Однофазных трансформаторах

Для трехфазной цепи (гл. 3) можно воспользоваться трансформаторной группой - тремя однофазными трансформаторами ( 9.20, а). Но можно объединить три однофазных трансформатора в один трехфазный аппарат и при этом получить экономию материалов. Покажем наглядно, что обусловливает экономию материала при построении трехфазного трансформатора.

Для измерения напряжения фаз по отношению к земле с целью контроля изоляции в трехфазных системах с незаземленной нейтралью применяют схемы по 2.25, в, г. Первая из них содержит три однофазных трансформатора напряжения, соединенных в звезду, с заземленной нулевой точкой как со стороны высшего, так и со стороны низшего напряжений. Вольтметры 1/2 при отсутствии замыкания на землю показывают фазное напряжение. При замыкании на землю одной из фаз системы вольтметр 1/2 этой фазы покажет напряжение, близкое к нулю, а два других вольтметра увеличат свои показания до значения, близкого к линейному напряжению.

Вентилятор с трехфазным двигателем на 12 В подключают в цепь через два однофазных трансформатора 380/12 В, соединенные по схеме неполной звезды. Вентилятор засасывает сравнительно чистый воздух над кабиной и создает в ней небольшое избыточное давление, препятствующее проникновению пыли сквозь щели.

Для трехфазной цепи (гл. 3) можно воспользоваться трансформаторной группой — тремя однофазными трансформаторами ( 9.20, в). Но можно объединить три однофазных трансформатора в один трехфазный аппарат и при этом получить экономию материалов. Покажем наглядно, что обусловливает экономию материала при построении трехфазного трансформатора.

Для трехфазной цепи (гл. 3) можно воспользоваться трансформаторной группой — тремя однофазными трансформаторами ( 9.20, а).. Но можно объединить три однофазных трансформатора в один трехфазный аппарат и при этом получить экономию материалов. Покажем наглядно, что обусловливает экономию материала при построении трехфазного трансформатора.

Задача 10.7. Два однофазных трансформатора с номинальными напряжениями t/lH = 3000 в и t/2H = 400 в должны подключаться к общим шинам на параллельную работу. Маркировка концов вторичных обмоток отсутствует и правильность параллельного включения проверяется с помощью включения вольтметра.

Задача 10.8. Два однофазных трансформатора установлены на параллельную работу. Оба имеют одинаковые номинальные мощности 5„ = 50 ква и напряжения первичных и вторичных обмоток, но различные напряжения короткого

Во избежание нежелательного повышения выпрямленного напряжения до 1,35 иг при токе нагрузки меньше критического параллельно нагрузке Ru включают балластный резистор, обеспечивающий нагрузку порядка 0,02 /01ЮМ или же параллельно уравнительному реактору включают вспомогательный источник напряжения тройной частоты, мощность которого составляет 0,1 -т- 0,2% от мощности выпрямителя. Благодаря этому магнитный поток тройной частоты существует в сердечнике реактора независимо от нагрузки. Утроителем частоты являются обычно три однофазных трансформатора, первичные обмотки которых соединены в звезду, а вторичные обмотки — в открытый треугольник. Поворот фазы напряжения тройной частоты на 180° осуществляется вспомогательным однофазным трансформатором.

3. Трехфазный трансформатор. Если три однофазных трансформатора соединить в один трехстержневой, то получится трехфазный трансформатор ( 96). На стержнях расположены первичная и вторичная обмотки отдельных фаз. Выводы обмоток высшего напряжения обозначены большими буквами: А, В, С — начала обмоток, X, У, Z — концы. Выводы обмоток низшего напряжения обозначены малыми буквами: а, Ь, с — начала обмоток, х, у, z — концы (см. 96). Вывод нулевой точки обозначен знаком 0. Обмотки трехфазного трансформатора соединяют звездой или треугольником. В условных обозначениях схем трехфазных трансформаторов за обозначением схемы ставят цифры 12 или 11. Эти цифры определяют собою угол сдвига вторичного линейного напряжения относительно первичного линейного напряжения, что необходимо знать при включении трансформаторов на параллельную работу. Коэффициент трансформации трехфазного трансформатора при одинаковых соединениях обмоток, т. е. Y/Y или А/Д, определяется

Печь с трехфазной индукционной единицей ( 15-6) может иметь трехфазный трансформатор или три однофазных трансформатора. Последнее предпочтительно, несмотря на большую массу магнитопровода, так как обеспечивает более удобную сборку и разборку, которые приходится периодически производить при смене футеровки. Трехфазные индукционные единицы или группы однофазных единиц, число которых кратно трем, позволяют равномерно загрузить питающую сеть. Питание многофазных печей также осуществляется через регулировочные автотрансформаторы.

1.7.10. Два однофазных трансформатора, имеющие номинальные мощности 5ан = 250 кВ-А и SpK = 630 кВ-А и одинаковые напряжения короткого замыкания uKOi = ик$, работают параллельно. Определить нагрузку каждого трансформатора для случая, когда их общая нагрузка равна 700 кВ-А.

На 5.24 приведена схема утроителя частоты, выполненного на трех однофазных трансформаторах, первичные обмотки которых соединены звездой, а вторичные — открытым треугольником. Подобное соединение приводит к тому, что э. д. с. первых гармоник на выходе взаимно компенсируются, а э. д. с. третьих (и кратных трем) гармоник складываются. В связи о тем что э. д. с. более высоких, кратных трем гармоник (9, 15) оказывается весьма незначительной, на выходе получают практически синусоидальный ток утроенной частоты. Для улучшения формы кривой выходного напряжения на выходе может быть включен конденсатор С2. Первичные обмотки трансформаторов для повышения общего cos ф умножителя обычно шунтируются емкостью (С,).

В трехфазных трансформаторах фазные ЭДС двух обмоток, расположенных на одном и том же стержне, могут, так же как и в однофазных трансформаторах, либо совпадать, либо быть противоположными по фазе. Однако в зависимости от схемы соединения обмоток (Y или А) и порядка соединения их начал и концов получаются различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями. Для примера на 2.33 показаны схемы соединения обмоток Y/Y и соответствующие векторные диаграммы для нулевой (а) и шестой (б) групп; на 2.34 показаны схемы соединения обмоток Y/A и соответствующие векторные диаграммы для одиннадцатой (а) и пятой (б) групп.

В однофазных трансформаторах начала обмоток обозначаются А, а, а концы X, х. Большие буквы относятся к обмоткам высшего напряжения, а малые — к обмоткам низшего напряжения.

При соединении обмоток в звезду 3-й гармоники намагничивающего тока по обмоткам трансформатора замыкаться не могут. Поэтому потоки в однофазных трансформаторах будут несинусоидальными и, следовательно, ЭДС и фазные напряжения будут несинусоидальными ( 2.53). Наличие в потоке и ЭДС высших гармоник приводит к увеличению амплитудного значения фазного напряжения. Это является нежелательным, особенно в высоковольтных трансформаторах, так как приводит при проектировании трансформаторов к увеличению тол-

Правильный выбор направления намотки имеет, существенное значение Для получения заданной группы соединения обмотОК, а в однофазных трансформаторах — также для правильного соединения частей обмоток, расположенных на разных стержнях. Большинство обмоток трансформаторов обычно выполняется левой намоткой, болев удобной для обмотчика, работающего в основном правой рукой.

Если в двух однофазных трансформаторах с одинаковыми первичными и вторичными напряжениями отсутствуют стандартные буквенные обозначения зажимов обмоток, то для определения однопотенци-альных вторичных зажимов этих трансформаторов можно поступить следующим образом. Включают первичные зажимы этих трансформаторов в питающую сеть, затем соединяют проводником любые два вторичных зажима и измеряют вольтметром напряжение между двумя свободными зажимами ( 18.1). Если соединенные проводником вторичные зажимы трансформаторов имеют потенциалы разных знаков, то между свободными зажимами вольтметр покажет двойное вторичное напряжение. Следовательно, это соединение вторичных зажимов трансформаторов является неправильным ( 18.1,а). Для получения правильного их соединения нужно вторичные зажимы одного из трансформаторов поменять местами — провод от использованного зажима присоединить к свободному. Тогда показание вольтметра между новыми свободными вторичными зажимами будет равно нулю. Это соединение трансформатора правильно и свободные зажимы их можно электрически соединить друг с другом ( 18.1,б). Так как напряжения 1)'г и U"z в цепи вторичных обмоток направлены навстречу друг др.угу и они взаимно равны, то в этих обмотках никакого уравнительного тока не появится и оба трансформатора будут работать вхолостую.

Для шихтованных магнитных систем: при В с =« 1,0 Т в среднем бщ « «* 0,003 -т- 0,005 см, для стыковых бщ RS бп + 0,005 см, где бп — толщина прокладки в стыке, см. При увеличении индукции значения бш возрастают. В однофазных трансформаторах число сопряжений обычно равно четырем, в трехфазных стыковых — двум на фазу, в шихтованных — 21/3 *. Более подробные данные о выборе значения 6Щ будут даны ниже при изложении второго метода расчета магнитной цепи.

Правильный выбор направления намотки имеет существенное значение для получения заданной группы соединения обмоток, а в однофазных трансформаторах — также для правильного соединения частей обмоток, расположенных на разных стержнях. Большинство обмоток трансформаторов обычно выполняется левой намоткой, более удобной для обмотчика, работающего в основном правой рукой.

В однофазных трансформаторах угол между ЭДС ВН и НН может быть равен 0 или 180°; линейные ЭДС обмоток ВН и НН трехфазных трансформаторов могут быть сдвинуты на угол, кратный 30°. Поскольку этот угол во всех случаях кратен 30°, его удобно выражать не в градусах или радианах, а в числе делений часового циферблата (угол между его соседними делениями равен 30°).

В настоящее время в трансформаторостроении получает все большее применение холоднокатаная сталь (марки Э310, Э320, ЭЗЗО), так как по сравнению с горячекатаной она обладает большей магнитной проницаемостью и имеет меньшие удельные потери. Но при этом она резко анизотропна, т. е. ее высокие магнитные свойства наблюдаются только в направлении проката; в направлении же, поперечном прокату, они значительно хуже. Поэтому конструкции сердечников из горячекатаной стали непригодны для сердечников из холоднокатаной стали. Потребовалась разработка специальных конструкций, в которых, однако, усложняется процесс сборки сердечника и увеличивается трудоемкость его изготовления. В однофазных трансформаторах небольшой мощности применяется конструкция спирального сердечника, выполненного без стыков из ленточной холоднокатаной стали (см. 22-21).

Здесь: Я„ — номинальная мощность трансформатора, выраженная в ва; Еит — э. д. с. на виток: &ст — коэффициент, показывающий, какая часть номинальной мощности приходится на один стержень, в однофазных трансформаторах, в которых обмотка располагается