2. Номинальные параметры трансформатора

На каждом трансформаторе имеется щиток, где заводом-изготовителем указаны номинальные значения данного трансформатора: мощность, напряжения, токи, частота и др. Номинальные значения характеризуют работу трансформатора в условиях, на которые он рассчитан для нормальной работы.

Номинальная мощность трансформатора – мощность на зажимах вторичной обмотки, указанная на щитке и выраженная в вольт – амперах или киловольт – амперах.

Номинальное первичное напряжение – напряжение, указанное на щитке трансформатора для его первичной обмотки.

Номинальное вторичное напряжение – напряжение на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе трансформатора и при номинальном напряжении на зажимах первичной обмотки.

Номинальные токи трансформатора – первичный и вторичный токи, указанные на щитке и вычисленные по номинальной мощности и номинальным напряжениям –первичному и вторичному:

1 ном = Sном / U1 ном; 2 ном = Sном / U2 ном.	для однофазного трансформатора
1 ном = Sном / U1 ном; 2 ном = Sном / U2 ном.	для трехфазного трансформатора

Коэффициент трансформации  отношение чисел витков обмоток трансформатора; отношение напряжения первичного к вторичному при холостом ходе трансформатора; отклонение токов вторичной и первичной обмоток:

К =

при К 1 трансформатор понижающий,

при К 1  повышающий.

2. Потери энергии и кпд трансформатора

Потери энергии в трансформаторе невелики (не более 4%). Они слагаются из потерь в обмотках и потерь в стали сердечника.

Мощность на выходе Р₂ (мощность потребителя) меньше мощности на входе Р₁ на величину мощности потерь внутри трансформатора (Р_м + Р_э):

Р₁ = Р₂ + Р_м + Р_э,

где Р_м – мощность потерь в магнитопроводе (потери магнитные или потери в стали);

Р_э – мощность потерь в обмотках (потери электрические или потери в меди).

Отклонение активной мощности на выходе трансформатора к активной мощности на входе называется коэффициентом полезного действия трансформатора:

η = = .

КПД трансформатора высок и может достигать 98 – 99 %.

2. Типы трансформаторов и их применение

Внешний вид, конструктивные особенности и компоновка основных элементов представлены на рис. 8.6.

1. магнитопровод

2. обмотка

3. обмотка

4. бак

5. расширитель

Рис. 8.6 Трехфазный силовой трансформатор

Трехфазный трансформатор. Обмотки трансформаторов соединяют звездой ( ) или треугольником (Δ). Магнитопровод трехфазного трансформатора имеет три стержня, на каждом из которых размещаются две обмотки одной фазы.

Применяют в линиях электропередачи.

Многообмоточные трансформаторы.

Имеет один сердечник и количество обмоток больше двух (на одну фазу). Применяют в энергетических установках, в бытовых электроприборах, аппаратуре радио и автоматики.

В электрической сети трехобмоточный трансформатор с экономической выгодой заменит два двухобмоточных, если имеется необходимость получить на вторичной стороне два различных номинальных напряжения.

Измерительные трансформаторы.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока используют для включения измерительных приборов, аппаратуры автоматического регулирования и защиты в высоковольтные цепи. Они позволяют уменьшить размеры и массу измерительных устройств, повысить безопасность обслуживающего персонала, расширить пределы измерения приборов переменного тока.

Измерительные трансформаторы напряжения служат для включения вольтметров и обмоток напряжения измерительных приборов (рис. 8.7). Так как эти обмотки имеют большое сопротивление и потребляют маленькую мощность, то можно считать, что трансформаторы напряжения работают в режиме холостого хода.

Рис. 8.7 Рис. 8.8

Измерительные трансформаторы тока используют для включения амперметров и токовых катушек измерительных приборов (рис. 8.8). Эти катушки имеют очень маленькое сопротивление, поэтому трансформаторы тока практически работают в режиме короткого замыкания.

Один из выводов и кожух измерительного трансформатора (напряжения и тока) заземляют для повышения безопасности обслуживания приборов.

Автотрансформаторы.

Автотрансформатор представляет собой такой трансформатор, на сердечнике которого имеется только одна обмотка на фазу. К различным точкам этой обмотки присоединены одновременно и первичная и вторичная цепи (рис.8.9).

Рис. 8.9

Автотрансформаторы бывают однофазные и трехфазные, понижающие и повышающие.

Преимущества: меньший расход меди для выполнения обмотки, меньший расход электротехнической стали для изготовления сердечников, меньший вес, меньшая стоимость.

Коэффициент трансформации автотрансформатора 1,25  2.

Недостатки: большие токи короткого замыкания и электрическая связь между первичной и вторичной цепями.

Применяются для пуска двигателей переменного тока, для питания ртутных выпрямителей регулирования силы света (театры) и в лабораторной практике (ЛАТР  лабораторный автотрансформатор) для плавной регулировки выходного (вторичного) напряжения от 0 до 1,1 U₁.

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ 

Процентное изменение напряжения трансформатора: Δ U % = ּ 100 %. Номинальные токи: для однофазного трансформатора I1 = Sном / U 1 I2 = Sном / U 2 для трехфазного трансформатора I1 = Sном / U 1 I2 = Sном / U 2 Коэффициент трансформации: К = = = . КПД трансформатора: η = = .

Обозначения

Единицы измерения

U2 – напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора при нагрузке U2х – при холостом ходе Sном – номинальная мощность трансформатора U1 – номинальное первичное напряжение U2 – номинальное вторичное напряжение 1 – число витков первичной обмотки 2 – число витков вторичной обмотки U1 – напряжение на зажимах первичной обмотки I1 – первичный ток I2 – вторичный ток Р1 – мощность на входе трансформатора Р2 – мощность на выходе трансформатора Рм – мощность магнитных потерь Рэ – мощность электрических потерь

1В 1В 1 ВА 1В 1В 1В 1А 1А 1 Вт 1 Вт 1Вт 1 Вт