Вопросы и задания для контроля
Объясните устройство и принцип действия сварочных трансформаторов.
Объясните устройство и принцип действия пик-трансформатора.
Кратко характеризуйте особенности работы преобразовательных транс-форматоров по сравнению с силовыми трансформаторами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Постоянный рост уровня электрификации и автоматизации промышленного и сельскохозяйственного производства, транспорта, быта требует повышения качества электроэнергии и надёжности электроснабжения потребителей. Особая роль в этом принадлежит сило-вым трансформаторам, без которых передача электроэнергии на даль-ние расстояния невозможна. Установленная мощность таких трансформаторов в 5–7 раз больше мощности всех генераторов.
Кроме того практически в любом сложном электрифицированном оборудовании также установлены разные виды трансформаторов.
Вследствие столь широкого распространения трансформаторов нужно совершенствовать их конструкции с целью улучшения энергетических показателей, повышения их надежности и увеличения срока службы. Для этого необходимо знание устройства и принципа действия трансформаторов, физических процессов преобразования энергии и их математического описание, аппарата исследования трансформаторов. Эти вопросы рассмотрены в разделах 1–4 учебного пособия.
Не менее важно для повышения надежности электроснабжения исключить ошибочные действия технологического персонала, приводящие к авариям с травмированием людей и значительным экономи-ческим потерям за счёт повреждения оборудования, а также недовыпуска продукции или снижения её качества. Для этого инженерный персонал в условиях эксплуатации должен уметь выделять основные факторы в работе электротехнического и технологического оборудования, на основе анализа этих факторов принимать грамотные технические решения и квалифицированно их выполнять.
Всё это возможно при наличии чётких представлений об установившихся и переходных режимах работы трансформаторов, практических способах включения на параллельную работу и регулирования напряжения, проведении типовых испытаний и определении по их ре-зультатам основных параметров трансформаторов. Обсуждению указанных тем посвящены разделы 5–13 учебного пособия.
Полученные при изучении данного учебного пособия знания и навыки необходимы для понимания последующих частей дисципли-ны «Электрические машины», а также специальных дисциплин, рассматривающих вопросы основ электропривода, электроснабжения, устройства и эксплуатации электрических сетей, релейной защиты.
Библиографический список
1. Аншин, В. Ш. Сборка трансформаторов / В. Ш. Аншин, З. И. Худяков. – М.: Высш. шк., 1991. – 288 с.
2. Важнов, А. И. Электрические машины / А. И. Важнов. – Л.: Энергия, 1968. – 768 с.
3. Ванурин, В. Н. Электрические машины / В. Н. Ванурин. – М.: Колос, 1995. – 256 с.
4. Васютинский. С. Б. Вопросы теории и расчёта трансформаторов / С. Б. Васютинский. – Л.: Энергия, 1970. – 432 с.
5. Вольдек, А. И. Электрические машины / А. И. Вольдек. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с.
6. Голунов, А. М. Охлаждающие устройства масляных трансфор-маторов / А. М. Голунов, Н. С. Сещенко. – М.: Энергия, 1976. – 216 с.
7. Епифанов, А. Н. Электрические машины / А. Н. Епифанов. – СПб.: Издательство «Лань», 2006. – 272 с.
8. Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины / А. В. Ива-нов-Смоленский. – М.: Энергия, 1980. – 928 с.
9. Киселёв, М. И. Электрические машины: Ч. 1. Машины постоянного тока и трансформаторы / М. И. Киселев. – Красноярск: Красноярский рабочий, 1973. – 300 с.
10. Китаев, В. Е. Трансформаторы / В. Е. Китаев. – М.: Высш. шк., 1972. – 208 с.
11. Копылов, И. П. Электрические машины / И. П. Копылов. – М.: Высш. шк.; Логос, 2006. – 607 с.
12. Костенко, М. П. Электрические машины. Ч. 1,2 / М. П. Кос-тенко, Л. М. Пиотровский. – Л.: Энергия, 1973. – 544 с; 648 с.
13. Кулик, Ю. А. Электрические машины / Ю. А. Кулик. – М.: Высш. шк., 1971. – 456 с.
14. Петров, Г. Н. Электрические машины. Ч. 1. Введение. Трансформаторы / Г. Н. Петров. – М.: Энергия, 1974. – 240 с.
15. Сапожников, А. В. Конструирование трансформаторов / А.В. Сапожников. – М.- Л.: Госэнергоиздат, 1959. 360 с.
16. Сергеенков, Б. Н. Электрические машины: Трансформаторы / Б. Н. Сергеенков, В. М. Киселев, Н. А. Акимова. – М.: Высш. шк., 1989. – 352 с.
17. Силин, Л. Ф. Электрические машины. Конструирование маг-нитопроводов силовых трансформаторов / Л. Ф. Силин, С. И. Му-рашкин. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. – 82 с.
18. Силин, Л. Ф. Электромеханика. Вспомогательное оборудование масляных трансформаторов / Л. Ф. Силин, С. И. Мурашкин. – Красноярск.: Сиб. федер. ун-т; Политехн. ин-т, 2007. – 111 с.
19. Тихомиров, П. М. Расчет трансформаторов / П. М. Тихоми-ров. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 528 с.
20. Худяков, З. И. Ремонт трансформаторов / З. И. Худяков. – М .: Высш. шк., 1977. – 240 с.
21. Электротехнический справочник: в 4 т. Т. 2. Электротехнические изделия и устройства / под общ. ред. профессоров МЭИ В. Г. Герасимова [и др.]. (гл. ред. И. Н. Орлов). – М.: Изд-во МЭИ, 2003. – 518 с.
22. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 2. Электротехнические устройства / под общ. ред. профессоров МЭИ В. Г. Герасимова, П. Г. Грудинского, Л. А. Жукова [и др.]. – М.: Энергоиздат, 1981. – 640 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. НЕОБХОДИМЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ 4
1.1. Основные законы, применяемые в теории электричес-
ких машин 4
1.2. Материалы, применяемые в электромашиностроении 7
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРАНСФОРМАТОРАХ 11
2.1. Назначение, разновидности, номинальные данные 11
2.2. Устройство силового трансформатора 12
2.3. Системы охлаждения трансформаторов 23
2.4. Обозначение типа трансформатора 25
3. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, УРАВНЕНИЯ, ВЕКТОРНАЯ ДИ-
АГРАММА, СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА 27
3.1. Принцип действия трансформатора 27
3.2. Магнитное поле, ЭДС и индуктивные сопротивления
обмоток трансформатора 30
3.3. Уравнения трансформатора 32
3.4. Векторная диаграмма трансформатора 34
3.5. Преобразование энергии в трансформаторе 35
3.6. Схема замещения трансформатора 37
4. ТРЁХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 40
4.1. Магнитопроводы трёхфазных трансформаторов 40
4.2. Схемы и группы соединения обмоток 43
5. РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 48
5.1. Холостой ход трансформатора 48
5.1.1. Уравнения, векторная диаграмма, схема замещения 48
5.1.2. Расчёт намагничивающего тока 49
5.1.3. Опыт холостого хода 53
5.2. Короткое замыкание трансформатора 56
5.2.1. Уравнения, векторная диаграмма, схема замещения 56
5.2.2. Опыт короткого замыкания 57
5.3. Режим нагрузки трансформатора 60
5.3.1. Уравнения, векторная диаграмма, схема замещения 60
5.3.2. Изменение вторичного напряжения при нагрузке 61
5.3.3. Регулирование напряжения трансформаторов 63
5.3.4. Потери мощности и КПД трансформаторов 67
6. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ 70
6.1. Необходимость и условия параллельной работы 70
6.2. Последствия нарушения условий параллельной
работы 71
7. НЕСИММЕТРИЧНЫЕ РЕЖИМЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ 76
7.1. Общие положения и основные допущения 76
7.2. Несимметричная нагрузка трёхфазных трансформа-
торов при отсутствии токов нулевой последовательности 79
7.3. Несимметричная нагрузка трёхфазных трансформа-
торов при наличии токов нулевой последовательности 81
7.4. Работа трансформатора в схеме открытого треугольника 85
8. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ НАМАГНИЧИВАНИИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ 86
9. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТРАНСФОРМАТОРАХ 92
9.1. Включение ненагруженного трансформатора в сеть 92
9.2. Внезапное короткое замыкание вторичной обмотки
трансформатора, работавшего в режиме холостого хода, 94
9.3. Перенапряжения в трансформаторах 98
10. АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ 103
11. ТРЁХОБМОТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 106
12. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 110
13. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 113
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 118
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ: ТРАНСФОРМАТОРЫ
Учебное пособие
Силин Леонид Фёдорович
Редактор В.А. Сорокина
Санитарно-эпидемическое заключение № 24.49.04.953.П. 000381.09.03 от 25.09.2003
Подписано в печать 27.03.2012. Формат 60х84/16. Бумага тип. № 1
Печать – ризограф. Усл. печ. л. 7,75 Тираж 116 экз. Заказ № 1674
Издательство Красноярского государственного аграрного университета
660017, Красноярск, ул. Ленина, 117