Справочник электрика

Подождите немного. Документ загружается.

741

Группы соединений обмоток трансформаторов

ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЙ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ.

Первичные и вторичные обмотки трансформатора могут быть соединены по-разному. На рис. 2.4, а

показано соединение обмоток звездой, которое применяется часто. На рис. 2.4, б показаны векторы

напряжений первичной и вторичной обмоток, а на рис. 2.4, в — эти векторы, совмещенные со схемой

циферблата часов. Минутная стрелка часов совпадает с направлением векторов первичной обмотки, а

часовая — с направлением вектора вторичной обмотки той же фазы.

Группу соединений образуют несколько схем соединений обмоток трансформаторов, дающие

одинаковый сдвиг по фазе векторов напряжений вторичных обмоток относительно векторов

напряжений первичных обмоток. Вторичные напряжения одноименных фаз всех трансформаторов,

имеющих одну и ту же группу соединений, совпадают по фазе.

Таблица 2.2 ДАННЫЕ НЕКОТОРЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

742

Векторы первичных и вторичных напряжений в зависимости от схемы соединения обмоток и их

расположения на стержнях магнитопровода могут иметь сдвиги, кратные 30°, поэтому всего основных

групп может быть: 360° : 30° = 12, или в часах 1,2... 12. Очевидно, группы 0 и 12 являются одной и той

же группой.

Четные группы (2, 4, 6, 8, 10, 12) получаются, если обмотки высшего напряжения (ВН) и обмотки

низшего напряжения (НН) соединены одинаково — в звезду или в треугольник.

Нечетные группы (1, 3, 5, 7, 9, 11) получаются, если одна обмотка соединена в звезду, а другая в

треугольник.

743

В обозначении группы соединений слева от черточки расположены знаки или буквы, характеризующие

схему соединения обмоток, а справа — цифры, указывающие сдвиг в часовом обозначении.

Рис. 2.4. Группа соединений обмоток трансформатора:

а) схема обмоток трансформатора; б) векторная диаграмма обмоток высшего и низшего напряжений; в)

совмещение векторов высшего и низшего напряжений на схеме циферблата часов.

Параллельная работа трансформаторов

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ.

Не всегда один трансформатор может справиться с нагрузкой от потребителей, поэтому обычно они

работают параллельными группами. Но не каждый трансформатор может работать в параллельной

744

группе с другими трансформаторами. Для параллельной работы трансформаторов необходимо чтобы

они удовлетворяли следующим условиям.

Равенство коэффициентов трансформации К=ВН/НН. где ВН — высшее напряжение, НН — низшее

напряжение. При несоблюдении этого условия между вторичными обмотками трансформаторов будет

циркулировать уравнительный ток. приводящий к перегреву трансформатора.

Равенство напряжений короткого замыкания Uк %. В противном случае трансформаторы не будут

загружаться пропорционально своим мощностям. При этом отношение мощностей параллельно

работающих трансформаторов должно быть не больше 1 : 3, иначе для малых трансформаторов

перегрузки могут оказаться недопустимыми.

Одинаковые группы соединений. При различных группах соединений параллельно

работающих трансформаторов между векторами их вторичных напряжений будет сдвиг фаз,

вызывающий уравнительные токи между обмотками трансформаторов. При разных группах

соединений, при самом малом сдвиге фаз, равном 30°, уравнительный ток превышает

номинальный ток трансформатора в 5 раз, при самом большом сдвиге 180° — в 20 раз.

Приемка и транспортировка трансформаторов

ПРИЕМКА И ТРАНС

ПОРТИРОВКА ТРАНСФОРМАТОРОВ.

Трансформатор принимается после изготовления службами контроля на заводе, а также при покупке

его для замены вышедшего из строя трансформатора или для электроснабжения нового объекта. Но

после этого надежность трансформатора может измениться в худшую сторону, так как он может

перемещаться к месту хранения на заводе или на базе снабжения, и это перемещение и условия

хранения могут ухудшить его состояние.

В новом трансформаторе прежде всего нужно обращать внимание на уровень масла. Оно-должно быть

видно хотя бы в маслоуказателе, иначе есть сомнение в его наличии в трансформаторе, что, в свою

очередь, говорит о течи в корпусе трансформатора. Нужно проверять отсутствие течи и при наличии

масла в маслоуказателе.

Необходимо убедиться в отсутствие механических повреждений корпуса трансформатора, изоляторов

и шпилек, в отсутствие трещин на изоляторах, в целостях резьбы на шпильках и т. д.

К трансформатору должна быть приложена вся необходимая документация, запасные части, что

должно быть проверено по ведомости комплектации.

Погрузка и перевозка трансформатора должна производиться с предосторожностями, чтобы его не

повредить. Для предотвращения ударов и перемещений при перевозке трансформатор привязывается.

Таблица 2. 21 НЕИСПРАВНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

745

* Обслуживание и ремонт трансформаторов производят электрики специализированных служб При

ликвидации аварии им могут помогать электрики других служб при отсутствии напряжения в месте

работы на токоведущих частях и вблизи них

Окончание табл. 2. 21

746

Расчет трансформатора.

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА.

Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U

) и максимальный ток нагрузки (I

трансформатор рассчитывают в такой последовательности:

1. Определяют значение тока, текущего через вторичную обмотку трансформатора:

= 1,5 I

• где: I

- ток через обмотку II трансформатора, А;

- максимальный ток нагрузки, А.

2. Определяют мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:

747

= U

• где: P

- максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт;

- напряжение на вторичной обмотке, В;

- максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А.

3. Подсчитывают мощность трансформатора:

тр

= 1,25 P

• где: P

тр

- мощность трансформатора, Вт;

- максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.

Если трансформатор должен иметь несколько вторичных обмоток, то сначала подсчитывают их

суммарную мощность, а затем мощность самого трансформатора.

4. Определяют значение тока, текущего в первичной обмотке:

= P

тр

/ U

• где: I

- ток через обмотку I, А;

тр

- подсчитанная мощность трансформатора, Вт;

- напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).

5. Рассчитывают необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:

S = 1,3 P

тр

• где: S - сечение сердечника магнитопровода, см2;

тр

- мощность трансформатора, Вт.

6. Определяют число витков первичной (сетевой) обмотки:

= 50 U

/ S,

• где: w

- число витков обмотки;

- напряжение на первичной обмотке, В;

S - сечение сердечника магнитопровода, см2.

7. Подсчитывают число витков вторичной обмотки:

= 55 U

/ S,

• где: w

- число витков вторичной обмотки;

- напряжение на вторичной обмотке, В;

S-сечение сердечника магнитопровода, см2.

8. Определяют диаметры проводов обмоток трансформатора:

d = 0,02 I,

• где: d-диаметр провода, мм;

I-ток через обмотку, мА.

Диаметр провода обмотки можно также определить по табл. 2.

748

обм

, ma <25

100

160

250

400

700

1000

d, мм

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,4

0,6

После этого можно приступить к подбору подходящего трансформаторного железа и провода,

изготовлению каркаса и, наконец, выполнению обмоток. Но Ш-образные трансформаторные пластины

имеют неодинаковую площадь окна, поэтому нужно проверить, подойдут ли выбранные пластины для

трансформатора, т. е. разместится ли провод на каркасе трансформатора. Для этого достаточно

подсчитанную ранее мощность трансформатора умножить на 50 - получится необходимая площадь

окна, выраженная в мм

. Если в подобранных пластинах она больше или равна вычисленной, железо

можно использовать для трансформатора.

При выборе сердечника магнитопровода нужно также учитывать и то обстоятельство, что

отношение ширины сердечника к толщине набора (отношение сторон сердечника) должно быть в

пределах 1...2.

В качестве трансформаторов питания радиолюбители часто используют унифицированные

выходные трансформаторы кадровой развертки телевизоров (трансформаторы ТВК). Промышленность

выпускает несколько видов таких трансформаторов, и каждый из них при работе с выпрямителем,

выполненным по мостовой схеме, позволяет получить на нагрузке вполне определенные напряжения в

зависимости от потребляемого ею тока. Эти параметры сведены в табл. 3, которая поможет в выборе

трансформатора ТВК для того или иного блока питания.

Трансформатор

Выпрямленное напряжение при токе нагрузки, А

0,3

0,5

0,8

1,0

ТВК-70Л2

11,5

10,5

ТВК-110Л1

ТВК-110Л2,

ТВК 110ЛМ

17 15 14 13,5 12,5

Выпрямители. Стабилизаторы.

Выпрямители. Общие сведения.

749

ВЫПРЯМИТЕЛИ. Общие сведения.

Многие потребители энергии требуют для своей работы постоянного тока. К ним относятся аппаратура

радиоэлектроники и автоматики, двигатели постоянного тока в промышленности и на транспорте,

технологические процессы в промышленности, например, электролиз.

Преобразование переменного тока в постоянный осуществляется в выпрямителях с использованием

полупроводниковых приборов.

Основными частями выпрямителя являются:

вентильная группа, преобразующая переменный ток в постоянный, трансформатор, преобразующий

величину напряжения, получаемого из сети, в величину, нужную для приемника постоянного

напряжения;

сглаживающий фильтр для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения.

Кроме того, выпрямитель может иметь устройства для стабилизации и регулирования выпрямленного

напряжения.

По числу фаз первичной обмотки трансформатора выпрямители могут быть однофазными и

трехфазными.

На рис. 2. 5 показаны распространенные схемы выпрямителей.

750

Рис. 2. 5. Схемы выпрямителей:

а) однофазная мостовая; б) трехфазная нулевая; в) трехфазная мостовая. i2,i2а,i2б,i2с — токи в

обмотках трансформатора; iнагр — ток в нагрузке;

Rнагр — сопротивление.нагрузки; А — общий анод; К — общий катод.

Выпрямители с регулированием выпрямленного напряжения, или управляемые, могут работать по тем

же схемам рис. 2.5, б, в, но с применением управляемых диодов и системы управления этими диодами.

Однофазная мостовая схема выпрямления (рис. 2.5, а) состоит из четырех диодов, включенных по

схеме моста, причем

нагрузка присоединяется к общей точке катодов двух диодов и к общей точке анодов других двух

диодов, составляя диагональ моста 1—2. Другая диагональ моста присоединяется к вторичной обмотке

трансформатора. Направление тока в полупериод, когда знак «+» на верхнем конце обмотки

трансформатора, показано на рисунке, при этом ток проводят диоды VD1 и VD3, а другие диоды

находятся под обратным напряжением. В следующий полупериод ток проводят диоды VD2 и VD4. Ток в

нагрузке всегда идет от точки 1 к точке 2, от зажима «+» выпрямителя к зажиму «—».

Трехфазная нулевая схема (рис. 2. 5, б) состоит из 3 вентилей, аноды которых присоединяются к

выводам вторичной обмотки трансформатора, соединенной звездой, а катоды присоединяются общей

точкой к нагрузке. Второй зажим нагрузки присоединяется к нулевой точке вторичной обмотки