Что такое трехфазный трансформатор тока, схема подключения, конструкция и типы

Виды конструкций однофазных трансформаторов

Конструкция однофазного трансформатора может быть выполнены стержневого типа так и броневого или тороидального.

конструкция стержневого трансформатора

Однофазный двух обмоточный трансформатор стержневого типа, представляет собой два стержня на которые располагаются обе обмотки. Объединяет эти стрежни, стальное ярмо, на котором и происходит соединение магнитных потоков двух обмоток.

Тип однофазного броневого трансформатора  представляет собой один стержень (сердечник), который как бы бронируется, защищается с обеих сторон ярмом от внешних механических воздействий. Магнитный поток проходящий по ярму броневого  меньше в два раз чем в стержне, поэтому ярма делают в два раза меньше, уменьшая тем самым габаритные размеры и вес.

Сборка трансформатора

Собирают магнитопроводы трансформаторов встык или в нахлест.

1- пластины Ш-образного профиля, 2 — пластины прямоугольного профиля, 3 — стержневые шпильки

Сборка внахлест пластины сердечника выполняют одна за другой укладывая их плотно в разных точках разреза полос. Монтаж и демонтаж такого трансформатора более трудоемок, но зато это позволяет сильно уменьшить магнитное сопротивление, снижает реактивные потери на вихревые токи и нагрев стали.

ленточный магнитопровод

Существуют также и ленточные магнитопроводы которые делают из холоднокатаной стали как стержневого типа так броневого типа. Магнитная проницаемость трансформаторной холоднокатаной стали больше чем у горячекатаной, но только при направлении которая совпадает с направлением проката стали. В связи с этим такие трансформаторы собирают внахлестку, уже из лент разной длины (пакеты) и затем соединяют вместе предварительно пропитывая для изоляции жаростойким лаком. Особенность такого трансформаторов, что они обязательно требуют установки изоляционной прокладки на месте стыка двух магнитопроводов или изоляцией лаком. Это предотвращает замыкания пластин, в результате чего не возникает чрезмерный нагрев сердечника трансформатора токами вихревыми. Такой нагрев может приводить к плавлению стали в одну сплошную массу.

Мощные силовые трансформаторы часто делают только стержневыми так у них проще выполнить изоляцию обмоток высшего напряжения от низшего.
Трансформаторы малой мощности, сетевые трансформаторы  делаю из броневого магнитопровода. Обмотки у броневых  трансформаторов располагаются на одном стержне, а не отдельно одна  от другой. Как правило, первичная обмотка располагается ближе к сердечнику, а вторичная мотается поверх первой. Токи первичной и вторичной обмотки маломощного трансформатора невелики, так что усиленной изоляцией можно пренебречь.

Двухфазный ток.

Под понятием двухфазный электрический ток все понимают – слияние двух однофазных токов, которые имеют сдвиг по фазе друг к другу. Угол сдвига может быть Pi2 либо 90 °.

Рассмотреть образование двухфазного тока можно на примере. Необходимо взять две индуктивные катушки и разместить их в пространстветак, чтобы оси этих катушек были перпендикулярны друг у другу. Затем нужно подключить обе катушки к двухфазному току. В итоге мы будем иметь систему, в которой образовалось 2 обособленных магнитных поля. В результирующем магнитном поле вектор будет вращатьсяс одной и той же скоростью и под одинаковым углом. В результате такого вращения и образуется магнитное поле. Ротор с обмотками, которые произведены в форме короткозамкнутого «беличьего колеса» либо металлического цилиндра на валу, будут вращаться и тем самымприводить в движение различные частицы.Передача двухфазного тока осуществляется при помощью двух проводов: двумя фазными и двумя нулевыми.

Арматура бака трансформатора

Рис. 1.16. Арматура бака трансформатора: 1 — указатель уровня масла; 2 — пробка для заливки масла; 3 — трубка для свободного обмена воздуха; 4 — грязеотстойник; 5 — кран для отсоединения расширителя; 6 — газовое реле; 7 — выхлопная труба
При повреждениях, приводящих к незначительному местному нагреванию (ухудшение контакта в соединениях, нарушение изоляции между листами сердечника), происходит разложение твердой изоляции и масла, сопровождающееся выделением пузырьков газа. Поднимаясь вверх, пузырьки газа скапливаются в газовом реле, вытесняя из него масло. Это приводит к опрокидыванию поплавка, замыкающего сигнальный контакт. При значительных повреждениях, сопровождающихся взрывообразным выделением газов (короткое замыкание одного или нескольких витков и т.п.), масло толчкообразно перемещается из бака в расширитель. Струя масла опрокидывает другой поплавок реле, который, замыкая соответствующие контакты, отключает трансформатор от сети.
Еще одно устройство, называемое выхлопной трубой (см. рис. 1.13 и 1.16), предохраняет бак трансформатора от механических деформаций при взрывообразных выделениях газа. Выход из выхлопной трубы герметически закрыт мембраной, рассчитанной таким образом, чтобы при повышении давления она разрушалась раньше, чем деформируется бак.

3.1 Расчет тороидального трансформатора. Проектирование трансформатора общего назначения

2.9 Расчет трансформатора

Выпрямленное напряжение: ; ступени 3 диаметр 8 Номинальный ток: ; Напряжение питающей сети:; Частота питающей сети:; Отклонение напряжения питающей сети:; Учитывая мощность проектируемого выпрямителя () величину выпрямленного напряжения ()…

Источники питания для электронных устройств

Расчет трансформатора

Исходные данные для расчета: Напряжение сети U1= 220В Ток потребителя I0 = 400 мА Выходное стабильное напряжение U0= 9В 1.Определяем действующее значение тока, протекающего через вторичную обмотку трансформатора I2= 1,5*I0 I2 = 1,5* 400* 10 = 0,6 А 2…

Комплекс электронных стрелочных измерительных приборов

4.1 Расчет трансформатора

Расчет трансформаторов источника питания начинается с определения его вторичной мощности : S2 = k3 * (U2,1 * I2,1+ U2,2 * I2,2)=18*0,5+18*0,5=18 ВА. Здесь U2,1,U2,2 и I2,1,I2,2 — вторичные напряжения и вторичные токи трансформатора; k3 — коэффициент запаса…

Проектирование источника питания с бестрансформаторным входом

4.1 Расчет трансформатора

Рассчитаем минимальное амплитудное значение напряжения, на первичной обмотке трансформатора, исходя из следующего выражения: где — прямое падение напряжения на открытом транзисторе, принимаем его равным…

Проектирование отражательного клистрона

2.3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТОРОИДАЛЬНОГО РЕЗОНАТОРА

Для определения общей сосредоточенной емкости резонатора надо определить емкость образованную боковыми поверхностями. Торцевую емкость рассчитаем по формуле: , (2.12) . Боковую емкость рассчитываем по формуле: , (2.13) . Полная емкость: . (2…

Проектирование тороидального трансформатора с заданными характеристиками

3.1 Расчет тороидального трансформатора

1. Выбираем конфигурацию магнитопровода В качестве материала для магнитопровода выбираем сталь Э340 с толщиной ленты 0.15мм. 2.Определяем мощность вторичной обмотки по формуле (3.1) Р2= U2 , (3.1) Р2=7·1+12.1+21.06=40.6 ВА. 3…

Проектирование трансформатора общего назначения

3.1 Расчет тороидального трансформатора

1. Выбираем конфигурацию магнитопровода В соответствии с рабочей частотой выбирается материал и толщина пластины на основании таблицы 3.1-Виды магнитопроводов. В качестве материалов для магнитопровода выбираем сталь ХВП с толщиной ленты 0.15мм…

Разработка лабораторного блока питания на основе микроконтроллера

3.1 Расчёт трансформатора

Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальный ток нагрузки (Iн), трансформатор (рисунок 8) рассчитывают в такой последовательности. Рисунок 8 — Схема трансформатора Исходные данные для расчёта: U1 = 220 В…

Разработка многоканального источника постоянного напряжения, выполненного на основе прямоходового преобразователя

5. Расчет трансформатора

Полная габаритная мощность трансформатора В качестве материала магнитопровода выберем феррит 2000НМ Для любых ферритов , для расчётов можно принять…

Разработка системы гарантированного питания на основе нулевого инвертора

2.5 Расчёт силового трансформатора

Для расчета трансформатора должны быть определены напряжения и токи обмоток, причем коэффициент трансформации определяется из условия минимального напряжения на первичной обмотке…

Разработка усилителя мощности звуковой частоты

6. Расчёт трансформатора

Расчет производится в соответствии с U1=220 В Fc=50 Гц U2 = 38 В U3 = 48 В I2 = 2 А I3 = 0,2 А 1. Рг = U2 Ч I2 + U3 Ч I3 = 38 Ч 2 + 48 Ч 0,2 ? 86 Вт (4.1) 2.1 Выбираем сталь марки 1511 2.2В = 1,35 Тл J = 2,5 А/мм2 з = 0,95 К0 = 0,31 2.3 Кс = 0,93 3. I1 = Pг / U1 Ч з Ч ц1 = 86 / 220 Ч 0,95 Ч 0,9 = 0,457 А (4…

Расчет выпрямительного устройства

2. Расчет трансформатора

Качество выходного напряжения известных схем выпрямления не удовлетворяет требованиям, предъявляемым аппаратурой телекоммуникации и информатики по критерию пульсаций или допустимому уровню переменных составляющих…

Расчет трехканального источника питания

5. Расчет КПД трансформатора

Коэффициентом полезного действия (КПД) источника питания называется отношение активной мощности, выделяющейся в нагрузке к мощности, поступающей из питающей сети : . Активная мощность, поступающая из сети, теряется в трансформаторе ()…

Расчёт вторичного источника питания и усилительного каскада

Расчёт трансформатора

Данные: Расчёт: Выбираем сердечник ПЛ25х50-65 Рассчитываем витки: Первичная обмотка: витков на вольт Общее число витков в первичной обмотке: Вторичная обмотка: витков на вольт Общее число витков во вторичной обмотке: Сечение провода…

Усилитель низкой частоты

2.5.6 Расчёт трансформатора

Максимальное номинальное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора: U 2М НОМ =U ВХ СТ +ДU ПУЛЬС + 2U Д ПР = 36,6 + 2,53 + 2 = 41…

Особенности фазовращающих устройств

Особенностью фазосдвигающего трансформатора является возможность его использования только в промышленных целях, масштабы которых оправдывают затраты на изготовление такого агрегата. Для личных потребительских нужд (в частных хозяйствах, например) его применение неоправданно и совершенно бессмысленно.

К специфике этих устройств также относят:

• Значительные габариты, сравнимые с размерами линейных трансформаторов питающих подстанций.
• Низкий КПД, определяемый потерями в собственных электрических цепях.
• Высокая стоимость изготовления и установки преобразовательного оборудования.

Стоимость фазоповоротных трансформаторов из-за сложности их схемы довольно велика. Однако затраченные на них средства с лихвой окупаются тем выигрышем, который удается получить за счет оптимизации работы нагрузочных цепей. Особую актуальность приобретает это обстоятельство при эксплуатации линий, в которых устанавливаются достаточно мощные потребительские нагрузки.

Область применения и виды

трансформатор в телевизоре

Бытовые трансформаторы защищают технику при перепадах напряжения.

Поэтому применяют их в следующих приборах:

• в освещении;
• осциллографах;
• телевизорах;
• радиоприёмниках;
• измерительных устройствах и т.д;

Сварочные экземпляры, разделяющие силовую и сварочную сеть, активно используются при сварке и электротермических конструкциях, где успешно понижают величину напряжения до обязательных номиналов.

В энергосети используются масляные агрегаты, где напряжённость 6 и 10 кВ.

Многие автоматические конструкции используют трансформаторы, где напряжение на обвивках несуидальное.

Виды:

1. Вращающийся. Передача сигнала ведётся на объекты, которые вращаются. Например, видеомагнитофон, где передача сигнала ведётся на барабан узла магнитной головки. Здесь существуют 2 половины магнитопровода и вращение их происходит с минимальным зазором в отношении друг друга. На основании этого, реализуется большая скорость оборотов, в контактном способе сигнала достичь такого эффекта не считается возможным.
2. Пик-трансформатор. В этом варианте происходит преобразование синусоидального напряжения в сплески, имеющие пикообразную форму. Активно используются в управлении тиристоров, а также электронных и полупроводниковых устройств.
3. Согласующий. Принимает участие в согласовании сопротивлений в разных промежутках электронной схемы, при этом, форма сигнала искажается минимально. Синхронно обеспечивается гальваническая развязка между зонами схем.
4. Разделительный. Здесь 2 обмотки не соединены между собой электрически. Такая схема даёт возможность повысить безопасность электрических сетей. Когда происходит случайное одновременное прикосновение к токоведущей части и земли, выдаётся гальваническая развязка электрической цепи.
5. Импульсный. В этом варианте преобразуются импульсные сигналы за очень короткий промежуток времени (десятки микросекунд), при этом, искривление конфигурации импульса минимально.
6. По напряжению. Здесь происходит конверсия большого напряжения в низкую величину. Этот вариант позволяет изолировать измерительные и логические цепи от большого напряжения.
7. По току. В этом типе измеряются цепи с большим током. Например, в конструкциях релейных щитов электроэнергетических систем. Поэтому, применяются достаточно жёсткие требования к точности.
8. Автотрансформатор. В этом типе соединение 2 обмоток ведётся напрямую. В результате, создаётся электрическая и электромагнитная связь, чем объясняется высокий КПД этого вида. Недостатком такого устройства, можно назвать отсутствие изоляции, то есть не существует гальваническая развязка.
9. Силовой. Этот вариант используется при изменяемом токе и преобразует электрическую энергию в установках и электросетях. Широко применяется этот тип на линиях ЛЭП с высокой напряжённостью (35-750 кВ), городских электрических сетях (10 и 6 кВ).
10. Сдвоенный дроссель. Наличие 2 равных обвивок, даёт возможность получить более результативный дроссель, чем обычный. Их используют на вводе фильтра в блоке питания, а также в звуковом оборудовании.
11. Трансфлюксор. Оставшаяся намагниченность магнитного провода имеет большую величину, что позволяет использовать его для сохранения сведений.

Обслуживание измерительных трансформаторов

Перед началом работы с поверхности трансформаторов удаляется смазка, пыль и прочие загрязнения. Протирка производится с использованием уайт-спирита. Ветошь не должна оставлять ворс. 

Трансформатор исследуется на наличие сколов, трещин и наличие следов коррозии. 

После визуального осмотра трансформатор подвергают испытанию или проверяют прибором/мегомметром (2500 В) на достаточность сопротивления изоляции.  Вторичная обмотка проверяется мегомметром со шкалой деления на 1000 В.

Ток холостого хода проверяется со стороны вторичной обмотки под напряжением равным 1,2 от номинального. Отличие полученного результата не должно быть отличным от паспортного больше чем на ±10%.

Основное требование к трансформаторам – номинальная мощность не должна быть больше указанных в паспорте изделия.

Качество электроэнергии в сети должно быть соответствующим требованиям ГОСТ 32144. 

Установка трансформатора должна производиться на место с обеспеченным доступом к клеммным контактам.

При обслуживании трансформатора измерения проверяют надежность контактного соединения.

Разомкнутые треугольные обмотки однофазных индукционных ТН обеспечивают безаварийность кабельных систем распределения энергии.

Для повышения надежности разомкнутых треугольных обмоток трансформатора напряжения в цепь добавляют стабилизаторы напряжения, ограничители, стабилитроны. Эти устройства поддерживают работоспособность систем распределения электроэнергии после аварий и сбоев.

Работы по обслуживанию измерительных трансформаторов производятся по наряду в соответствии с технологическими картами. Капитальный ремонт, например, у трансформаторов тока не делают. Если испытания и замеры сопротивления основной изоляции показали неудовлетворительные результаты трансформатор меняют на другой. Основная изоляция должна иметь сопротивление не менее 300 МОм.

Вторичная обмотка в отключенном и отсоединенном состоянии должна показать сопротивление не менее 50 МОм, с подключенными вторичными цепями не менее 1 МОм.

При обслуживании трансформаторов тока проверяют переходное сопротивление болтового контактного соединения. Оно не должно превышать 33 мкОм для контактов на 2000 А и не выше 60 мкОм для контактных соединений на 630 А. 

Технология ремонта измерительных трансформаторов: разборка магнитопровода, демонтаж и ремонт катушек, перемотка обмоток, замена пластин магнитопровода и прочее схожи с ремонтом силовых трансформаторов. На время ремонта трансформатора обмотки закорачивают между собой, чтобы исключить возможный контакт и обратную трансформацию и напряжение при выполнении ремонтных работ. 

Виды и маркировка

Из современных трансформаторов, преобразующих 380 вольт в необходимые 220, наиболее распространены марки ТСЗ, ТС3И, НТС. Значительных отличий по показателям они не имеют. В зависимости от фирмы-изготовителя их различают разные размеры, вес и тип корпуса. После буквенных значений через дефис указывается максимальная мощность, на которую может рассчитывать потребитель. Она колеблется от 0,1 кВт до нескольких сотен. Большинство средне- и маломощных трансформаторов имеют естественное сухое охлаждение. Это обеспечивает надежный уровень пожарной безопасности.

Буквы в марках имеют свои значения:

• Т – обозначает трехфазный;
• C – система охлаждения естественная воздушная в открытом исполнении;
• СЗ – система охлаждения естественная воздушная в защищенном исполнении;
• Н – регулировка под напряжением.