Рад који објашњава моделирање и анализу карактеристика трансформатора

5.1 Основни принцип рада и структура трансформатора

5.1.1 Основни принцип рада трансформатора

Трансформатор има ефекат блокирања једносмерне струје

Ако се главни магнетни флукс мења по синусном закону, односно φ(т)=φ.синот, онда свака физичка

Ефективна вредност количине задовољава следећи однос:

Занемарујући отпор намотаја и губитак језгра, примарна и секундарна снага се чувају, на следећи начин:

дакле имају

Однос обртаја или однос обртаја трансформатора,

рецимо привидни капацитет.

Види се да трансформатор остварује конверзију струје док остварује трансформацију напона. такође,

Трансформатор такође може да реализује функцију трансформације импедансе.

Импеданса оптерећења на секундарној страни је:

Ако погледате ЗИ са примарне стране, његова величина је:

Структура једнофазног трансформатора

1- Језгро стуба 2- Гвоздени јарам 3- - Намотај високог напона 4- ~ Намотај ниског напона

Структура трофазног трансформатора

Славине за високонапонске намотаје трофазних трансформатора

1-Гвоздени стуб са језгром 2-Гвоздени јарам

3- нисконапонски намотај 4- - високонапонски намотај

1- Натписна плочица 2- Термометар 3- Упијач влаге 4- Мерач нивоа уља 5- Конзерватор уља 6- Сигурносни пролаз ваздуха 7- Релеј за гас 8- Цев за уље високог притиска

9 цев за уље ниског притиска 10 - прекидач за славину 11 - језгро резервоара за гориво 12 - вентил за испуштање уља 13 - завојница 14 - плоча за уземљење 15 - - колица

5.2 Оцене трансформатора

➢ Називни капацитет или привидни капацитет Сн;

➢Називни напон Ун

Називна струја Ив;

➢Номинална фреквенција фн;

➢Номинална ефикасност ηн;

И називни напон и називна струја односе се на линијску вредност (тј. линијски напон или линијску струју)

Између оцењених података постоји следећи однос:

У формули, м представља број фаза трансформатора;

У1Нφ и И1Нφ представљају фазне вредности називног напона и називне струје, респективно.

За једнофазне трансформаторе:

За трофазне трансформаторе:

5.3 Анализа рада трансформатора без оптерећења

дефиниција:

Празан ход трансформатора се односи на радно стање у којем је примарни намотај примењен са наизменичним напоном, а секундарни намотај је отворен, односно, секундарна страна је отворена (тј. струја је нула).

5.3.1 Електромагнетни однос трансформатора током рада без оптерећења

Написано у фазорском облику као:

У закључку:

Величина индукованог потенцијала у намотају је пропорционална фреквенцији, броју завоја намотаја и амплитуди магнетног флукса; у фази, индуковани потенцијал у намотају трансформатора заостаје за главним магнетним флуксом .

Када се називни напон примени на примарни намотај, напон отвореног кола секундарног намотаја се специфицира као називни напон секундарне стране, наиме на овај начин се коефицијент трансформације трансформатора може добити као:

5.3.2 Еквивалент електричних параметара магнетног кола

Основна идеја:

Проблем магнетног кола укључен у трансформатор се претвара у проблем кола, а затим се трансформатор израчунава према јединственој теорији кола.

За флукс цурења:

Тада Кс1δ или Л1δ, може се користити за одраз магнетног кола цурења. (као константа, зашто?)

За главни ток:

Прво се уводи концепт еквивалентне струје синусног таласа, а несинусоидна струја без оптерећења је замењена еквивалентном струјом синусног таласа.

(а) Фазорски дијаграм              (б) Еквивалентно коло           (ц) Еквивалентно коло

за идеалан трансформатор:

5.3.3 Једначина равнотеже напона у празном ходу, фазорски дијаграм и еквивалентна шема струјног кола трансформатора

У закључку:

Фактор снаге примарне стране је мањи када трансформатор ради без оптерећења. дакле,

Трансформатори углавном не дозвољавају рад без оптерећења или са малим оптерећењем.

5.4 Анализа рада оптерећења трансформатора

Након што је трансформатор оптерећен, струја на секундарној страни више није нула, што доводи до промена у електромагнетном процесу унутар језгра.

5.4.1 Једначина равнотеже магнетног потенцијала када је трансформатор под оптерећењем

5.4.1 Једначина равнотеже магнетног потенцијала када је трансформатор под оптерећењем

Без оптерећења/оптерећења

Горња формула се може разумети као: Како се струја оптерећења повећава, одговарајући магнетни потенцијал (или струја) мора да се повећа на примарној страни да би се надокнадио магнетни потенцијал секундарне стране, како би се магнетни флукс или магнетни потенцијал одржао непромењеним. -лоад. Дакле, постоје:

У закључку:

Након што је трансформатор оптерећен, струја на примарној страни се повећава. Што је веће оптерећење (струја) потребно на секундарној страни, то је већа струја која се напаја на примарној страни. То јест, трансформатор се може посматрати као равнотежа између понуде и потражње.

5.4.2 Еквивалентни електрични параметри секундарног магнетног кола за цурење након оптерећења трансформатора

Кс₂δ или И₂ могу се користити да одразе ситуацију секундарног магнетног кола цурења на страни.

5.4.3 Електромагнетни однос када је трансформатор под оптерећењем

5.5 Основне једначине, еквивалентна кола и фазорски дијаграми трансформатора

5.5.1 Основна једначина трансформатора је еквивалентна различитим анализама и параметрима у претходном одељку, а фаза

Основне једначине трансформатора у квантитативном облику

5.5.2 Еквивалентно коло за рад оптерећења трансформатора

Према претходним основним једначинама могу се вршити различите анализе и прорачуни трансформатора, али су прорачуни релативно гломазни. У инжењерству се генерално претвара у еквивалентно коло да би се заменио стварни трансформатор.

Примарна и секундарна страна еквивалентног кола су електрични независне једна од друге. Да би се прорачун поједноставио, број обртаја намотаја на секундарној страни се обично повећава са Н на 1, тако да ће се свака физичка величина на секундарној страни сходно томе променити. Овај процес се такође назива конверзија.

Принцип конверзије:

Пре и после конверзије, електромагнетни однос треба да остане непромењен, односно:

(1) Магнетни потенцијал пре и после конверзије треба да остане непромењен;

(2) Електрична снага и губитак пре и после конверзије треба да остану непромењени.

(1) Конверзија напона (претворити Е ₁ исто као Е₂)

(2) Конверзија струје (да би се осигурало да магнетни потенцијал остане непромењен)

(3) Конверзија импедансе (да би се осигурало да однос преноса енергије остане непромењен, укључујући активну и реактивну снагу)

Ацтиве Повер    

Реактивна снага

5.5.3 Фазорски дијаграм када је трансформатор под оптерећењем Фазорски дијаграм не само да приказује електромагнетни однос трансформатора, већ такође може интуитивно видети величину и фазни однос сваке физичке величине у трансформатору.

Под претпоставком да су параметри кола познати, а величина и фаза оптерећења су дати, фазорски дијаграм се може нацртати у неколико корака.

У закључку:

Након што је трансформатор оптерећен, угао фактора снаге примарне стране се смањује, а фактор снаге се побољшава.

5.6 Испитивање и мерење параметара еквивалентног кола трансформатора Еквивалентно коло се може користити за анализу радних перформанси трансформатора. Прво, параметри у еквивалентном колу морају бити познати.

Тест без оптерећења -> однос трансформације к, импеданса побуде

Испитивање кратког споја → импеданса кратког споја

5.7 Прорачун стационарних радних карактеристика трансформатора

5.7.1 Спољашње карактеристике и брзина промене напона трансформатора

Дефиниција екстерних карактеристика (које одражавају квалитет напајања трансформатора на оптерећење)

Крива односа између напона терминала секундарне стране трансформатора и струје оптерећења секундарне стране у условима називног напона напајања и одређеног фактора снаге оптерећења.

Типичне спољашње карактеристике трансформатора под различитим оптерећењима

Дефиниција брзине промене напона:

Под условом називног напона напајања и одређеног фактора снаге оптерећења, проценат напона секундарног терминала се мења од празног до називног оптерећења, и то:

∆у

Унутрашњи фактори: кᶄ, рᶄ → структурни параметри трансформатора

Екстерни фактори: цосφ2, β-→ специфично оптерећење, величина оптерећења

Дискусија: Трансформатор је генерално рᶄ: много мањи од кᶄ погледајте пример (5-1)

◆За чисто отпорно оптерећење, цосφ2=1, синφ2=0, тако да је ∆у мали;

◆За индуктивна оптерећења,

 цосφ2>0, синφ2>0, дакле ∆у>0,

односно са повећањем струје оптерећења, напон на секундарној страни јако опада;

◆За капацитивно оптерећење, цосφ2>0, синφ2<0, ако |рᶄ цосφ2|<| кᶄ синφ2|,Онда ∆у<0,

што указује да са повећањем струје оптерећења И2 напон на секундарној страни може бити

може устати.

Примена капацитивног оптерећења на напон секундарног терминала трансформатора:

(1) Компензујте реактивну снагу, побољшајте фактор снаге и смањите губитке у линији

(2) Повећајте напон електричне мреже у фабрици да бисте решили проблем великог оптерећења фабрике и пада напона електричне мреже

5.7.2 Карактеристике ефикасности трансформатора.

Ефикасност трансформатора је дефинисана као:

Фактори утицаја на η

Унутрашњи фактори: структурни параметри трансформатора као што су побуда и параметри кратког споја

Спољни фактори: цосφ2, β природа оптерећења, величина оптерећења

Карактеристика ефикасности је дефинисана као:

Под условом називног напона и одређеног фактора снаге оптерећења,

η= ф(И2)

(или η = ф(β) ).

Називна ефикасност трансформатора је генерално већа

Већина њих је изнад 95%, а велики трансформатори могу достићи 99%. АЦ мотор има ротирајући део, ефикасност је нижа.

Решите за максималну ефикасност трансформатора:

5.8 Посебни проблеми трофазних трансформатора

У претходним поглављима је за пример узет монофазни трансформатор за проучавање основних једначина, еквивалентних кола и метода прорачуна перформанси трансформатора, које су применљиве и на трофазне трансформаторе.

Трофазни трансформатори такође имају своје посебне проблеме:

➢Начин повезивања

➢Структура магнетног кола

5.8.1 Начин повезивања и прикључна група трофазног трансформатора

(1) Начин повезивања

(а) веза звезда                           (б) делта веза

Регулација:

Велика слова (А, Б, Ц, Н) представљају оригинални квадрат;

мала слова (к, и, з,н) у име платиоца;

(2) Повезивање група

У трофазним трансформаторима, групе се обично користе за представљање фазне разлике између примарног и секундарног напона трофазног трансформатора: θ=(ЕАБЕаб), што је вишекратник од 30°, тачно између сати на сатној плочи. Стога се фазни однос између потенцијала жице намотаја високог и ниског напона трофазног трансформатора генерално изражава „нотацијом сата“, односно бројем групе.

Како одредити групу:

Користите линијски потенцијал на високој страни ЕАБ као дугу казаљку, показујући на "12" потенцијал линије ниске стране на бројчанику сата.

Еаб је кратка игла, а број на који показује је број прикључне групе трофазног трансформатора.

А. Прикључна група монофазног трансформатора

Концепт истог имена:

Када је исто гвоздено језгро намотано са два намотаја, да би се одразила два намотаја на истом гвозденом језгру

Однос правца намотаја између намотаја обично уводи концепт "истоименог краја".

Страна истог имена каже:

Два намотаја на истом језгру су повезана истим магнетним флуксом. Када се магнетни флукс мења, ако је тренутни потенцијал индукован једним крајем завојнице позитиван у односу на други крај истог намотаја, два терминала која су оба позитивна су терминал истог имена, који је представљен са " *",

       (а) Навијање у истом правцу                          (б) Навијање у супротном смеру

За једнофазне трансформаторе, главни крај високонапонског намотаја је означен А, а задњи крај је означен са Кс; главни крај нисконапонског намотаја је означен а, а задњи крај означен са Кс.

Регулација:

Позитиван правац потенцијала је од главе до краја.

У трансформатору, крај са истим именом може се користити као главни крај, или се крај са истим именом може користити као главни крај. Слике а и б испод показују фазни однос између примарног и секундарног потенцијала у ова два случаја, респективно.

(а) Крај са истим именом означен је као главни крај                (б) Крај са истим именом је означен као главни крај

Ако се усвоји метода идентификације у којој је крај са истим именом означен као главни крај (види слику а), група монофазних трансформатора је И, и0; за И, и6.

Б. Прикључна група трофазног трансформатора

Кроз фазни однос између примарног и секундарног потенцијала једнофазног трансформатора (или примарних и секундарних фазних потенцијала трофазног трансформатора), фазни однос између примарног и секундарног потенцијала трофазног трансформатора може се даље одређена, односно група веза.

(1) И/И прикључак трофазни трансформатор

(2) И/△ прикључак трофазни трансформатор

Општи кораци за одређивање групе трофазних трансформатора:

(1) Нацртајте дијаграм потенцијалног фазора бочног намотаја високог напона;

(2) Поклопити тачку а и тачку А, и нацртати фазни потенцијал осе нисконапонског намотаја према фазном односу између високонапонских и нисконапонских намотаја на истом стубу језгра.

(3) Према методи ожичења нисконапонског намотаја, нацртати дијаграм потенцијалног фазора друге две фазе нисконапонског намотаја;

(4) Одредити ЕБ и Е из дијаграма потенцијалних фазора намотаја високог и ниског напона. између

Добија се фазни однос трофазног трансформатора и добија се број прикључне групе трофазног трансформатора.

И/И, △/△ парна група

И/△,И/△ непаран низ

Постоји пет најчешће коришћених стандардних група за придруживање:

И, ин0, И, д11, ИН, д11, ИН, и0, И, и0, прва три се најчешће користе.

5.8.2 Структура магнетног кола трофазног трансформатора

Карактеристике трофазних групних трансформатора: магнетна кола сваке фазе су независна једна од друге.

Карактеристике трансформатора са трофазним језгром: магнетна кола сваке фазе су међусобно повезана.

5.8.3 Правилно усклађивање везе намотаја и структуре магнетног кола трофазног трансформатора

Флукс синусног таласа одговара струји вршног таласа Струја синусног таласа одговара флуксу равног врха

у закључку:

Да би се осигурало да је таласни облик фазног потенцијала синусоидан, главни магнетни ток сваке фазе треба да се мења у складу са синусоидним законом. У овом тренутку потребно је да струја побуде буде вршни талас, односно да се у споју кола обезбеди пут струје трећег хармоника. (зашто? )

Флукс таласа равног врха - (деривација) - потенцијал вршног таласа, ако је врх превелик, може покварити изолацију намотаја.

С обзиром да су магнетна кола сваке фазе групног трансформатора независна једна од друге, нису међусобно повезана. Магнетски флукс трећег хармоника садржан у главном магнетном флуксу је исти као магнетни флукс основног таласа и циркулише у главном магнетном колу сваког фазног трансформатора, индукујући на тај начин већи амплитудни потенцијал трећег хармоника у примарном и секундарном намотају, што доводи до Таласни облик фазног потенцијала је талас са оштрим врхом (добије се извођењем магнетног флукса таласа равног врха). Врх вршног таласног фазног потенцијала може сломити изолацију намотаја.

С обзиром да су магнетна кола сваке фазе трансформатора језгра међусобно повезана, фаза трећег хармонског магнетног флукса у главном магнетном флуксу трофазног таласа равног врха је иста, те је немогуће да циркулише у магнетно коло главног гвозденог језгра. Формира се затворено магнетно коло, због чега је потенцијал трећег хармоника индукован магнетним флуксом трећег хармоника у примарном и секундарном намотају мали, а таласни облик фазног потенцијала је и даље близу синусног таласа.

у закључку:

(1) Трофазни намотај трофазног групног структурног трансформатора не може бити повезан И/И; .

(2) Трофазни намотај трансформатора са трофазном структуром језгра може се повезати И/И, али капацитет не би требао бити превелик.

Једна страна намотаја је повезана у трокут, а струја трећег хармоника има путању. Стога, без обзира да ли је магнетно коло групног типа или структуре типа језгра, трофазни намотаји могу бити повезани помоћу △/И.

Једна страна намотаја је И-повезана, а струја трећег хармоника не може да тече у њој, али ће трећи хармонични магнетни флукс генерисан струјом синусног таласа индуковати струју трећег хармоника у секундарном намотају (делта веза) (погледајте слику испод). ), такође може да обезбеди да је таласни облик главног магнетног флукса близу синусоидалног, тако да је индуковани фазни потенцијал такође синусоидан. Види се да је ефекат троугласте везе на истој примарној страни сличан.

у закључку:

За 0/И (или И/0) повезане трофазне намотаје, може се користити за трофазне трансформаторе групне структуре или трофазне трансформаторе групне структуре.

у закључку:

Како би се осигурало да је фазни потенцијал синусоидан, најбоље је користити трофазни прикључак на једној страни трофазног трансформатора.

5.9 Специјални трансформатори у електричним системима вуче

5.9.1 Аутотрансформатори

(а) Шематски дијаграм структуре                           (б) Шема ожичења намотаја

Карактеристике: Постоји заједнички намотај између примарног и секундарног бочног намотаја, што доводи не само до магнетне спреге већ и до електричне везе између примарног и секундарног бочног намотаја.

У закључку:

Капацитет аутотрансформатора се састоји од два дела:

(1) Електромагнетна снага У2нИл2: то је снага која се преноси на оптерећење преко електромагнетне спојнице између намотаја Аа и заједничке осе намотаја;

(2) Кондуктована снага У2нИ1Н: то је електрична снага која се директно преноси на оптерећење кроз заједничку секиру намотаја.

➢Електромагнетни капацитет< Номинални капацитет

Мала величина, ниска потрошња гвожђа и бакра, висока ефикасност

➢Мали однос

Струја заједничког дела је мања од снаге секундарне стране

Јаз није очигледан, економија је смањена

➢Постоји директан електрични прикључак, потребно је појачати унутрашњу изолацију и заштиту од пренапона.

5.9.2 Трансформатор

Напонски трансформатор - мерење високог напона помоћу мерача ниског напона

Превентивне мере:

Један крај секундарне стране треба да буде уземљен; (да би се осигурала сигурност и спречило да акумулација статичког набоја утиче на очитавање)

Секундарна страна не сме бити кратко спојена, иначе ће напонски трансформатор изгорети. (Може повећати струју ако се може смањити)

Струјни трансформатор 1 - Мерите велику струју са ниским амперметром

Превентивне мере:

➢ Један крај секундарне стране треба да буде уземљен; (да би се осигурала сигурност и спречило да акумулација статичког набоја утиче на очитавање)

➢ Секундарна страна се не може отворити, иначе ће на секундарној страни услед великог броја обртаја на секундарној страни бити индукован већи напон, а изолација намотаја трансформатора ће се покварити. (Напон се може повећати ако се струја може смањити)

• Година оснивања
  --
• Пословни Тип
  --
• Земља / регион
  --
• Главна индустрија
  --
• Главни производи
  --
• Правно лице предузећа
  --
• Укупни запослени
  --
• Годишња вредност излазне вредности
  --
• Извозно тржиште
  --
• Сараднички купци
  --