Контрольные вопросы

• На чем основан принцип действия трансформатора?

• Для чего нужен стальной сердечник?

• Что называется коэффициентом трансформации?

• Из каких основных частей состоит трансформатор?

• Для чего сечению стержня магнитопровода придается ступенчатая форма?

• Как располагаются обмотки на магнитопроводе трансформатора?

• Какие вы знаете материалы, применяемые для изготовления трансформа торов?

• Какие размеры магнитопровода являются основными?

• От какого основного параметра трансформатора зависят его размеры?

• Как распределяются мощности трансформаторов по их габаритам?

• Как составляется обозначение типа трансформатора?

• Как обозначаются выводные концы обмоток?

Глава II основные требования к расчету силовых трансформаторов § 2.1. Объем задания по расчету силового трансформатора

Для расчета силового двухобмоточного трансформатора должны быть заданы следующие его основные параметры:

S — номинальная мощность трансформатора, ква;

U₁ и U₂— номинальные линейные напряжения обмоток высшего (ВН) и низшего (НН) напряжений, в;

m — число фаз;

I — частота, гц;

схема и группа соединения обмоток;

способ охлаждения трансформатора;

режим нагрузки — длительная или кратковременная (для силовых трансформаторов обычно задается длительная нагрузка);

род установки — внутренняя или наружная.

Проектируемому трансформатору должны быть также заданы определенные эксплуатационные параметры (характеристики): Р_х — потери холостого хода, вт; Р_к — потери короткого замыкания, вт; i₀—ток холостого хода, %; u_к— напряжение короткого замыкания, %.

§ 2.2. Нормативы госТов на силовые трансформаторы. Допуски на задаваемые величины

Основные и эксплуатационные параметры силовых трансформаторов обусловлены в соответствующих стандартах, и серийным производством выпускаются лишь трансформаторы, удовлетворяющие требованиям этих стандартов.

Для учебных проектов, по усмотрению преподавателя, могут быть заданы параметры, отличающиеся от стандартных, чтобы избежать повторения уже выполненных проектов и предоставить больше самостоятельности учащимся.

Стандартизованные сочетания номинальных линейных напряжений обмоток ВН и НН, схем и групп соединения для каждого значения номинальной мощности приведены в ГОСТ 12022—66 и ГОСТ 11920—66 (табл. 2.1 и 2.2 соответственно).

Таблица 2.1

Номинальная мощность, ква	Верхний предел номинального нап жения обмотки ВН, ке	Схема и группа соединения	Потери, вт			Напряжение коро кого замыкания, %	Ток холостого хода, %
			холостого хода		короткого замыкания
			уровень
			А	Б
1	2	3	4	5	6	7	8
25	10	- 0 - 11	105 105	125 125	600 690	4,5 4,7	3,2 3,2
40	10	- 0 - 11	150 150	180 180	880 1000	4,5 4,7	3,0 3,0
63	10	- 0 - 11	220 220	265 265	1280 1470	4,5 4,7	2,8 2,8
	20	- 0 - 11	245 245	290 290	1280 1470	5,0 5,3	00 00
100	10	- 0 - 11	310 310	365 365	1970 2270	4,5 4,7	2,6 2,6
	35	- 0 - 11	390 390	465 465	1970 2270	6,5 6,8	2,6 2,6
160	10	- 0; - 11 - 11	460 460	540 540	2650 3100	4,5 4,7	2,4 2,4
	35	- 0; - 11 - 11	560 560	660 660	2650 3100	6,5 6,8	2,4 2,4
250	10	- 0; - 11 - 11	660 660	780 780	3700 4200	4,5 4,7	2,3 2,3
	35	- 0; - 11 - 11	820 820	960 960	3700 4200	6,5 6,8	2,3 2,3
400	10	- 0; - 11 - 11	920 920	1080 1080	5500 5900	4,5 4,5	2,1 2,1
	35	- 0; - 11	1150	1350	5500	6,5	2,1
630	10	- 0; - 11 - 11; - 0	1420 1420	1680 1680	7600 8500	5,5 5,5	2,0 2,0
	35	- 0; - 11	1700	2000	7600	6,5	2,0

Таблица 2.2

Номинальная мощность, ква	Верхний предел номинальных напряжний, кв			Потери, вт			Напряжение короткого замыкания, %	Ток холостого хода, %
				холостого хода		короткого замыкания
	ВН	НИ		уровень
		тип ГМ	тип ТМН	А	Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1000	10 10 35 35	0,69 10,5 0,69 10,5	0,69 - 0,69 11	2100 2100 2350 2350	2450 2450 2750 2750	12200 11600 12200 11600	5,5 5,5 6,5 6,5	1,4 1,4 1,5 1,5
1600	10 10 35 35	0,69 6,3 0,69 10,5	0,69 6,3 0,69 11	2800 2800 3100 3100	3300 3300 3650 3650	18000 16500 18000 16500	5,5 5,5 6,5 6,5	1,3 1,3 1,4 1,4
2500	10 10 35 35	0,69 10,5 0,69 10,5	0,69 6,3 0,69 11	3900 3900 4350 4350	4600 4600 5100 5100	25000 23500 25000 23500	5,5 5,5 6,5 6,5	1,0 1,0 1,1 1,1
4000	10 35	6,3 10,5	6,3 11	5450 5700	6400 6700	33500 33500	6,5 7,5	0,9 1,0
6300	1035	10,5 10,5	6,3 11	7650 8000	9000 9400	46500 46500	6,5 7,5	0,8 0,9

Примечания к табл. 2.1 и 2.2: 1. Значения потерь холостого хода должны приниматься по уровню Л. Временно для трансформаторов, в которых использована электротехническая сталь толщиной 0,35 мм марки ЭЗЗОА по ГОСТ 802-58 с жаростойким покрытием и отжигом пластин, допускается пользоваться значениями потерь холостого хода по уровню Б.

Трансформаторы с РПН по табл. 2.1 допускается выпускать с потерями короткого замыкания на 10% большими, чем указано в таблице.

По табл. 2.2 трансформаторы типа ТМ имеют регулирование напряжения по способу ПБВ, а типа ТМН — по способу РПН.

На стороне ВН силового трансформатора должна быть предусмотрена возможность изменения коэффициента трансформации относительно номинального путем переключения ответвлений от обмотки.

У силовых трансформаторов применяются два вида переключения ответвлений: ПБВ (переключение без возбуждения), т. е. после отключения всех обмоток трансформатора от сети, и РПН (регулирование под нагрузкой).

Значения эксплуатационных параметров, или характеристик трансформаторов,— потерь холостого хода и короткого замыкания, напряжения короткого замыкания и тока холостого хода также указаны _в ГОСТ 12022—66 (табл. 2.1) и ГОСТ 11920—66 (табл. 2.2).

Как видно из табл. 2.1 и 2.2, для одной и той же мощности трансформатора потери холостого хода и короткого замыкания могут иметь разные значения.

Потери холостого хода увеличиваются с повышением класса напряжения. Это происходит из-за необходимости увеличить изоляционные расстояния от обмоток до магнитопровода, благодаря чему возрастают размеры последнего, что и приводит к увеличению потерь.

Потери короткого замыкания увеличиваются в случае применения схемы «зигзаг». Это происходит от увеличения веса обмоточного провода вследствие того, что ветви зигзага сдвинуты между собой по фазе на 30°. Для получения заданного фазного напряжения в обмотке требуется добавлять примерно 15% витков.

На указанные в табл. 2.1 и 2.2 значения эксплуатационных параметров и на номинальный коэффициент трансформации основным стандартом на силовые трансформаторы (ГОСТ 11677—65) установлены допуски по табл. 2.3.

Таблица 2.3

Измеряемая величина	Допуск, %	Применение допусков
Коэффициент трансформации Потери холостого хода................... Потери короткого замыкания…….. Суммарные потери......................... Напряжение короткого замыкания Ток холостого хода.........................	±0,5 ±1 +15 +10 +10 ±10 +30	Для всех трансформаторов, кроме особо оговоренных случаев. Для трансформаторов с фазным коэффициентом трансформации 3 и менее. Для всех трансформаторов То же » » »

Указанные в табл. 2.3 допуски относятся к изготовленным трансформаторам.

При расчете трансформаторов необходимо принимать меньшие значения допусков, на случай производственных отклонений при изготовлении трансформаторов. Обычно при расчете принимают половину указанных значений допусков.