6.8. Мощности трансформатора

Поток электрической энергии, потребляемой трансформатором от источника питания, частично преобразуется в тепло в самом трансформаторе, а вся оставшаяся часть передаётся в нагрузку. Кроме того, между трансформатором и источником питания происходит постоянный периодический обмен энергией, связанный с формированием электромагнитных полей и количественно определяемый потребляемой реакт вной мощностью [7].

Перв чная обмотка потребляет из питающей сети мощность

Помимо активной мощности трансформаторИпотребляет из сети реактивную мощность, расходуемую на формирование магнитных и электрических полей. Реактивная мощность непосредственно не пре-

образуется в другие неэлектрические виды энергии, поэтому под словом «потребление» подразумевают обмен реактивной мощностью между источником питания и трансформатором (см. подр. 6.7).

136

Таким образом, трансформатор потребляет из сети реактивную мощность

указанное в паспорте значение полнойДмощности, на которую трансформатор может быть нагружен непрерывно в номинальных условиях установки при номинальной частоте и напряжении:

Всамом простом случае, когда силовойИтрансформатор имеет одну первичную и вторичную обмотку, расположение начал и концов обмоток не имеет значения, так как при любом порядке подключения выводов первичной обмотки к источнику переменного напряжения на выводах вторичной возникнет переменная ЭДС.

Вслучае использования трансформатора в системе питания совместно с другими трансформаторами в качестве преобразователя или формирователя информационных сигналов, а также наличия несколь-

137

ких первичных и вторичных обмоток необходимо знать, какие выводы первичной и вторичной обмоток соответствуют одинаковой фазе наводимых в них ЭДС и напряжений.

Если по каким-либо причинам выводы обмоток трансформатора не обозначены, их определяют опытным путём [7, 12].

Сначала определяют пары выводов, соответствующих каждой из обмоток, и их назначение – какая обмотка является первичной, а какая втор чной. Здесь можно использовать омметр, измерив сопротивления обмоток, можно однозначно сказать, какая из них является первичнойЕсли, а какая втор чной. В трансформаторах малой и средней мощности перв чная обмотка может содержать 1000 – 5000 витков, намотанных тонк м медным проводом, и при этом может достичь сопротивлен я до 1,5 кОм, тогда как вторичная обмотка содержит небольшое колбчество в тков, намотанных толстым проводом, и её сопротивлен е может составлять единицы или десятки ом.

омметра нет, то о ращают внимание на диаметр обмоточного провода, которым намотаны обмотки. Как правило, первичную обмотку мотают проводом меньшего сечения по сравнению с сечением провода вторичнойАо мотки, чей диаметр провода заметно больше.

Далее определяют начала и концы обмоток. Визуально даже в трансформаторах ез ака определить начала и концы обмоток весьма сложно, а зачастую и невозможно, так как намотки катушек могут иметь разное направление. По направлениюДнамотки простых цилиндрических обмоток различают «правые» и «левые» катушки. Катушка считается «правой», если провод от верхнего наружного конца идёт вокруг сердечника по часовой стрелке (обмотки 5-6 и 7-8 на рис. 6.16, а), и «левой», если направление провода вокруг сердечника против часовой стрелки (обмотки 1-2 и 3-4 на рис. 6.16, а)И.

Именно расположение и направление намотки катушек обмоток влияет на синфазность напряжений между их выводами. Разметка начал и концов обмоток производится так, что по отношению к этим выводам напряжение на них и ЭДС, индуктируемая в обмотках при изменении магнитного потока, пронизывающего обе обмотки, имеют одинаковые направления. Направление индуцируемых в обмотках ЭДС принято обозначать от конца обмотки к её началу, а напряжения, возникающие между выводами вторичных обмоток, – от начала обмотки к её концу, так как ток через пассивную нагрузку всегда совпадает с падением напряжения на ней.

138

139

На рис. 6.16, б «правая» катушка обмотки 1-2 и «левая» катушка обмотки 3-4 располагаются на одном стержне, но намотаны встречно. В результате ток I1 катушки обмотки 3-4 выходит из вывода 4 и соответственно является началом обмотки. В этой же схеме «левые» катушки обмоток 5-6 и 7-8 располагаются на противоположных стержнях и намотаны «согласно», в результате напряжения на выводах 5-6 и 7-8 (начало → конец) будут синфазны по отношению к напряжению на выводах катушки 1-2.

обмоток будет несильно отличаться от магнитного потока, создаваемого отдельно взятой первичной обмоткой, ни по величине, ни по направлению при любом взаимном расположении катушек обмоток.

ЭДС E1 и E2, наводимые в обмотках магнитным потоком Ф0, будут зависеть от направления намотки катушек и магнитного потока. Напряжения на отдельно взятых обмотках, согласно формуле (6.9), зависят от наводимых в них ЭДС.

140

Тогда при согласной намотке катушек (см. рис. 6.17, а) алгебраическая сумма напряжений U1 и U2, измеряемых на выводах отдельных обмоток, равна общему подводимому напряжению U.

При встречной намотке катушек (рис. 6.17, б) ЭДС и напряжение вторичной обмотки будут направлены против соответствующих велиперв чной обмотки. Тогда общему напряжению U соответствует

Так какбвел ч на о щего подводимого напряжения U = const, то произойдет увеличениеАтока I12 настолько, чтобы падение напряжения (Z1 + Z2)I12 скомпенсировало уменьшение общей ЭДС (E1 – E2). Вместе с током I12 возрастут результирующая М С F0 и магнитный поток Ф0, увеличивающий ЭДС о моток, согласно формулам (6.1) – (6.9). По-

исогласной намотке катушек (смД. рис. 6.17, а) напряжения U1 и U2, измеряемые на выводах отдельных обмотокИ, будут равны примерно 90 и 10 В соответственно. При том же общем подводимом напряжении

ивстречной намотке катушек (см. рис. 6.17, б) напряжения U1 и U2 будут равны примерно 112 и 12 В соответственно.этому при встречной намотке катушек напряжения на выводах от-

Трансформация трёхфазного тока может осуществляться двумя способами [6, 7]:

1)при помощи трёх однофазных трансформаторов, соединен-

ных в трёхфазную трансформаторную группу (рис. 6.18);

2)при помощи трёхфазного трансформатора (рис. 6.19).

141

Обмотки трёхфазных трансформаторов принято соединять по следующим схемам: звезда (Y), звезда с нулевым выводом (YH), треугольник (Δ), зигзаг с нулевым выводом (ZN). Схемы соединения обмоток трансформатора обозначают дробью, в числителе которой указана схема соединения обмоток ВН, а в знаменателе – обмоток НН. Например, Y/ означает, что обмотки ВН соединены в звезду, а обмотки НН – в треугольник.

Для обеспечения возможности параллельной работы трёхфазных трансформаторов кроме схемы соединения обмоток и обозначе-

Все возможные сочетания схем и групп соединений трёхфазных двухобмоточных трансформаторов регламентирует ГОСТ Р 52719–2007

«Трансформаторы с ловые. О щие технические условия».

при

Ведущими отечественными предприятиями, производящими однофазные и трёхфазные трансформаторы, а также трансформаторные и распределительные подстанции, являются: ООО «Невский трансформаторный завод «Волхов», АО «Тульский завод трансформаторов», ООО «СлавЭнерго», ОАО «Алтайский трансформаторный завод», ООО Электромашиностроительный завод «ЭМЗ»,

ООО «Псковский завод силовых трансформаторов» и т.д.

144