Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс электротехники (2005) (1021859), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Поэтому общую часть первичной и вторичной обмоток можно сделать нз значительно более тонкого провода, т, е. стоимость обмотки авто- трансформатора меньше, чем обмоток трансформатора, и для ее размещения требуется меньше места, Размеры трансформатора зависят от его расчетной полной мощности б = и~Г = изгт, т т.
е. номинальной полной мошлосги в сопротивлении нагрузки транс. форматора, а у автотрансформатора его расчетная полная мощность 5 меньше полной мощности в сопротивленша нагрузки ат Расчетная полная ьющность общей части обмотки автотрансформатора (рис. 9.25,а) Ь' = Ут(Тт — !~) = Ьт1з (! — из/и,); 123 а) Рис 9 25 Рис. 9 26 расчетная полная моцшость остзльной части обмотки атак как приближенно 6'/ = 12,!,,то Ь' =о' = о г ат' Расчетная полная мощность каждой иэ обмоток обычного трансформатора Ь' = Г2гтг = 1'гГг.
т Следовательно, при одной н той же полной мощности в сопротивлении )~агрузки получается следующее соотношение между расче~ными полными мощностями автотрансформатора и трансформатора: азг т т. е, чем меньше различаются числа витков юг и гс,, тем выгоднее применение автотрансформатора. Итак, преимущества автотрансформатора уменьшаются с увеличением коэффициента трансформации. Кроме того, только при высшем и гшзцюм напряжениях одного порядка электрическое соедш~ение цепей высшего и низшего напряжений не встречает препятствий, Но автогрансформатор пель" а применить, например, длн питания распределительной сети 220 В от сети высокого напряжения 6000 В. Г!ри таком автогрансформаторе не только пришлось бы рассчитать изоляцию распределительной сети нз 6000 В, что чрезвычайно увеличило бы ее стоимость, но и пользоваться такой распределительной сетью было бы опасно для жизни.
Изменением положения точки а на обмотке автотрансформатора (рис. 9.25) мохов плавно регулировать вторичное напряжение, например в лзбораторных автотрансформзторах (ЛАТР), у которых опним иэ вьшодов вторичной цепи служит подвижный контакт Обмотки трехфазных звтотрзнсформаторов обычно соединяются звездой с выведенной нейтральной точкой или бег нее (рис. 9.26) . 224 9.14. МНОГООБМОТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ Во многих электрических установках желательна энергетическая связь нескольких цепей с различными номинальными напряжениями.
Такую связь можно реализовать при помощи многообмоточного трансформатора, имеющего одну или несколько первичных обмоток и несколько вторичных обмоток. Простейший из многообмоточных трансформаторов — трехобмоточный — широко применяется в современных сетях высокого напряжения. Трехобмоточньй трансформйтор имеет три электрически не связанные между собой обмотки: высшего напряжения (ВН) с числом витков и',, среднего напряжения (СН) с числом витков юг и низшего напряже. ния (НН) с числом витков и ы например ВН вЂ” 220 кВ, СН вЂ” 38,5 кВ, 5НН вЂ” 11 кВ (рис. 9.27, а) Эти три обмотки трансформатора (одна пер- вичная и две вторичные) размещены на одном общем магнитопроводе, которьй ничем не отличается от магнитопровода двухобмоточного трансформатора Намагничивающий ток первичной обмотки трехобмоточного трансформатора возбуждает в магнитопроводе магнитный поток, который индуктирует во всех обмотках ЭДС, пропорциональные числам витков обмоток.
Если вторичные обмотки нагружены токами 71 и 7з, то МДС первичной обмотки должна уравновешивать размагничивающее действие МДС этих токов и, кроме того, иметь намагничиваюшую составляющую МДС. Поэтому аналогично (9.4) (9,26) 7~зсз = гзюз + гззсз + гзз нй и первичньй ток трансформатора можно рассматривать как сумму прн. веденных токов второй и третьей обмоток н намагничивающего тока (9,! Оа): 7~ = гг + гз + Уз (9.27) где /2 — (ъуз/зс!)721 Уз — (зез/ю1)/3 г вг гг -г а) Рис. 9 27 225 Таким образом, в трехобмоточном трансформаторе происходит пе. редача энергии одновременно в две вторичные цепи второй и третьей обмоток. Вероятность одновременной номинальной нагрузки обеи/! вторичных обмоток, при которой, кроме того, токи нагрузки /з и /! совпадают по фазе, лала. Поэтому первичная обмотка обычно рассчитывается на номинальную ьющность меньшую, чем сумма номинальных мощностей вторичных обмоток, Номинальной мощностью трехобмоточного трансформатора считается полная мощность обмотки наибольшей мощности.
У трехобмоточного трансформатора различают три коэффициента трансформации П! ! Юз/И~! ', Лз ! — !Уз/Ю! ', Лз 3 — гУ2/!Уз — Л! 3/Л! 2, которые определяются отношением соответствующих напряжений при холостом ходе, как и дпя двухобмоточнь!х трансформаторов 1см, (9.13) ) . На рис. 9.27, б приведена схема замещения идеалнзировашюго «рехобьюточного трансформатора, подобная схеме замещения на рнс. 9.6, где г,! = Уз/л~, и Д! = г.з/л~, — приведенные комплексные сопротивления цепей нагрузки. В последние годы вместо трехобмоточных трансформаторов во мно. тих случаях применяются трансформаторы, у которых обмотки ВН и СН имеют автотрансформаторную связь, а трансформаторная связь остается лишь для обмотки НН, изолированной от обмоток ВН и СН.
9.1Б. КОНСТРУКЦИИ МАГНИТОПРОВОДОВ И ОБМОТОК Условия работы трансформатора определяют ряд особенностей в конструкции основных частей трансформатора: магнитопровода, обмоток н бака с маслом у трансформаторов с масляным охлажцением. Магнитопровод трансформатора набирается иэ листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм, содержащей для уменьшения мощности потерь от вихревых токов до 4 — 5% кремния, Для получения изоляции между листами их перед сборкой магнитопровода покрывают изоляционным лаком, Листы стягивают в пачки стальными шпильками, изолированными от листов, чтобы не образовались короткозамкнутые витки. В зависимости от положения магнитопровода по отношению к обмоткам принято различать стержневые трансформаторы (рнс, 9.28), у которых обмотки охватывают стержни мапл!топровода, и броневые (рис.
9.29), у которых магиитопровод частично охватывает обмотки. Те и другие магнитопроводы могут быль как у ' однофаэных трио. 9.28, а), так и у трехфаэных (рис. 9.28, б) трансформаторов. Стержневой магнитопровод составляют стержни, на которых размещаются обмотки, и два ярма, замыкающие магнитную цепь. Он проще 226 по конструкпин, чем броневой, и облегюст получение необходимон изоляции обм2жок. 1!о этим причинам у большинства трансформаторов применяются стержневые ма~ нитопроводы. В трансформаторах средней и большон мощности лля лучшего охлахо дения между отдельными пакетами пластин магннтопровода предусмотрены каналы для масла.
Ярмо стержневого магнитопровода имеет ступенчатую или прямоугольную форму попереешго сечения. Некоторым преимушеством броневого магнитопровода можно считать частичную защиту обмоток от механических повреждений. Броневой магнитопровод применяется лля сухих трансформаторов малой мощности. 22ля уменьшения магнитно~о сопротивления стыков отдельных листов магннтопровода листы в стыках обычно шихтуются (рис. 9.30), т. е, укладываются впереплет.
а' Рнс. 9.2В ян Рнс. 9.29 Рнс. 9.30 227 Обмотки ВН и НН в зависимости от их взаимного расположения пад. разделяются на концентрические' и чередующиеся. Конце1гтрические обмотки применяются в большинстве трансформаторов. Простейшая из них — цилиндрическая обмотка, катушки которой имеют форму двух кааксиальных шглпндров (ВН и НН на рис, 9.28) . Ближе к стержню располагается обмотка НН, так как ее проще изолировать от магнитопровода. Обмотка ВН охватывает обмотку НН. Обмотки отделяются друг ат друга изолирующим цилиндром из специального картона или бумаги, пропитанной бакелитом. Относительно редко, преимущественно в броневых трансформаторах, применяются чередующиеся обмотки, в которых чередуются положенные друг на друга дискообразные катушки НН и ВН (рис.
9.29), причем крайние катушки, прилега1ощие к ярму, должны относиться к обмотке НН. 9.16. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРОВ Мощность потерь в зрансформвторе относительно номинальной мала, на ее значение в трансформаторах большой мощности может быть велико, поэтому одной из важнейших задач при кочструировании трансформаторов является обеспечение отвода в окружающую среду теплотьь нагреваюшей обмотки и малпгтопровод. Задача эта тем сложнее, чем больше мощность трансформатора При заданных индукции в магнитопроводе и плотности тока в обмотках мошвость потерь возрастает пропорционш1ьно увеличению объема трансформатора, т.
е. пропорционально кубу увели~ения его линейных размеров, а поверхность теплоотдачи увеличиваегся лишь пропорционально квадрату увеличении линейных размеров. Следовательно, с увеличением мощности трансформатора приходится искусственно увеличивать поверхность охлаждения и усиливать теплаотдачу с этой поверхности. Ухудшение условий тепло- отдачи с ростам мощности наблюдается в большинстве электрических машин и аппаратов Для охлаждения трансформатора применяются: естественное воздушное охлаждение, естественное масляное охлаждение, масляное охлаждение с принудительным воздупл1ым охлаждением, мащ1яное охлаждение с принудительной циркуляцией масла. Естественное нозлушное охлаждение применяется в сухих трансформаторах: теплота, выделяющаяся в трансформаторе, отдае~ся непосредственно окружая~шему воздуху.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
