Трансформатор ОСМ — назначение, устройство, характеристики

Введение в эксплуатацию

Вводить в эксплуатацию оборудование можно только после предварительной подготовки. Сначала производится визуальный осмотр агрегата. На нем не должно быть дефектов. Элементы конструкции должны соответствовать заводской конфигурации.

Проводится визуальная оценка маслоуплотнительных материалов, крепежей. При необходимости их следует подтянуть. Протечки масла недопустимы

Обратить внимание нужно и на уровень масла в баке. Показатель находится на установленном производителем уровне. При необходимости излишек потребуется слить

При недостаточном уровне охладителя, нужно долить жидкость в бак

При необходимости излишек потребуется слить. При недостаточном уровне охладителя, нужно долить жидкость в бак.

Изоляторы протираются сухой ветошью и бензином. В корпус гильзы термометра нужно залить специальное масло. Далее нужно смонтировать измерительный прибор.

Если индикаторный силикагель увлажнен, его необходимо заменить. Он находится в конструкции осушителя воздуха. Аппаратура должна быть подключена к заземлению. Это также необходимо проверить перед запуском.

Масло из охладительной системы потребуется взять на анализ. Оно должно соответствовать установленным требованиям. После этого пробка изолируется. Если масляная жидкость не соответствует установленным требованиям, необходимо полностью ее слить. Новый охладитель соответствующего качества заливается в систему.

Замеряется сопротивление обмоток. Переключатель должен быть установлен в рабочее положение. После этого оборудование можно включить в сеть.

Из чего состоит трансформатор ТМГ-25

Устройство включает в себя несколько основных деталей:

• Бак и радиаторы
• Специальная крышка, прикрывающая бак
• Расширительный бачок и активная часть

В баке есть пробка, которая необходима для забора проб охлаждающей жидкости, и пластинка, заземляющая аппарат.

Сверху корпус бака покрыт атмосферостойкой краской сероватой гаммы. Оттенок может быть разным: от серого, до темно-графитового. Кроме того, по вашему желанию мы сможет заменить тон покрытия на любой другой. В бак входят следующие основные части:

• Стенки из толстой стали
• Верхняя рама
• Радиаторы
• Петли, которые помогают поднимать прибор
• Плотное дно, на которое установлены опорные лапы

Главной задачей расширительного бачка является компенсирование различных изменений в объеме охлаждающей жидкости, которые могут зависеть от внешней среды. Данная деталь снабжена:

• Отметками минимального и максимального количества жидкости.
• Широкой горловиной, в которую можно доливать охладитель.

Общее устройство и принцип работы

Каждый трансформатор оборудуется двумя или более обмотками, индуктивно связанными между собой. Они могут быть проволочными или ленточными, покрытыми изоляционным слоем. Обмотки наматываются на сердечник, он же магнитопровод, выполненный из мягких ферромагнитных материалов. При наличии одной обмотки, такое устройство называется автотрансформатором.

Принцип действия трансформатора довольно простой и понятный. На первичную обмотку устройства подается переменное напряжение, что приводит к течению в ней переменного тока. Этот переменный ток, в свою очередь, вызывает создание в магнитопроводе переменного магнитного потока. Под его воздействием в первичной и вторичной обмотках происходит наведение переменной электродвижущей силы (ЭДС). Когда вторичная обмотка замыкается на нагрузку, по ней также начинает течь переменный ток. Этот ток во вторичной системе отличается собственными параметрами. У него индивидуальные показатели тока и напряжения, количество фаз, частота и форма кривой напряжения.

Энергетические системы, осуществляющие передачу и распределение электроэнергии, пользуются силовыми трансформаторами. С помощью этих устройств изменяются величины переменного тока и напряжения. Однако частота, количество фаз, кривая тока или напряжения, остаются в неизменном виде.

В конструкцию простейшего силового трансформатора входит магнитопровод, изготавливаемый из ферромагнитных материалов, преимущественно из листовой электротехнической стали. На стержнях магнитопровода – сердечника располагаются первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка соединяется с источником переменного тока, а вторичная подключается к потребителю.

В силовых трансформаторах при протекании через витки обмотки также создается переменный магнитный поток, возникающий в магнитопроводе. Под его влиянием в обеих обмотках индуктируется ЭДС. Выходное напряжение может быть выше или ниже первоначального, в зависимости от того, какой тип трансформатора используется – повышающий или понижающий. Значение ЭДС в каждой обмотке различается в соответствии с количеством витков. Таким образом, если создать определенное соотношение витков в обмотках, можно создать трансформатор с требуемым отношением входного и выходного напряжений.

Как выбрать

Показатели характерные СТ для строительства, монтажа ТЭС, ГЭС, АЭС, ДЭС являются: мощность, надёжность электрического питания. По отдельным категориям потребителей электричества важным фактором является надёжность электроснабжения

При подборе устройств уделяют внимание защите ЛЭП. Высокая степень финансовой эффективности СТ – проектирование оптимальной сети распределительных устройств: ОРУ, ЗРУ, ВРУ по передаче электроэнергии

К затратам покупки, обслуживания трансформаторов относят устройства преобразования электроэнергии. Предприятие на перспективу развивает, проводит реконструкцию производства. Меняются требования по технической оснащённости электрических сетей характеристики силовых трансформаторов.

Обеспечение бесперебойного питания предприятия делается установкой второго СТ. 1-ый находится постоянно в работе. 2-ый считается резервным. Периодически 1 из 2 аппаратов выводят в капитальный, средний, текущий ремонт, наладку, на испытания сетей, оборудования. На предприятии устанавливают 2 агрегата с условием работы каждого аппарата с коэффициентом загрузки мощности 0,7 от номинального параметра. При выходе из строя 1 работающего аппарата из 2. Один аппарат постоянно переводится в режим резерва. При эксплуатации возникают: неисправности, проблемы с защитами, нарушения в работе оборудования РУ, подстанции. 2 работающий агрегат становится под перегруз мощности в 1,4 раза, т.е второй трансформатор можно перегружать только на 40%.

Маркировка трансформаторов

Любой трансформатор отличается различными конструктивными особенностями, областью применения, номинальным напряжением и климатическими условиями и т.п. Нужно уметь правильно расшифровать маркировку буквенно — цифровые обозначения характеристик трансформаторов: его мощность, систему охлаждения, количество обмоток, напряжение на обмотках высшего напряжения и низшего напряжения.

Любая цифра или буква на табличке набитой на корпусе трансформатора имеет свое значение. Некоторые буквы могут отсутствовать, другие не могут быть одновременно, например «О» и «Т» однофазный и трехфазный.

Самые частые обозначения трансформаторов буквенные: ТМ, ТС, ТСЗ, ТД, ТДЦ, ТМН, ТДН, ТЦ, ТДГ, ТДЦГ, ОЦ, ОДГ, ОДЦГ, АТДЦТНГ, АОТДЦН и т. д

1.  А – обозначает автотрансформатор
2.  Первая буква отмечает фазировку: Т — трехфазный, О – однофазный;
3. Буква Р (с расщепленной обмоткой) после числа фаз в обозначении указывает, что обмотка низшего напряжения представлена двумя (тремя) обмотками.
4. Вторая буква указывает на систему охлаждения: М — естественное масляное, т. е. естественная циркуляция масла, С — сухой трансформатор с естественным воздушным охлаждением открытого исполнения, Д — масляное с дутьем, т. е. с обдуванием бака при помощи вентилятора, Ц — принудительная циркуляция масла через водяной охладитель, ДЦ — принудительная циркуляция масла с дутьем.
5. Наличие второй буквы Т означает, что трансформатор трехобмоточный, двухобмоточный специального обозначения не имеет.
6. Н — регулирование напряжения под нагрузкой (РПН), отсутствие — наличие переключения без возбуждения (ПБВ),
7. Г — грозоупорный.
8. За буквенными обозначениями следуют (Uн) номинальная мощность трансформатора (кВА)
9. через дробь — класс номинального напряжения обмотки ВН (кВ). В автотрансформаторах добавляют в виде дроби класс напряжения обмотки СН. Иногда указывают год начала выпуска трансформаторов данной конструкции.

Шкала номинальных мощностей трехфазных силовых трансформаторов и автотрансформаторов (действующие государственные стандарты 1967 — 1974 гг.) высоковольтных сетей выстроена так, чтобы были значения мощности, кратные десяти: 20, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600 кВА и т. д. Отдельные исключение составляют мощности 32000, 80000, 125000, 200000, 500000 кВА

Срок службы трансформаторов довольно длительные и равен 50 лет. В наше время можно встретить трансформаторы промышленных производств изготовленные еще 1968г, прошедшие капитальный ремонт.

Шкала мощностей трансформаторов выпущенных в СССР: 5, 10, 20, 30, 50, 100, 180, 320, 560, 750, 1000, 1800, 3200, 5600, …, 31500, 40500, кВА и т. д.

Чтобы не запутаться в табличке указанных данных, можно разбить ее шесть групп.
Пример определения показателей для трансформатора АОДЦТН — 333000/750/330
автотрансформатор однофазный, масляный с дутьём и принудительной циркуляцией масла, трёхобмоточный, регулируемый под нагрузкой, номинальной мощностью 333 МВА, класс ВН — 750 кВ, класс СН — 500 кВ

Особенности и основные параметры

Устройство и монтаж силовых трансформаторов предполагает размещение станции на стационарной, специально подготовленной площадке. Фундамент сооружения должен быть прочным. На грунте при этом могут монтироваться катки и рельсы.

Внутри металлического корпуса располагаются электрические установки. Он выполнен в виде герметичного бака. Внутренние системы закрывает крышка. Чаще всего применяются масляные разновидности. Они имеют особые технические характеристики. Внутри короба такого агрегата находится масло специального типа. Оно обладает особыми диэлектрическими качествами. Масло отводит излишнее тепло от деталей системы в процессе повышенной токовой нагрузки. Однако есть и другие варианты охладительных систем.

Основными характеристиками, влияющими на функционирование установки, являются:

• Количество катушек и тип их соединения.
• Мощность.
• Значение напряжения обмоток.

Сегодня в системах обеспечения электричеством различных объектов чаще встречаются агрегаты с двумя трехфазными обмотки. Только для бытовой сети применяются однофазные установки. Трехфазный силовой трансформатор распространен больше в сетях электрокоммуникаций.

Система регулировки бывает двух типов. В первом случае необходимо отключать питание перед проведением настройки, а во втором – нет. Регулировка выполняется со стороны обмотки высоковольтного типа. По ней движется меньший ток. Такой тип регулировки позволяет выполнять точную настройку.

Конструкция, предполагающая отключение нагрузки, проще. Однако ее предел изменения небольшой. Регулировка требует полного отключения прибора от сети.

Защиты трансформатора

Ставятся стандартного типа защиты по ПУЭ:

1. Токовая защита нулевой последовательности от внешних замыканий на землю п.3.2.63.
2. Защиту от токов, вызванных внешними КЗ п.3.2.64.
3. Оперативное ускорение защиты от токов, обусловленных внешними КЗ с выдержкой времени 0,5 сек п.3.2.65 (АТ подстанций, блок-генератор СТ).
4. Газовая защита добавочного трансформатора п.3.2.71.
5. Защита контактного устройства РПН с реле давления, отдельным газовым реле п.3.2.71.
6. Дифференциальная токовая защита цепей стороны низшего напряжения (АТ) п.3.2.70 – 3.2.71.
7. Дифференциальная защита перегруза фаз.
8. От внутренних повреждений: уровень + давление масла, температура обмотки, стали сердечника, наличию газов.

Панель защит СТ:

https://youtube.com/watch?v=MNg9tfbEuy4

Расшифровка трансформаторов, примеры

Трансформаторы тока обозначаются следующим образом:
• Т — Буква указывает, что это именно трансформатор тока
• Вторая буква означает конструктивное исполнение: «П» — проходной, «О» – опорный трансформатор, «Ш» -шинный, «Ф» — с фарфоровой покрышкой
• Третье обозначение указывает на изоляцию и систему охлаждения обмоток трансформатора «Л» — литая изоляция, «М» — масляная,
Потом идет через “-“ класс изоляции, климатическое исполнение трансформаторов, и, категория установок.

Пример расшифровки трансформатора тока ТПЛ — 10УХЛ4 100/5А.

•  Т – тока
•  П – проходной
•  Л – литая изоляция
•  Класс 10 кВ
•  УХ – умеренного и холодного климата
•  4 – четвертая категория
•  100/5А – коэффициент трансформации как сто к пяти.

Примеры расшифровка трансформаторов напряжения:
ТМ — 100/35 — трансформатор трёхфазный масляный с естественной циркуляцией воздуха и масла, номинальной мощностью 0,1 МВА, классом напряжения 35 кВ;
ТДНС — 10000/35 — трансформатор трёхфазный с дутьем масла, регулируемый под нагрузкой для собственных нужд электростанции, номинальной мощностью 10 МВА, классом напряжения 35 кВ;
ВРТДНУ — 180000/35/35 — трансформатор вольтодобавочный, регулировочный, трёхфазный, с масляным охлаждением типа Д, регулируемый под нагрузкой, с усиленным вводом, проходной мощностью 180 МВА, номинальное напряжение обмотки возбуждения 35 кВ, номинальное напряжения регулировочной обмотки 35 кВ;
ЛТМН — 160000/10 — трансформатор линейный, трёхфазный, с естественной циркуляцией масла и воздуха, регулируемый под нагрузкой, проходной мощностью 160 МВА, номинальным линейным напряжением 10 кВ.
НКФ-110-58У1 — трансформатор напряжения каскадный в фарфоровой покрышке, номинальное напряжение обмотки ВН 110 кВ, 1958 года разработки, климатическое исполнение — У1;
НДЕ-500-72У1 — трансформатор напряжения с ёмкостным делителем, номинальное напряжение обмотки ВН 500 кВ, 1972 года разработки, климатическое исполнение — У1;
ТНП — 12 — трансформатор тока нулевой последовательности, с подмагничиванием переменным током, охватывающий 12 жил кабеля;
ТНПШ — 2 — 15 — трансформатор тока нулевой последовательности, с подмагничиванием переменным током, шинный, охватывающий 2 жилы кабеля, номинальным напряжением обмотки ВН 15 кВ.

Конструкция и принцип действия трансформаторов

Человечество придумало несколько десятков способов производства электроэнергии: выработка электричества из тепла, с помощью энергии воды, ветра, солнца и многие другие. Беда состоит в том, что потребители этой энергии могут отстоять от места его производства на несколько сотен километров.

Доставить электричество по проводам на такие расстояния с экономической и технической точки зрения выгоднее всего под высоким напряжением – в этом случае потери на сопротивление в цепи минимальны. Однако и производители, и потребители используют ток с гораздо меньшими значениями разности потенциалов. Именно для изменения напряжения электрического тока в широком диапазоне значений используются такие устройства, как трансформаторы.

Самый простой трансформатор представляет собой две катушки с обмоткой, электрически никак не связанные между собой. Через них проходит металлический сердечник, который является общим для обеих обмоток. К одной из катушек подключается источник тока – это первичная обмотка, а к другой, которую называют вторичной, подключают потребителя.

Принцип действия основан на одном из основных свойств переменного электрического поля: оно может создавать магнитное поле, которое, в свою очередь, может создавать электричество. Ток, бегущий по первичной обмотке, создает в сердечнике переменное магнитное поле. Так как сердечник (другое его название – магнитопровод) общий для двух обмоток, то и магнитное поле распространяется на обе катушки.

Если на первичной обмотке электричество производит магнитное поле, то на вторичной происходит обратный процесс: магнитное поле «заставляет» электроны внутри катушки бежать в определенном направлении, индуцируя в ней, тем самым, электрический ток. Его значение напрямую зависит от поданного напряжения и количества витков на обмотке.

Существует два режима работы трансформаторов: понижающий и повышающий. В первом случае напряжение уменьшается, во втором – повышается.

Практически любой трансформатор может работать в обоих режимах: достаточно переключить приходящий ток и потребителя между катушками.

Промышленные трансформаторы достигают огромных размеров и являются источником большого количества тепла. Для его отвода применяется воздушное или жидкостное охлаждение. В качестве жидкости может выступать масло, вода или другие жидкости с диэлектрическими свойствами. Циркуляция теплоносителя в таких установках может осуществляться как естественным образом (из-за разности плотностей горячего и холодного теплоносителя), так и принудительно.

Конструкция

Определение необходимых параметров трансформаторов производится заказчиком оборудования. Необходимо знать особенности схемы конструкции, физическую потребность потребителей в электроэнергии.

Работа, схема подключения агрегата обеспечивается определенными особенностями конструкции. Прибор состоит из активной части, бака и крышки. Для преобразования электроэнергии применяется стальной сердечник и две катушки. Обмотки цилиндрической формы, состоят из нескольких слоев.

Бак имеет прямоугольную форму. Конструкция заполнена специальным маслом. Хладагент характеризуется пробивным напряжением выше 40 кВ. В конструкции предусмотрено наличие маслоуказателя. Заземление предусмотрено внизу бака. Здесь же находится отверстие с пробкой для слива охладительной жидкости. При ее неполном отвинчивании берется проба масла. Оно должно соответствовать установленным стандартами требованиям.

Четыре пластины позволяют прочно установить агрегат в подготовленном шкафу. На стенках предусмотрены выходы ВН, НН. Крышка бака имеет отверстие с пробкой для заливки масла.

Конструкция

Устройство трансформатора предполагает наличие одной либо большего числа отдельных катушек (ленточных или проволочных), находящихся под единым магнитным потоком, накрученных на сердечник, изготовленный из ферромагнетика.

Важнейшие конструктивные части следующие:

• обмотка;
• каркас;
• магнитопровод (сердечник);
• охлаждающая система;
• изоляционная система;
• дополнительные части, необходимые в защитных целях, для установки, обеспечения подхода к выводящим частям.

В приборах чаще всего можно увидеть обмотку двух типов: первичную, получающую электроток от стороннего питающего источника, и вторичную, с которой напряжение снимается.

Сердечник обеспечивает улучшенный обратный контакт обмоток, обладает пониженным сопротивлением магнитному потоку.

Некоторые виды приборов, работающие на сверхвысокой и высокой частоте, производятся без сердечника.

Производство приборов налажено в трех базовых концепциях обмоток:

• броневой;
• тороидальной;
• стержневой.

Устройство трансформаторов стержневых подразумевает накручивание обмотки на сердечник строго горизонтальное. В приборах броневого типа она заключена в магнитопроводе, размещается горизонтально либо вертикально.

Надежность, эксплуатационные особенности, устройство и принцип действия трансформатора принимаются без какого-либо влияния принципа его изготовления.

Маркировка

Для обозначения представленных установок применяется специальная система обозначений. Маркировка наносится на корпус агрегата в процессе производства. Информация, которую раскрывает обозначение, расшифровывается вот так.

Трансформатор ОСМ1-0,063-У3-220/5-24-110 / 12 ТУ, где:

• О – работает в однофазной (бытовой) сети.
• С – сухая система охлаждения.
• М – назначение многоцелевое.
• 1 – модель первого поколения.
• 0,063 – мощность, кВА.
• УЗ – климатические условия, в которых разрешается установка оборудования.
• 220 – напряжение первичного контура.
• 5-24-110 – напряжение на вторичном контуре с выводами на 5, 24 и 110 В.
• 12 – напряжение на третьей вторичной обмотке, В.
• ТУ – соответствие техническим условиям.

Эта информация наносится на корпус и оставляется в доступном для обозрения месте после установки.

Обслуживание и ремонт

Работа аппаратов связана с высокими значениями мощностей

Поэтому их обслуживанию уделяется повышенное внимание. Ежедневно обслуживающий персонал совершает осмотры, контролирует показания измерительных приборов

В процессе техобслуживания оцениваются следующие показатели:

1. Степень истощения прибора, поглощающего влагу.
2. Количество масла.
3. Износ механизмов регенерации масла.
4. Наличие подтекания, механических повреждений трубопроводов радиаторов, корпуса.

Если на объекте не предусмотрено круглосуточное дежурство персонала, периодическая ревизия производится раз в месяц. На трансформаторных пунктах осмотр выполняют раз в 6 месяцев.

При необходимости меняют или доливают масло. Его цвет контролируется при визуальном осмотре. Если оно стало темным, его меняют. Раз в год и при проведении капитального ремонта выполняют лабораторное исследование состава масла.

Для разрушения пленки окислов на медных и латунных элементах раз в 6 месяцев отключают установку от питания. Переключатель переводят через все положения несколько раз. Такую процедуру проводят перед сезонными колебаниями нагрузки.

Силовая аппаратура является важным элементом сети энергоснабжения

Они функционируют круглосуточно, поэтому важно уделять внимание особенностям их выбора и обслуживанию. Это одно из сложнейших, но крайне важных устройств

Особенности эксплуатации

Согласно нормативам, трансформаторные приборы ОСМ допускается эксплуатировать только после должной установки и проверки. Оборудование предназначено для функционирования внутри закрытого помещения. Рядом не должно храниться взрывоопасных веществ, химически активных компонентов, способных негативно повлиять на элементы системы.

Прибор требует дополнительной защиты от перегрузок, попадания внутрь конструкции влаги, загрязнений. Требования техники безопасности обеспечиваются соответствующими системами, встроенными в агрегат. Обслуживающий персонал должен быть защищен от случайного прикосновения к трансформатору.

Технический осмотр или ремонт производится в соответствии с установленным графиком. В этом случае агрегат работает стабильно, без перебоев.

Интересное видео: Перемотка трансформатора ОСМ1-0,25

Рассмотрев особенности трансформаторов ОСМ, можно правильно подобрать необходимое оборудование.

Конструкция

Характеристика представленного оборудования говорит о наличии перечня необходимых конструкционных элементов. Паспортные данные раскрывают информацию о составе системы. В нее входит сварной бак с крышкой, активная часть. Корпус обладает овальную конфигурацию. На крышке есть выводы НН, ВН. Трансформаторы ТМ включают в себя переключатель, расширитель с указателем уровня масла, воздухоосушающее устройство.

Активная часть включает в себя магнитопривод с контурами обмоток. Сердечник обладает верхней и нижней балками. В масляных трансформаторах установлен переключатель. Он контролирует ответвления обмоток. Контуры имеют цилиндрическую конфигурацию. Сердечник изготавливается из специальной ферромагнитной стали, а контуры – из меди.

Инструкциями по эксплуатации предусмотрено для удобства установки оборудования, вес которого в некоторых случаях превышать 4 тыс. кг, два крюка сверху бака. Внизу предусмотрена заземляющая пластина, пробка, позволяющая слить масляное вещество из системы. Описание этой конструкции говорит о возможности взятия проб охладителя. Габаритные агрегаты прочно устанавливаются на подготовленную поверхность. Для этого в нижней части установлены пластины с отверстиями для монтажа на фундамент. Эта процедура оговаривается в паспортных данных.

Основные характеристики трансформатора

На рис.1.3 изображен внешний вид трансформатора ТРДН-40000/110.

Рисунок 1.3 – Внешний вид трансформатора ТРДН-40000/110

В соответствии с принятой системой обозначений аббревиатура трансформатора ТРДН-40000/110-У1 расшифровывается так:Т – трехфазный трансформатор;Р – наличие ращепленной обмотки низкого напряжения;Д – охлаждение производится с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха;Н – регулирование напряжения производится под нагрузкой РПН;40000 – номинальная мощность трансформатора, кВ•А;110 – класс напряжения обмотки высокого напряжения, кВ;У1 – климатическое исполнение, категория размещения по ГОСТу 15150. Основные параметры этого трансформатора приведены в табл.1.1 [].

Таблица 1.1 – Технические параметры ТРДН-40000/110-У1

Номинальная частота, Гц	50
Схема и группа соединения обмоток	Υн/Δ-Δ-11-11
Номинальное значение напряжения ВН, кВ	115
Номинальное значение напряжения НН, кВ	11
Напряжение КЗ (ВН-НН), %	10,5
Ток холостого хода, не более, %	0,55
Ступени регулирования РПН в нейтрали ВН	±9х1,78%
Полный срок службы, лет	25

В требованиях для силовых трансформаторов сказано, что для обеспечения продолжительной и надежной эксплуатации трансформаторов необходимо обеспечить:

• соблюдение необходимых нагрузочных, температурных режимов и уровня напряжений;
• соблюдение характеристик трансформаторного масла и изоляции в пределах установленных норм;
• содержание в исправном состоянии устройств охлаждения трансформатора, защиты масла, регулирования напряжения и т. д.

СДЕЛАЕМ УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА 220/36 ВОЛЬТ.

Мощность во вторичной цепи: Р_2 = U_2 · I_2 = 60
ватт

Где:Р_2
– мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт
;

U
_2
— напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт
;

I
_2
— ток во вторичной цепи, в нагрузке.

КПД трансформатора мощностью до 100 ватт
обычно равно не более η = 0,8
.КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.

Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:

Р_1 = Р_2 / η = 60 / 0,8 = 75 ватт
.

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе.Поэтому от значения Р_1

, мощности потребляемой от сети 220
вольт,
зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S
.

Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будут располагаться первичная и вторичная обмотки провода.

Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:

S = 1,2 · √P_1.

Где:S
— площадь в квадратных сантиметрах,P
_1 — мощность первичной сети в ваттах.

S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 см².

По значению S
определяется число витков w
на один вольт по формуле:

w = 50/S

В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв.

w = 50/10,4 = 4,8
витка на 1 вольт.

Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.

Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:

W1 = U_1 · w = 220 · 4.8 = 1056 витка.

Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:

W2 = U_2 · w = 36 · 4,8 = 172.8 витков
,

округляем до 173 витка
.

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.

Величина тока в первичной обмотке трансформатора:

I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ампера
.

Ток во вторичной обмотке трансформатора:

I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ампера.

Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока,для медного провода,

принимается 2 А/мм² .

При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле: d = 0,8√I
.

Для первичной обмотки диаметр провода будет:

d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм
.

Диаметр провода для вторичной обмотки:

d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.

ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА,
то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.

Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:

s = 0,8 · d².

где
: d — диаметр провода
.

Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1
мм.

Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1
мм. равна:

s = 0,8 · d² = 0,8 · 1,1² = 0,8 · 1,21 = 0,97 мм²
.

Округлим до 1,0
мм².

Изтаблицывыбираем диаметры двух проводов сумма площадей сечения которых равна 1.0 мм².

Например, это два провода диаметром по 0,8 мм
. и площадью по0,5 мм²
.

Или два провода: — первый диаметром 1,0 мм
. и площадью сечения 0,79 мм²
,— второй диаметром 0,5 мм
. и площадью сечения 0,196 мм²
.что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм².

Намотка катушки ведется двумя проводами одновременно, строго выдерживается равное количество витков обоих проводов. Начала этих проводов соединяются между собой. Концы этих проводов также соединяются.

Получается как бы один провод с суммарным поперечным сечением двух проводов.

Смотрите статьи:— «Как намотать трансформатор на Ш-образном сердечнике».— «Как изготовить каркас для Ш — образного сердечника».

Электрический аппарат — трансформатор используется для преобразования поступающего переменного напряжения в другое — исходящее, к примеру: 220 В в 12 В (конкретно это преобразование достигается использованием понижающего трансформатора). Прежде чем разбираться с тем, как рассчитать трансформатор, вы в первую очередь должны обладать знаниями о его структуре.

Простейший трансформатор является компоновкой магнитопровода и обмоток 2-х видов: первичной и вторичной, специально намотанных на него. Первичная обмотка воспринимает подающееся переменное напряжение от сети (н-р: 220 В), а вторичная обмотка, посредством индуктивной связи создает другое переменное напряжение. Разность витков в обмотках влияет на выходное напряжение.

Трансформаторы силовые трехфазные, двухобмоточные, герметичные распределительные серии ТМГ

Мощность от 16 до 2500 кВА, класс напряжения до 20 кВ общего назначения с естественным масляным охлаждением с переключением ответвлений без возбуждения (ПБВ), включаемые в сеть переменного тока частотой 50 Гц. Предназначены для преобразования переменного тока и служат для передачи и распределения электрической энергии в энергетических установках.

Трансформаторы ТМГ предназначены для работы в следующих условиях:

• высота установки над уровнем моря не более 1000 м;
• температура окружающего воздуха от минус 45 °С до плюс 40 °С – для трансформаторов исполнения «У»; от минус 60 °С до плюс 40 °С – для трансформаторов исполнения «УХЛ».
• Категория размещения трансформаторов – 1.

Трансформаторы масляные герметичные ТМГ допускают эксплуатацию в условиях категорий размещения 2, 3, 4.

Трансформаторы серии ТМГ не предназначены для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, во взрывоопасной и химически активной среде.

Регулирование напряжения осуществляется на полностью отключенном трансформаторе переключателем без возбуждения (ПБВ), позволяющим регулировать напряжение ступенями по 2,5% в диапазоне до ±5%.

Трансформаторы ТМГ герметичного исполнения, не имеют расширителей. Гофрированные баки трансформаторов безопасны и имеют высокую надежность. Температурные изменения объема масла компенсируются изменением объема гофров бака за счет их упругой деформации.

Трансформаторы ТМГ комплектуются маслоуказателями поплавкового типа и предохранительными клапанами пружинного типа, настроенными на срабатывание при избыточном давлении 40 кПА.

По заказу потребителя в трансформаторах мощностью 100 кВА и выше, размещаемых в помещении, возможна установка электроконтактного мановакуумметра.

Для измерения температуры верхних слоев масла трансформаторы ТМГ комплектуются жидкостными термометрами типа ТТЖ-М 240/66 150С ТУ25-2022.0006.90.

Трансформаторы мощностью от 1000 до 2500 кВА, предназначенные для эксплуатации в помещении или под навесом, по заказу потребителя комплектуются манометрическим сигнализирующим термометром типа ТКП.

В нижней части бака имеется пластина заземления и сливная пробка. Конструкция пробки позволяет, при частичном отворачивании ее, производить отбор пробы масла.

Трансформатор ТМГ снабжается прикрепленной на видное место табличкой с основными техническими данными.

Трансформаторы мощностью от 400 кВА и выше поставляются с транспортными роликами, позволяющими осуществлять продольное или поперечное перемещение трансформатора. По специальному заказу потребителя завод может доукомплектовать транспортными роликами трансформаторы мощностью от 63 кВА.

Система обозначения выводов трансформаторов напряжения

Измерительные трансформаторы, смотря по обстоятельствам, могут соединяться в звезду, неполную звезду, треугольник, разомкнутый и открытый треугольник. Реле, счетчики и измерительные приборы, питающиеся от измерительных трансформаторов, тоже могут различно соединяться как между собой, так и с измерительными трансформаторами. На схемах, если требуется, звездочками обозначают начала обмоток (смотрите например рисунок 1, г). Ниже даны типичные примеры.

Рисунок 1. Система маркировки выводов и примеры соединений трансформаторов тока. Звездочками обозначены начала обмоток.