Трансформаторы используются

Трансформаторы, используемые в сетях распределения электроэнергии, называются силовыми; они имеют номинальную мощность от нескольких единиц до нескольких сотен тысяч киловольт-ампер.

Для изменения режима напряжения в цеховых электрических сетях напряжением до 1 кВ наиболее эффективным средством является варьирование коэффициента трансформации цехового трансформатора с помощью устройства ПБВ. Его устанавливают на высокой стороне трансформатора. Устройство имеет основное и несколько дополнительных ответвлений. Напряжение основного ответвления равно номинальному напряжению сети, от которой питаются данные цеховые ТП, т. е. 6 или 10 кВ. На этом ответвлении цеховые трансформаторы имеют номинальный коэффициент трансформации. В настоящее время трансформаторы, используемые на цеховых ТП, выпускаются с четырьмя дополнительными положениями ПБВ, отличающимися от основного (номинального) напряжения соответственно на +5: +2,5;; —2,5 и— 5%.

Трансформаторы, используемые для других целей, относят к группе специальных. Это, например, измерительные трансформаторы для контроля за режимом работы электротехнических установок и питания схем управления, сварочные, испытательные, трансформаторы для преобразовательных устройств, электротермических установок, для устройств связи, радио и др.

4) для питания различных цепей радио- и телевизионной аппаратуры, устройств связи, автоматики и телемеханики, электробытовых приборов, для разделения электрических цепей различных элементов этих устройств; для согласования напряжений и т. д. Трансформаторы, используемые в этих устройствах, обычно имеют малую мощность (от нескольких вольт-ампер до нескольких киловольт-ампер), невысокое напряжение, работают при частоте 50 Гц и более. Их выполняют двух-трех- и многообмоточными; условия работы, предъявляемые к ним требования и принципы проектирования весьма специфичны;

По числу фаз трансформаторы делятся на одно-и трехфазные. Трансформаторы, используемые в технике связи, подразделяют на низко- и высокочастотные.

Импульсные трансформаторы, используемые в блокинг-генераторах, имеют ряд отличий от обычных низкочастотных трансформаторов. Поскольку в импульсных трансформаторах происходит очень быстрое изменение магнитного потока, возрастают потери на гистерезис и вихревые токи. Для их уменьшения сердечник выполняют из высококачественной стали с большой начальной магнитной проницаемостью, пермаллоя или феррита. Толщину стальной ленты выбирают очень малой, иногда порядка одной сотой миллиметра. Как правило, используют витые сердечники. Вторичную обмотку располагают ближе к сердечнику, а затем наматывают первичную обмотку. Коэффициент трансформации обычно находится в пределах 0,5-1. Число витков не превышает нескольких десятков или сотен. Для уменьшения емкости между вторичной и первичной обмотками можно устанавливать электростатический экран в виде разрезанного кольца из тонкой ленты. В большинстве импульсных трансформаторов наматывают еще третью нагрузочную обмотку.

Трансформаторы, используемые для передачи импульсов напряжения или тока из одной электрической цепи в другую, называются импульсными. Эти трансформаторы имеют широкое применение в импульсной технике.

Трансформаторы, используемые на выходе двухтактных мощных каскадов, позволяют согласовать УЭ с нагрузкой, обеспечить требуемую мощность в нагрузке при

Принцип работы. Блокинг-генератором называют одно-каскадный релаксационный генератор, в котором положительная обратная связь входной и выходной цепей обеспечивается за счет использования импульсного трансформатора. Импульсные трансформаторы, используемые в блокинг-генераторах, могут иметь как ненасыщающийся сердечник (см. § 2.3), так и сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса. Последнюю разновидность трансформаторов чаще всего применяют в логических схемах, использующих гистерезисные свойства насыщающегося сердечника (феррит-транзисторных ячейках). В этой главе рассматриваются блокинг-генераторы

"и/Распределение электрической энергии между промышленными предприятиями, городами и сельскими районами, а также внутри промышленных предприятий производится по воздушным и кабельным линиям при напряжениях 220, 110, 35, 20, 10, 6 кВ. Следовательно, во всех узлах распределительных сетей должны быть установлены трансформаторы, понижающие напряжение. Такие трансформаторы также необходимо устанавливать непосредственно у потребителей электроэнергии, так как большинство потребителей переменного тока работает при напряжениях 220, 380, 660 В. Таким образом, электрическая энергия при передаче от электрических станций к потребителям подвергается многократной трансформации (5 раз и более). Трансформаторы, используемые

Трансформаторы, используемые в усилительной технике, подразделяются на входные, межкаскадные (иногда называемые согласующими) и выходные.

Трансформаторы широко используются во всякого рода измерительных устройствах, радиоприемниках, телевизорах, осциллографах, для местного освещения и т. п. В этих случаях трансформатор преобразует имеющееся стандартное напряжение электрической сети в напряжение другого значения, которое необходимо для питания отдельных элементов электротехнических устройств. Во многих случаях трансформаторы имеют несколько обмоток. Трансформаторы используются в сварочных и электротермических установках. Трансформаторы широко используются при измерении тока, напряжения и мощности в электрических цепях с большим напряжением или с большими токами. Они называются измерительными. Существует много специальных трансформаторов, работающих во всякого рода автоматических установках, напряжение на их обмотках во многих случаях несинусоидальное. В этой книге рассматриваются трансформаторы, работающие в цепях синусоидального тока.

При использовании двух (или большего числа) катушек индуктивности реализуется электромагнитный трансформатор. Эти катушки индуктивности (на одном сердечнике) принято называть обмотками трансформатора. Отношение амплитуды переменного напряжения, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора, к амплитудному значению напряжения, подаваемого на первичную обмотку, называется коэффициентом трансформации /Ст. Ток' во вторичной обмотке соответственно отличается от тока первичной обмотки. В повышающем напряжение трансформаторе Кт>1, а в понижающем — К, < I. Трансформаторы различных типов могут работать в разном частотном диапазоне и выполнять различные функции. Наиболее широко трансформаторы используются во вторичных источниках электропитания.

Идеальный трансформатор изменяет модуль сопротивления нагрузки в п2 раз. Поэтому трансформаторы часто применяют для изменения уровня сопротивлений с целью согласования нагрузки с конечным внутренним сопротивлением источника. Трансформаторы используются также для изменения уровня напряжений или токов в устройствах передачи и распределения электрической энергии, для электрической развязки (изоляции) двух цепей, для изменения полярности напряжения и т. д.

По использованию трансформатора самыми невыгодными являются однополупе-риодные схемы. В двухполупериодных схемах лучше используется первичная обмотка трансформатора. Для всех однотактных схем (одно- и двухполупериодных) первичная обмотка должна быть рассчитана на меньшую мощность Р < Яц, так как в ней нет тока постоянной составляющей, а в двухполупериодных схемах — еще и токов четных гармоник. В двухтактных схемах Р1 = Ри = Рт и трансформаторы используются лучше, чем в однотактных.

маторы. Обычно трехобмо-точные трансформаторы имеют одну первичную обмотку и две вторичных, от кото-рык питаются отдельные сети, имеющие различное напряжение ( IV.45). Один трехобмоточный трансформатор заменяет два двух-обмоточных, имеющих разные коэффициенты трансформации. Трехобмоточные трансформаторы используются на электрических станциях и подстанциях для питания распределительных сетей с различными номинальными напряжениями. Однофазные трансформаторы с тремя и более обмотками нашли широкое применение в радиотехнических устройствах.

Поворотные трансформаторы используются в качестве синусных поворотных трансформаторов, в которых u=Um sin а; синусно-коси-нусных поворотных трансформаторов, в которых u/i = ?/m sin a, «s=»t/mcosa; линейных поворотных трансформаторов, в которых ?/— **ka.

Трехфазные трансформаторы используются для питания трехфазных или двухфазных печей, имеющих либо общий трехфазный магнитопровод, либо два или три отдельных магнитопровода стержневого типа.

Трансформаторы разделяются по назначению на силовые и специальные. К специальным относятся измерительные, сварочные, автотрансформаторы и трансформаторы местного освещения. Силовые трансформаторы используются для передачи электрической энергии от электростанций и подстанций к приемникам электрической энергии.

Поворотные (вращающиеся) трансформаторы (ПТ) представляют собой индукционные электрические машины малой мощности переменного тока. Они относятся к информационным электрическим машинам автоматических устройств. Поворотные трансформаторы используются как преобразователи механического перемещения угла поворота ротора а в электрический сигнал — выходное напряжение U, амплитуда которого находится в определенной функциональной зависимости от угла поворота ротора.

В настоящем учебном пособии авторы стремились изложить вопросы в последовательности, соответствующей этим общим закономерностям. Хотя изучение элементов устройств релейной защиты и автоматики энергосистем необходимо в основном для курсов релейной защиты и автоматизации энергосистем, порядок изучения элементов должен, по нашему мнению, соответствовать внутренним закономерностям самих элементов, а не использованию их в соответствующих устройствах. Совместно должны рассматриваться те элементы, построение и расчет которых подчиняются одинаковым или близким законам, а не те, которые используются для определенного вида устройств защиты и автоматики. Это тем более необходимо, что одни и те же элементы (например трансформаторы) используются в самых различных устройствах защиты и автоматики.

В импульсной технике широко применяются ключевые схемы с трансформатором. В нелинейных усилителях трансформаторы используются для изменения амплитуды и полярности выходных импульсов, а также для разделения по постоянному току последующих за усилителем элементов и узлов. При помощи многообмоточных трансформаторов получают импульсы, находящиеся в определенных амплитудных и фазовых соотношениях. Применение трансформатора во входной цепи ключевого элемента позволяет увеличить усиление высокочастотной части спектра импульса, что способствует уменьшению искажений крутых перепадов. Благоприятное влияние согласующих трансформаторов на качество воспроизведения крутых перепадов особенно заметно в транзисторных схемах.