5. Енергетичне обладнання

Енергетичне промислове обладнання в основному призначене для перетворення енергії одного виду в інший (наприклад, енергії горіння палива в електричну, механічну або теплову) або передачі енергії на відстань i широко використовується у всіх галузях народного господарства.

До енергетичного обладнання промислового призначення відносять двигуни, що перетворюють енергію горіння в механічну або електричну: двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ), дизель-генератори, компресори, вентилятори, насоси, калорифери, освітлювальну апаратуру, проводи i кабелі та ін.

Тема 5.1. Трансформатори, їх призначення та види

План: 1. Визначення та класифікація електричних трансформаторів

2. Застосування, склад та принцип дії електричного трансформатора

3. Різновиди трансформаторів

4. Маркування трансформаторів

Визначення та класифікація електричних трансформаторів

Трансформатор електричний – статичний електромагніт­ний пристрій, який перетворює змінний струм однієї напруги в іншу (без зміни частоти).

Електричні трансформатори кла­сифікують за такими ознаками:

♦ призначенням: на трансформатори напруги, високовольтні, досліджувальні, із регульованою напругою під навантажен­ням, трансформатори струму і спеціального призначення;

♦ схемним призначенням: на силові, силові спеціальні (грубні, електрозварювальні), вимірювальні, узгоджувальні, імпульсні в електротехніці;

♦ числом фаз джерела енергії: на одно- і трифазні;

♦ за найвищою напругою однієї з обмоток: на низько- і висо­ковольтні;

♦ потужністю: малої, середньої і великої;

♦ типом конструкції сердечників: на броньові, стержневі, стрічкові і тероїдальні;

♦ способом охолодження: із природним повітряним, примусовим, рідинним і парорідинним;

♦ режимом роботи: тривалого, короткого і короткочасного

♦ залежно від схеми за кількістю обмоток: одно-, двох- і багатообмоточні.

Застосування, склад та принцип дії електричного трансформатора

Електричні трансформатори застосовують у радіотехніці зв'язку як силові і узгоджувальні елементи, у системах атом тики і телемеханіки.

Кожний трансформатор складається з таких основних частин: сердечника, обмоток і вивідних затисків (або кінців).

Принцип дії трансформатора заснований на явищі електромагнітної індукції і полягає в тому, що на сталевий сердечник намотуються дві обмотки, одна з яких з'єднується з генератором змінного струму або включається в мережу змінного струму, а інша – зі споживачем струму (опором). Електричний струм, проходячи по обмотці, з'єднаній з генератором або мережею змінного струму, створює в сердечнику змінний магнітний потік, що в іншій обмотці індукує ЕРС. Обмотку, з’єднану з генератором змінного струму, називають первинною, а обмот­ку, до якої приєднується споживач, — вторинною.

Оскільки змінний магнітний потік пронизує одночасно обидві обмотки, то в кожної з них індукуються змінні ЕРС, розмір яких у кожній обмотці залежить тільки від кількості витків у ній.

З'ясуємо роль сталевого сердечника в трансформаторі. Інду­кована у витках трансформатора ЕРС залежить від розміру магнітного потоку, тобто від магнітної індукції. Якщо до однієї з обмоток трансформатора подана напруга мережі, то з іншої обмотки буде знята напруга, більша або менша напруги мережі в стільки разів, у скільки разів більша або менша кількість витків вторинної обмотки.

Різновиди трансформаторів

Якщо з вторинної, обмотки знімається напруга, більша, ніж подана до первинної обмотки, то такий трансформатор називається підвищувальним. Навпаки, якщо з вторинної об­мотки знімається напруга менша, ніж з первинної, то такий трансформатор називається понижувальним. Кожний транс­форматор може бути використаний як підвищувальний і як понижувальний.

Однофазні трансформатори бувають двох типів: стержневі і броньові. У броньового трансформатора котушки обмоток ото­чені сердечником (як бронею).

Обмотки потужних силових трансформаторів для кращого охолодження занурюють у спеціальні баки, заповнені трансформаторним маслом.

У стержневого трансформатора обмотка низької напруги міститься ближче до сердечника, а обмотка високої напруги для кращої ізоляції від сердечника розміщується зовні, тобто обмотки розміщуються концентрично одна до одної. Такі обмотки називаються циліндричними.

Низькочастотні трансформатори, застосовувані у випрямних пристроях, зазвичай називають силовими трансформаторами.

Трифазний трансформатор має сердечник, який скла­дається з трьох стержнів, верхні і нижні кінці яких замкнуті сталевим ярмом.

У радіотехнічних пристроях часто використовуються автотрансформатори.

Автотрансформатором називають такий трансформатор якого обмотка нижчої напруги електрично (гальванічно) ма­зана з обмоткою вищої напруги.

Автотрансформатор має усього одну обмотку. Від частини цієї обмотки зроблений відвід.

Вимірювальні трансформатори використовують, головним чином для підключення електровимірювальних приладів у колі змінного струму високої напруги. Вимірювальні трансформатори підрозділяють на два типи: трансформатори напруги і трансформатори струму.

Трансформатори малої потужності і мікротрансформатори бувають стержневими, броньовими і тороїдальними.

У пристроях автоматики, електроніки і зв'язку для пере­дачі імпульсних сигналів малої тривалості широко застосову­ють імпульсні трансформатори, які виготовляються двох- і багатообмоточними. їх використовують для зміни амплітуди імпульсів і їх полярності, узгодження опорів і зв'язку між ок­ремими каналами імпульсних пристроїв, виключення з лан­цюгів навантаження постійної складової струму.

Маркування трансформаторів

Тип (серія) силового трансформато­ра позначається такими літерами: А -автотрансформатор (трансформатор по­значення не має), число фаз: О-однофаз-ний, Т - трьохфазний, Р - виконання з розщепленою обмоткою, вид охолод­ження: С - природне повітряне при відкритому виконанні, СЗ -природне повітряне при захищеному виконанні, СГ - природ­не повітряне при герметичному виконанні, СД - повітряне з дуттям, М - природне масляне, Д -масляне з дуттям і природ­ною циркуляцією масла, Ц - масляно-водяне з примусовою циркуляцією масла, ДЦ - масляне з дуттям і примусовою цир­куляцією масла, МВ - масляно-водяне, число обмоток: Т - трьохобмоточні, Н - виконання однієї з обмоток із пристроєм РШ-І; особливості виконання: Г - вантажоупорне, 3 - захищене, У удосконалене, Ж - для електрифікації залізниць, С - для влас­них потреб електростанції, В- водозахищений.

Цифрами вказується потужність і напруга обмотки ВН у вигляді дробу (потужність кВ•А у чисельнику та номінальну напругу обмотки ВН, кВ у знаменнику).

Наприклад, позначення ТРДЦН-6300/220 розшифровується таким чином: трансформатор трьохфазний, з масляним охолодженням з дуттям та примусовою циркуляцією масла, двохобмоточний, з регулюванням напруги під навантаженім потужністю 6300 кВ•А, з напругою обмотки ВН 220 кВ

Питання до самоконтролю:

1. Дайте визначення та наведіть класифікацію електричних трансформаторів.

2. Розкрийте сутність складу, принцип дії та застосування електричного трансформатора.

3. Наведіть різновиди трансформаторів.

4. Яке використовується маркування трансформаторів у виробництві?