Эксплуатация трансформаторов

Опубликовано: 31 Декабрь 2015

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

трансформатор

Трансформатором называется устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения посредством электромагнитной индукции.
Трансформатор состоит из двух или большего числа взаимно неподвижных электрически не связанных между собой обмоток, расположенных на ферромагнитном магнитопроводе. Обмотка трансформатора, потребляющая энергию из сети, называется первичной, обмотка, отдающая энергию в сеть,- вторичной.
Обмотки трансформатора подключаются к сетям с разными напряжениями. Обмотка, предназначенная для присоединения к сети с более высоким напряжением, называется обмоткой высшего напряжения (ВН), а подсоединяемая к сети с меньшим напряжением, – обмоткой низшего напряжения (НН). Если вторичное напряжение меньше первичного, то трансформатор называется понижающим, если больше – повышающим; каждый трансформатор может быть как повышающим, так и понижающим.
В зависимости от числа фаз трансформаторы подразделяются на однофазные, трехфазные и многофазные. Наибольшее распространение получили трехфазные трансформаторы, экономические показатели которых выше, чем в группе трех однофазных трансформаторов при той же надежности. Однофазные трансформаторы применяются только при самых больших мощностях, при напряжениях 500 кВ и выше, чтобы не затруднить их транспортировку.
По количеству обмоток различного напряжения на каждую фазу трансформаторы разделяются на двухобмоточные и трехобмоточные (рис. 1, а, б.). Кроме того, обмотки одного и того же напряжения, обычно низшего, могут состоять из двух и более параллельных ветвей, изолированных друг от друга и от заземленных частей. Такие трансформаторы называются трансформаторами с расщепленными обмотками (рис. 1, в).

схемы трансформаторов
Рис. 1. Принципиальные схемы трансформаторов.
а – двухобмоточного; б – трехобмоточного, в – с расщепленными обмотками НН

Существуют разнообразные типы трансформаторов, различающиеся как по назначению, так и по выполнению. В дальнейшем изложении основное внимание уделяется группе силовых трансформаторов, предназначенных для передачи и распределения электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях.
Генераторы, установленные на электрических станциях, вырабатывают электрическую энергию относительно невысокого напряжения (до 32 кВ). Для передачи ее к потребителям, расположенным на расстоянии нескольких сотен или тысяч километров, с целью уменьшения сечения проводов линии и потерь в ней, необходимо эту энергию преобразовать, уменьшив ток в линии путем соответствующего повышения напряжения. Напряжение в начале линии передачи принимают тем выше, чем больше длина линии и передаваемая мощность. Повышение напряжения на электростанциях осуществляется с помощью повышающих трансформаторов. В конце линии передачи устанавливают трансформаторы, которые понижают напряжение, так как потребителям необходимы сравнительно низкие напряжения.
При передаче электрической энергии от места производства до места потребления требуется ее многократная трансформация.
Поэтому мощность всех трансформаторов, установленных в сети, в 7 –  10 раз превышает общую мощность генераторов.

НОМИНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНСФОРМАТОРА

Величины, соответствующие режиму работы трансформатора, для которого он предназначен заводом-изготовителем, называются номинальными. Они указываются в каталогах и на щитке, прикрепленном к трансформатору.
К основным параметрам трансформатора относятся номинальные мощность, напряжение, ток; напряжение КЗ; ток XX; потери XX и КЗ; схема и группа соединений обмоток.
Номинальной мощностью трансформатора называется значение полной мощности, на которую непрерывно может быть нагружен трансформатор в номинальных условиях места установки и охлаждающей среды при номинальных частоте и напряжении. Номинальная мощность для двухобмоточного трансформатора – эго мощность каждой из его обмоток.
Номинальные напряжения обмоток – это напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе трансформатора. Для трехфазного трансформатора – это линейные (междуфазные) напряжения каждой из обмоток.
Номинальными таками трансформатора называются линейные токи, указанные на щитке и вычисленные по номинальным значениям мощности и напряжения.
Напряжение короткого замыкания ик – это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в них протекают токи, равные номинальным. Оно обычно выражается в процентах номинального напряжения первичной обмотки. Значение ик зависит от напряжения и мощности трансформатора и составляет 4-15%. Напряжение короткого замыкания характеризует внутреннее сопротивление трансформатора. От напряжения короткого замыкания завысят падение напряжения, внешние характеристики и ток короткою замыкания.
Ток холостого хода характеризует активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества сборки магнитопровода, от магнитной индукции и выражается в процентах номинального тока трансформатора.
Потери холостого хода и короткого замыкания определяют экономичность работы трансформатора. Потери XX состоят из потерь в стали на перемагничивание и вихревые токи. Для уменьшения их применяется электротехническая сталь с малым содержанием углерода и специальными присадками. Потерн КЗ состоят из потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструкциях трансформатора. Для снижения добавочных потерь, вызванных магнитными полями рассеяния, обмотки выполняются многожильным транспонированным проводом, а стенки бака экранируются магнитными шунтами.
Обмотки трансформаторов имеют обычно схемы соединения: звезда Y, звезда с выведенной нейтралью Y и треугольник Д .
Сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток принято выражать условно группой соединений. В трехфазном трансформаторе применением разных способов соединений обмоток можно образовать двенадцать различных групп соединений. Группы соединений указываются сперва от знаков схем соединения обмоток (трансформаторы по рис. 1 имеют схемы и группы соединения обмоток.
Трансформаторы выпускают на все номинальные напряжения и мощности свыше 1000 MB-А. Трансформаторы мощностью до 1.6 МВ*А выполняют сухими открытыми (С)» защищенными (СЗ) или герметическими (СП, ДО 16 – с естественным масляным охлаждением (М), до 100 – с масляным охлаждением и дутьевыми вентиляторами (Д), от 63 MB А и более – с масляным охлаждением и принудительной циркуляцией масла, а также дутьевым охлаждением масла (ДЦ).

Трансформаторы имеют буквенное и цифровое обозначения. Буквы означают: первая – число фаз (О – для однофазного, Т – для трехфазного) или наличие автотрансформаторной схемы (А – для автотрансформатора); вторая (или две) – вид охлаждения (С, М, Д, ДЦ); третья – число обмоток (Т – для трехобмоточных, Р – для расщепленных); первая цифра, стоящая после буквенного обозначения, показывает номинальную мощность (кВА), вторая – напряжение обмоток (кВ). Общий вид трансформатора показан на рис. 2.
Трансформатор трехфазный ТЦ-400000/500
Рис. 2. Трансформатор трехфазный ТЦ-400000/500:
1 – указатель уровня масла; 2 – расширитель; 3 – ввод нейтрали 35 кВ;4-трансформатортока35 кВ; 5 — реле газовое; 6 – бак давления ввода 500 кВ; 7— газопровод, 8 – ввод 500 кВ, 9- клапан отсечной; 10 —ввод НН; 11 -трансформатор тока 500 кВ, 12 – бак; 13 – подключение маслоочистителя; 14 – клеммная коробка; 15 – нагнетатель маслопровода; 16 – пробка для слива масла; 17 – отбор проб масла, 18 – клапан предохранительный; 19 – клеммная коробка, 20 – задвижка; 21 – воздухоосушитель; 22 – доливка, 23 – присоединение вакуумного насоса; 24 – слив масла, 25 – отсасывающий маслопровод, 26 – люк

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки: , ,

Оставить отзыв