает длину U2 по сравнению с Е2 .

Рис. 1. Изменение вторичного напряжения трансформатора U2 в зависимости от коэффициента мощности нагрузки (угла φ): а — при активной нагрузке; б — при индуктивной нагрузке; в — при емкостной нагрузке; Е2 — ЭДС. во вторичной обмотке трансформатора; I2 — ток во вторичной обмотке (ток нагрузки); I0 — намагничивающий ток трансформатора; Ф — магнитный поток в сердечнике трансформатора; Rтр Xтр. — активное и индуктивное сопротивления вторичной обмотки.

В процессе эксплуатации необходимо регулировать величину напряжения на обмотке трансформатора. Это достигается изменением числа витков обмотки высокого напряжения. Меняя число витков этой обмотки, включенных в цепь высокого напряжения, можно менять коэффициент трансформации в пределах от ±5 до ±7,5% номинального значения.

Схема отводов от обмоток с простым переключением представлена на рисунке 2. В соответствии с этими отводами в паспорте указано минимальное высокое напряжение, номинальное и максимальное. Если, например, номинальное вторичное напряжение трансформатора равно 10000 В, то напряжение максимальное 1,05 U н = 10500 В, а напряжение минимальное 0,95 U н = 9500 В.

Для номинального напряжения 6000 В имеем соответственно 6300 и 5700 В. Число витков обмотки высшего напряжения изменяют переключателем, контакты которого находится внутри трансформатора, а рукоятка выведена на его крышку.

Обычно для трансформаторов, которые устанавливаются вблизи понизительной подстанции 35/10 кВ или повышающей 0,4/10 кВ, коэффициент трансформации принимают равным 1 ,05х K н , то есть ставят переключатель отводов в положение +5%. Если потребительская подстанция удалена от районной, в линии электропередачи возникает значительная потеря напряжения, поэтому переключатель ставят в положение -5%. Трансформатор в средней точке линии электропередачи устанавливают на номинальный коэффициент трансформации (рис.3).

Рис. 2. Схема отводов от части витков для измерения коэффициента трансформации на ±5%

Рис. 3. Установка переключателя витков трансформатора в зависимости от удаления потребительской трансформаторной подстанции от питающей районной подстанции.

В настоящее время промышленность освоила выпуск силовых трансформаторов поной шкалы мощностей 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400 кВА и т. д. Для регулирования напряжения новые трансформаторы снабжены устройствами ПБВ пли РПН. ПБВ означает: переключение обмоток без возбуждения, то есть при выключенном трансформаторе.

Отпайки от обмоток позволяют посредством их переключения менять напряжение в пределах от -5 до +5% через каждые 2,5%. РПН означает: регулирование напряжения под нагрузкой (автоматическое). Оно позволяет регулировать напряжение в пределах от—7,5 до+7,5% шестью ступенями, или через каждые 2,5%. Такими устройствами могут обеспечиваться трансформаторы от 63 кВА и выше. Обозначение трансформатора с таким устройством — ТМН, ТСМАН.

Трехфазные трансформаторы ТМ и ТМН для трансформации энергии с 20 и 35 кВ на 0,4 кВ имеют мощности 100, 160, 250, 400 и 630 кВА.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Первичное напряжение — трансформатор

Первичное напряжение трансформатора t / i 230 В, вторичное U2 5770 В. Для определения числа витков трансформатора на сердечнике расположили дополнительную обмотку из 20 витков. [1]

Первичное напряжение трансформатора 380 В, вторичное — 5 — 9 В. Эти установки обслуживают четыре человека. [3]

Первичное напряжение трансформатора соответствует напряжению силовой сети ( 220; 380 или 500 в), в которую включается сварочный трансформатор. [4]

Первичное напряжение трансформаторов соответствует номинальному стандартному напряжению сети или генератора; в последнем случае номинальное первичное напряжение на 5 % выше стандартного напряжения сетей. Трансформаторы, предназначенные для непосредственного подключения к шинам или выводам генераторов, отличаются от сетевых трансформаторов коэффициентом трансформации, и поэтому их не применяют для работы на сетевых подстанциях. [5]

Первичное напряжение трансформатора ТСД-1000 равно 220 и 380 в, вторичное — 69 — 78 в, предел регулирования тока 400 — 1200 а, вес трансформатора 540 кг. [6]

Если первичное напряжение трансформатора меньше вторичного ( ffiioL 2), то трансформатор называется повышающим, в противном случае он будет понижающим. [7]

Если первичное напряжение U трансформатора меньше вторичного иг, то он работает в режиме повышающего трансформатора, в противном случае ( Ut U2) — в режиме понижающего трансформатора. [8]

При синусоидальном первичном напряжении трансформатора магнитное поле в его сердечнике, определяемое по уравнению (13.2), является также синусоидальным. Однако ток холостого хода, или намагничивающий ток трансформатора, оказывается несинусоидальным во времени. [10]

РЭ стабилизатора изменяет первичное напряжение трансформатора Тр2 и, следовательно, выходное напряжение на нагрузке. [12]

Симметричная трехфазная система первичных напряжений трансформатора возбуждает и в таком несимметричном магнитопроводе симметричную систему магнитных потоков. Но из-за неравенства магнитных сопротивлений намагничивающие токи отдельных фаз между собой неравны. Однако эта несимметрия намагничивающих токов для основных соотношений существенного значения не имеет. [14]

Ниже будем предполагать, что система первичных напряжений трансформатора остается симметричной. [15]

Источник

Первичное напряжение трансформатора 230 вторичное 5770

Номинальным первичным напряжением трансформатора называют такое напряжение, которое необходимо подвести к его первичной обмотке, чтобы на зажимах разомкнутой вторичной обмотки получить вторичное напряжение, указанное в паспорте трансформатора.

Номинальным вторичным напряжением называют напряжение, которое устанавливается на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе трансформатора, когда к зажимам первичной обмотки подведено номинальное напряжение, а вторичная обмотка разомкнута.

Напряжение на вторичной обмотке в режиме нагрузки отличается от напряжения на той же обмотке в режиме холостого хода, так как ток нагрузки создает падение напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях обмотки.

Это изменение вторичного напряжения зависит не только от значения тока и сопротивлений обмотки, но и от коэффициента мощности нагрузки. Если трансформатор нагружен чисто активной мощностью (рис. 11.1, а), то напряжение в сравнении с другими вариантами изменяется в меньших пределах. На векторной диаграмме É₂ — э.д.с. во вторичной обмотке трансформатора. Вектор вторичного напряжения равен геометрической разности:

Ú₂ = É₂ — i₂Z_Tp, (11.2)

При индуктивной нагрузке и при том же самом значении тока напряжение снижается в большей степени (рис. 11.1,6). Это связано с тем, что вектор i_2•Х_тр, отстающий от тока на 90°, в этом случае более круто повернут навстречу вектору É₂, чем в предыдущем.

При емкостной нагрузке увеличение тока нагрузки вызывает повышение напряжения на обмотке трансформатора (рис. 11.1, в). Здесь вектор i_2•Х_Тр, равный аналогичному вектору в первых двух случаях и. также отстающий от тока на 90°, благодаря емкостному характеру этого тока оказывается повернутым вдоль вектора É₂ и увеличивает Ú₂ по сравнению с É₂.

В процессе эксплуатации возникает необходимость регулирования напряжения. Для этого изменяют число рабочих витков обмотки высокого напряжения, изменяя коэффициент трансформации в пределах от ± 5 до ± 7,5% номинального значения.

Схема отводов от обмоток с простым переключением приведена на рисунке 11.2. В паспорте такого трансформатора указывают минимальное, номинальное и максимальное значения напряжения. Если, например, номинальное вторичное напряжение трансформатора равно 10 ООО В, то максимальное напряжение 1,05 U_н = 10 500 В, а минимальное 0,95 U_н = 9500 В.

Число витков обмотки высшего напряжения изменяют при помощи специального переключателя, контакты которого находятся внутри трансформатора, а рукоятка выведена на его крышку.

Обычно для трансформаторов, которые устанавливают вблизи понизительной подстанции 35/10 кВ или повысительной 0,4/10 кВ, коэффициент трансформации принимают равным 1,05 к , то есть ставят переключатель в положение + 5 %. Если потребительская подстанция удалена от районной, в линии электропередачи возникает значительная потеря напряжения, поэтому переключатель ставят в положение —5%. Трансформатор в средней точке линии электропередачи устанавливают на номинальный коэффициент трансформации (рис. 11.3).

Для автоматической стабилизации вторичного напряжения под нагрузкой применяются стабилизаторы напряжения типа СТС на 10, 16, 25, 40, 63, 100 кВ • А. По способу стабилизации они могут быть со стабилизацией по трем фазным напряжениям 220 В или со стабилизацией [по трем линейным напряжениям. Они обеспечивают стабильность напряжения в пределах ±1,5% номинального при изменении напряжения питающей сети от +10 до —15% от номинального. Схема управления стабилизаторами выполнена на полупроводниковых элементах.

Для регулирования напряжения трансформаторы снабжены устройствами ПРБ или РПН. ПРБ означает: переключение обмоток без возбуждения, то есть при выключенном трансформаторе. Отпайки от обмоток сделаны с таким расчетом, чтобы можно было регулировать напряжение в пределах от —5 до +5% через каждые 2,5%. РПН означает: регулирование напряжения под нагрузкой (автоматическое). В этом случае напряжение изменяют в пределах от —7,5 до + 7,5 %, шестью ступенями или через каждые 2,5%. Такими устройствами можно оборудовать трансформаторы мощностью от 63 кВ•А и выше.

Источник

Электрические машины (стр. 4 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7

Номинальное значение момента

Рисунок 1.5 – Зависимость Iа = f (М)

Задачи для самостоятельного решения к разделу 1

Задача 1.9. Генератор постоянного тока независимого возбуждения с номинальным напряжением Uн = 230 В и номинальной частотой вращения nн = 2300 об/мин имеет на якоре простую петлевую обмотку с числом параллельных ветвей 2а = 4, состоящую из N = 118 проводников. Число полюсов генератора 2р = 4, сопротивление обмоток в цепи якоря при рабочей температуре Уr = 0,08 Ом, щетки угольно-графитовые ДUщ = 2 В, основной магнитный поток Ф =2,6∙10-2 Вб.

Требуется определить для номинального режима работы генератора: ЭДС якоря Еа, ток нагрузки Iн (размагничивающим влиянием реакции якоря пренебречь), полезную мощность Рн, электромагнитную мощность Рэм и электромагнитный момент Мн.

Задача 1.10. Генератор постоянного тока независимого возбуждения с номинальным напряжением Uн = 460 В и номинальной частотой вращения nн = 3000 об/мин имеет на якоре простую волновую обмотку, состоящую из N = 280 проводников. Число полюсов генератора 2р = 4, сопротивление обмоток в цепи якоря при рабочей температуре Уr = 0,17 Ом, щетки угольно-графитовые ДUщ = 2 В, ЭДС якоря Еа = 476 В.

Требуется определить для номинального режима работы генератора: основной магнитный поток Ф, ток нагрузки Iн (размагничивающим влиянием реакции якоря пренебречь), полезную мощность Рн, электромагнитную мощность Рэм и электромагнитный момент Мн.

Задача 1.11. Генератор постоянного тока независимого возбуждения мощностью Рн = 45 кВт и напряжением Uн = 460 В имеет сопротивление обмоток в цепи якоря, приведенное к рабочей температуре, Уr = 0,22 Ом; в генераторе применены электрографитированные щетки (ДUщ = 2,5 В).

Определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

Задача 1.12. Генератор постоянного тока независимого возбуждения мощностью Рн = 15 кВт и номинальным током Iн = 65 А, имеет сопротивление обмоток в цепи якоря, приведенное к рабочей температуре, Уr = 0,15 Ом; в генераторе применены электрографитированные щетки (ДUщ = 2 В).

Определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

Задача 1.13. Генератор постоянного тока параллельного возбуждения имеет номинальные данные: напряжение Uн = 230 В; сопротивление обмоток в цепи якоря, приведенное к рабочей температуре, Уr = 0,15 Ом; падение напряжения в щеточном контакте пары щеток ДUщ = 2 В; сопротивление цепи обмотки возбуждения rв = 100 Ом; ток генератора Iн = 87 А; электромагнитный момент при номинальной нагрузке Мн = 280 Нм; мощность приводного двигателя Р1Н = 23 кВт.

Требуется определить: мощность Рн; частота вращения nн; ток в цепи возбуждения Iв; ток в цепи якоря Iан; ЭДС якоря Еан, электромагнитная мощность Рэм; КПД в номинальном режиме зн.

Задача 1.14. Генератор постоянного тока параллельного возбуждения имеет номинальные данные: напряжение Uн = 460 В; ток в цепи возбуждения Iв = 4 А; ЭДС якоря Еан = 480 В; падение напряжения в щеточном контакте пары щеток ДUщ = 2 В; электромагнитная мощность Рэм = 55 кВт; электромагнитный момент при номинальной нагрузке Мн = 525 Нм; КПД в номинальном режиме зн = 88 %

Требуется определить: мощность Рн; частота вращения nн; ток генератора Iн; ток в цепи якоря Iан; сопротивление обмоток в цепи якоря, приведенное к рабочей температуре, Уr; сопротивление цепи обмотки возбуждения rв; мощность приводного двигателя Р1Н.

Задача 1.15. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет следующие данные: номинальная мощность Рн = 15 кВт, напряжение питания Uн = 220 В, номинальная частота вращения nн = 1000 об/мин, сопротивление обмоток в цепи якоря Уr = 0,12 Ом, сопротивление цепи возбуждения rв = 73 Ом, падение напряжения в щеточном контакте щеток ДUщ = 2 В. КПД двигателя в номинальном режиме зн = 83,8 %.

Требуется определить: потребляемый двигателем ток в режиме номинальной нагрузки Iн; сопротивление пускового реостата Rпр, при котором начальный пусковой ток в цепи якоря двигателя был бы равен 2,5Iан; начальный пусковой момент МП; частоту вращения n0 и ток I0 в режиме холостого хода; номинальное изменение частоты вращения якоря двигателя при сбросе нагрузки. Влиянием реакции якоря пренебречь.

2.1 Однофазные трансформаторы

Задача 2.1. Однофазный двухобмоточный трансформатор имеет номинальные напряжения: первичное U1н = 6,3 кВ, вторичное U2н = 0,4 кВ; максимальное значение магнитной индукции в стержне магнитопровода Вмакс = 1,5 Тл; площадь поперечного сечения этого стержня Qст = 200 см2; коэффициент заполнения стержня сталью kС = 0,95.

Определить число витков в обмотках трансформатора w1, w2; коэффициент трансформации k, если частота переменного тока в сети f = 50 Гц.

1) Максимальное значение основного магнитного потока

2) Число витков во вторичной обмотке

3) Коэффициент трансформации

4) Число витков в первичной обмотке

Задача 2.2. Однофазный двухобмоточный трансформатор с номинальным током во вторичной цепи I2Н = 172 А при номинальном вторичном напряжении U2Н = 400 В имеет коэффициент трансформации k = 15. Максимальное значение магнитной индукции в стержне Вмакс = 1,5 Тл; ЭДС одного витка Евтк = 5 В; частота переменного тока в сети f = 50 Гц.

Требуется определить: номинальную мощность Sн; число витков в обмотках w1 и w2; площадь поперечного сечения стержня Qст.

1) Максимальное значение основного магнитного потока

2) Площадь поперечного сечения стержня магнитопровода

3) Число витков вторичной обмотки

4) Число витков первичной обмотки

5) Полная номинальная мощность трансформатора

Задача 2.3. Для однофазного трансформатора номинальной мощностью Sн = 600 кВА и номинальным первичным напряжением U1Н = 31,5 кВ, мощностью короткого замыкания Рк = 20 кВт и напряжением короткого замыкания uк = 8,5 %.

Рассчитать данные и построить график зависимости изменения вторичного напряжения ДU от коэффициента нагрузки в, если коэффициент мощности нагрузки соs ц2 = 0,75 (ёмк). Значения перечисленных параметров приведены к рабочей температуре.

1) Напряжение короткого замыкания

2) Ток короткого замыкания

3) Коэффициент мощности режима короткого замыкания

4) Активная составляющая напряжения короткого замыкания

5) Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

6) Задаемся рядом значений коэффициента нагрузки: в = 0,25; 0,5; 0,75; 1

7) Используя эти значения в, по формуле

рассчитываем ДU; знак «минус» в формуле обусловлен ёмкостным характером нагрузки.

Результаты расчета приведены ниже:

Знак «минус» в полученном результате указывает на то, что с ростом нагрузки трансформатора напряжение на зажимах вторичной обмотки увеличивается, что связано с емкостным характером нагрузки трансформатора. По данным таблицы строится график зависимости изменения вторичного напряжения ДU от коэффициента нагрузки в.

2.2 Трёхфазные трансформаторы

Задача 2.4. Трехфазный масляный трансформатор серии ТМ-1000/35 (в обозначении марки в числителе указано номинальная мощность трансформатора в кВА, в знаменателе – высшее напряжение в кВ) имеет номинальные параметры: число витков первичной обмотки w1 = 1600, коэффициент трансформации k = 5,56. Обмотки соединены по схеме Y/Y. Частота тока в сети f = 50 Гц, значение магнитной индукции в стержне магнитопровода Вмакс = 1,5 Тл.

Определить: число витков вторичной обмотки w2, сечение стержня магнитопровода Qст, основной магнитный поток Фмакс, напряжение вторичной обмотки U2н.

1) Напряжение на выводах обмотки низкого напряжения

2) Число витков в фазной обмотке низкого напряжения

3) Максимальное значение основного магнитного потока

4) Площадь поперечного сечения стержня магнитопровода

Задача 2.5. Трехфазный масляный трансформатор имеет параметры: номинальная мощность Sн = 25 кВА; номинальные первичное U1н = 10кВ; напряжение короткого замыкания uк = 4,5 %; ток холостого хода i0 = 3,2 %; мощность холостого хода Р0 = 0,13 кВт; мощность короткого замыкания Рк = 0,6 кВт. Соединение обмоток трансформатора Y/Y.

Источник