Регулировка напряжения силового трансформатора

ИЗОЛЯЦИЯ ОБМОТОК СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА.

Изоляция обмоток силового трансформатора подразделяется на продольную и главную. Главная изоляция изолирует обмотки друг от друга и от остова, продольная – отдельные части самой обмотки. Изоляция силового трансформатора в процессе работы подвергается электрическим воздействиям, механическим воздействиям от токов короткого замыкания, тепловым – от нагрева проводов, химическим – от химических процессов протекающим в трансформаторе.

В зависимости от теплового воздействия изоляция изготавливается из материалов относящихся к одному из 7 классов нагревостойкости изоляции(Y, A, E, B, F, H, C), при этом должны учитываться и другие виды воздействия оказываемого на изоляцию.

ОХЛАЖДЕНИЕ

По способу охлаждения силовые трансформаторы делятся на три группы: с естественным воздушным охлаждением, с форсированным воздушным охлаждением, с естественным масляным охлаждением, с форсированным масляным охлаждением.

Силовые трансформаторы с воздушным охлаждением называют сухими, силовые трансформаторы с масляным охлаждением – масляными.

РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Во время эксплуатации силового трансформатора возникает необходимость изменения коэффициента трансформации. У одних силовых трансформаторов регулирование напряжения осуществляется с отключением от сети, у других оно может производится под нагрузкой(РПН). Для обеспечения РПН используется специальная аппаратура, устанавливаемая снаружи на бак или внутри бака на активной части.

ВВОДЫ.

Внешние линии, подходящие к силовому трансформатору и уходящие от него, соединяются металлически с концами первичной и вторичной обмоток при помощи вводов.

Вводы силового трансформатора предназначены для подсоединения обмоток к сети. Вводы устанавливаются на корпусе силового трансформатора, при этом нижняя часть находится внутри, а верхняя вне корпуса, на воздухе.

______________________2 вопрос______________________

В большинстве трансформаторов, применяемых для энергоснабжения, используется трансформаторное масло, получаемое из нефти. И только часть распределительных трансформаторов заполняется негорючей синтетической жидкостью и часть выполняется в сухом виде, т. е. без заполнения жидким диэлектриком. Как правило, все трансформаторы номинального напряжения выше 35 кВ заполняются трансформаторным маслом. Масло в трансформаторе выполняет две функции: электрической изоляции и передачи тепла от активной части трансформатора к устройствам охлаждения. В качестве диэлектрика трансформаторное масло используется в трех основных типах изоляционных конструкций:

— Чисто масляные промежутки, например, между контактами переключающих устройств.

— Масляные промежутки в комбинации с пропитанной маслом твердой изоляцией.

Например, изоляция между обмотками, имеющими твердую витковую изоляцию и масляный промежуток, подразделенный барьерами из пропитанного маслом электротехнического картона.

— Пропитанная маслом твердая изоляция, например между витками обмотки и в высоковольтных конденсаторных вводах с бумажно-масляной изоляцией. Потери энергии в трансформаторе вызывают нафтен обмоток, магнитной системы, а также деталей конструкции. Нагрев ограничен передачей тепла в окружающее пространство. Благодаря относительно малой вязкости и высокой теплоемкости трансформаторное масло является хорошим переносчиком тепла от наиболее нагретых частей трансформатора к его охлаждающим устройствам.

Трансформаторное масло получают перегонкой и последующей очисткой сырой нефти Оно представляет собой смесь углеводородов в пропорциях в зависимости от месторождения нефти. Углеводороды, грубо говоря, делятся на три класса: нафтеновые, парафиновые и ароматические. Нафтеновые и парафиновые являются насыщенными углеводородами, химически стабильными. Они отличаются друг от друга химической структурой, а также физическими и химическими свойствами. Ароматические — являются ненасыщенными углеводородами и поэтому они менее стабильны и более химически активны.
Все марки отечественных масел имеют в своем составе ингибиторы. Однако современные масла, благодаря совершенной технологии их изготовления, могут быть высокостабильными и не требовать добавки ингибиторов. Для такого масла может потребоваться введение в него ингибиторов только в случаях трансформаторов с тяжелым режимом работы, например, для очень больших трансформаторов.

___________________________3 вопрос_______________________

Трансформатор был изобретен П.Н.Яблочковым в 1876 г. Устройство трансформатора и его схемотехни-ческое обозначение показано на следующем рисунке:

Трансформатор состоит из стального сердечника и обмоток, намотанных изолированным обмоточным проводом. Сердечник собирается из тонких пластин специальной электротехнической стали для сниже-ния потерь энергии. Обмотка, предназначенная для подключения к сети переменного тока, называется первичной. Нагрузка подключается к вторичной обмотке, которых в трансформаторе может быть несколько.

Работа трансформатора основана на магнитном свойстве электрического тока. При подключении концов первичной обмотки к электросети по этой обмотке протекает переменный ток, который создает вокруг ее витков и в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле. Пронизывая витки вторичной обмот-ки, переменное магнитное поле индуцирует в них ЭДС. Соотношение количества витков первичной и вторичной обмоток определяет получаемое напряжение на выходе трансформатора. Если количество вит-ков вторичной обмотки больше, чем первичной, выходное напряжение трансформатора будет больше напряжения сети.

Трансформатор - это пассивный преобразователь энергии. Его коэффициент полезного действия (КПД) всегда меньше единицы. Это означает, что мощность, потребляемая нагрузкой, которая подключена к вто-ричной обмотке трансформатора, меньше, чем мощность, потребляемая нагруженным трансформатором от сети. Известно, что мощность равна произведению силы тока на напряжение, следовательно, в повышаю-щих обмотках сила тока меньше, а в понижающих - больше силы тока, потребляемого трансформатором от сети.

____________________4 вопрос______________________

Зако́н электромагни́тной инду́кции Фараде́я является основным законом электродинамики, касающимся принципов работы трансформаторов, дросселей, многих видов электродвигателей и генераторов. Закон гласит:

Для любого замкнутого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятого со знаком минус.

Самоиндукция — это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока.

При изменении тока в контуре пропорционально меняется и магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной.

Это явление и называется самоиндукцией. Направление ЭДС самоиндукции всегда оказывается таким, что при возрастании тока в цепи ЭДС самоиндукции препятствует этому возрастанию (направлена против тока), а при убывании тока — убыванию (сонаправлена с током). Величина ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока :

.

Коэффициент пропорциональности называется коэфицент самоиндукции или индуктивность контура (катушки).

В случае синусоидальной зависимости тока, текущего через катушку, от времени, ЭДС самоиндукции в катушке отстает от тока по фазе на (то есть на 90°), а амплитуда этой ЭДС пропорциональна амплитуде тока, частоте и индуктивности (). Ведь скорость изменения функции — это её первая производная, .

Для расчета более или менее сложных схем, содержащих индуктивные элементы, то есть витки, катушки и т.п. устройства, в которых наблюдается самоиндукция, (особенно, полностью линейных, то есть не содержащих нелинейных элементов) в случае синусоидальных токов и напряжений применяют метод комплексных импендансов или, в более простых случаях, менее мощный, но более наглядный его вариант — метод векторных диаграмм

Заметим, что всё описанное применимо не только непосредственно к синусоидальным токам и напряжениям, но и практически к произвольным, поскольку последние могут быть практически всегда разложены в ряд или интеграл Фурье и таким образом сведены к синусоидальным.

В более или менее непосредственной связи с этим можно упомянуть о применении явления самоиндукции (и, соответственно катушек индуктивности) в разнообразных колебательных контурах, фильтрах, линиях задержки и других разнообразных схемах электроники и электротехники.