Трансформатора возникают

Модулятор с вибропреобразователем представляет собой маломощный электромагнитный контактор, периодически (с частотой тока, питающего катушку электромагнита) подключающий входное напряжение то к верхней, то к нижней (по схеме) половине первичной обмотки трансформатора ( 6.22). При этом ток в первичной обмотке изменяет направление. Во вторичной обмотке трансформатора возникает переменное напряжение. Обычно применяется повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации до 10, поэтому амплитуда напряжения «i в несколько раз больше входного напряжения.

Работу выпрямителя удобно рассматривать с помощью временных диаграмм 9.2, б. В первый полупериод, т. е. в интервале времени О — Т/2, диод открыт, так как потенциал точки а выше потенциала точки Ь, и под действием напряжения в цепи вторичной обмотки трансформатора возникает ток t'H. В интервале времени Т/2 — Т диод закрыт, ток в нагрузочном резисторе отсутствует, а к запертому диоду прикладывается обратное напряжение и2.

Импульсно-потенциальный клапан состоит из диода и трансформатора, по обмотке которого протекает ток только во время поступления импульса при наличии на другом входе клапана потенциала, соответствующего значению логического 0. При этом на выходе клапанов во вторичной обмотке трансформатора возникает импульс, соответствующий логической 1 (см. 3-12). Для увеличения числа входов импульсно-потенциально-го клапана используется трансформатор с несколькими первичными и одной вторичной обмотками.

С увеличением мощности трансформатора возникает необходимость все более интенсивного его охлаждения. Трансформаторы с системой охлаждения С, получившие название «сухих трансформаторов», выпускаются на мощность до 1600 кВ-А. Трансформаторы с системой охлаждения М, в которых магнитопровод и обмотки помещены в бак, заполненный маслом, выпускаются на мощность до 16 MB -А. Трансформаторы этого типа мощностью до 32 кВ-А имеют гладкие бак и крышку, трансформаторы мощностью от 50 до 250 кВ-А — бак с ребрами, мощностью до 1000 кВ-А — бак с охлаждающими трубами, а мощностью 1600 — 16000 кВ-А — бак с трубчатыми радиаторами. Изменение конструкции трансформаторов при увеличении их мощности вызвано несоответствием между коэффициентом теплоотдачи от масла к стенке бака ам-б и коэффициентом теплоотдачи от стенки бака к воздуху ао-в-

В многослойной цилиндрической обмотке с последовательным соединением слоев вследствие значительного числа витков в слое между соседними витками, лежащими в разных слоях, могут возникнуть значительные напряжения. Так, между первым витком какого-либо слоя и рядом лежащим последним витком последующего слоя при нормальной работе трансформатора возникает рабочее, а при испытании индуктированным напряжением — испытательное напряжение двух слоев обмотки. В трансформаторах мощностью до 630 кВ-А при классе напряжения от 3 до 35 кВ суммарное рабочее напряжение двух слоев может достигнуть 5000—6000В, а испытательное 10000— 12000 В. Собственная изоляция провода в этих условиях оказывается недостаточной, и для обеспечения электрической прочности обмотки приходится применять дополнительную изоляцию между слоями. В качестве такой междуслойной изоляции с успехом применяется кабельная бумага, положенная в несколько слоев ( 5-25), Применение меньшего числа слоев более толстого

В результате разброса параметров транзисторов TI и Т2 коллекторные токи в момент подключения источника питания оказываются различными, и в сердечнике трансформатора возникает результирующий поток, определяемый разностным током транзисторов. При правильном подключении базовых обмоток, обеспечивающем положительную обратную связь в схеме, направление этого потока таково, что наводимая э. д. с. на обмотках трансформатора способствует отпиранию транзистора с большим током и запиранию транзистора с меньшим током. Этот процесс развивается лавинообразно и завершается насыщением одного транзистора (например, TI) и запиранием другого (Т2). После отпирания TI (мо-

разных слоях, могут возникнуть значительные напряжения. Так, между первым витком какого-либо слоя и рядом лежащим последним витком последующего слоя при нормальной работе трансформатора возникает рабочее, а при испытании индуктированным напряжением — испытательное напряжение двух слоев обмотки. В трансформаторах мощностью до 630 кВ-А при классе напряжения от 3 до 35 кВ суммарное рабочее напряжение двух слоев может достигнуть 5000—6000 В, а испытательное 10000—12000 В. Собственная изоляция провода в этих условиях оказывается недостаточной, и для обеспечения электрической прочности обмотки приходится применять дополнительную изоляцию между слоями. В качестве такой междуслойной изоляции с успехом применяется кабельная бумага, положенная в несколько слоев ( 5.21). Применение меньшего числа слоев более толстого электроизоляционного картона не оправдывает себя, так как картон менее эластичен, чем кабельная бумага, и при намотке сильно натянутого провода при не совсем гладкой поверхности обмотки иногда дает местные изломы, что в дальнейшем приводит к пробою междуслойной изоляции.

Вместе с ростом мощности трансформатора возникает необходимость в развитии его системы охлаждения (см. § 3.4), основные элементы которой размещаются на баке трансформатора. Увеличение поверхности охлаждения может производиться различными путями. В трансформаторах мощностью до 630 кВ-А включительно возможно использование бака со стенками из тонколистовой стали толщиной 1,0—1,5 мм, имеющими форму волновой поверхности (см. 9.11). У этих же трансформаторов увеличенная охлаждаемая поверхность может быть образована установкой стальных гнутых труб с толщиной стенки 1,0—1,5 мм. Стальные круглые трубы диаметром 30—60 мм или овальные располагаются вертикально параллельно стенке бака. Концы труб изгибаются и ввариваются в верхнюю и нижнюю части стенки. В случае необходимости вокруг бака располагаются два-три и, как правило, не более четырех рядов труб. Бак этого типа обеспечивает хорошую теплоотдачу, обладает высокой механической прочностью, прост в производстве. Трубчатый бак находит применение также и в трансформаторах мощностью 1000—1600 кВ-А.

2. Вторичная цепь трансформаторов тока при наличии первичного тока не должна размыкаться, так как при ее размыкании в обмотках трансформатора возникает большая э. д. с., опасная для обслуживающего персонала и могущая привести к пробою изоляции обмо-

3 этап (стадия восстановления исходного состояния). Ток через магнитные элементы не может измениться скачком, поэтому при запирании транзистора в момент ^ на первичной обмотке трансформатора возникает противо-ЭДС (см. 3.1Э,<3). Нарастание напряжения на коллекторе транзистора может привести к его пробою, поэтому блокипг-генератор снабжен цепочкой Rc,Vo'- при ык>?,^ отпирается диод Ко и энергия из магнитной цепи трансформатора рассеивается на резисто-

В генераторах первого типа имеется зарядная цепь, содержащая реактор, диод и накопительный конденсатор, который заряжается до напряжения, близкого к удвоенному выпрямленному. При включении импульсного водородного тиратрона (тип ТГИ-1-700/25) конденсатор разряжается и на вторичной стороне выходного импульсного трансформатора возникает импульс тока. Частота импульсов достигает нескольких десятков килогерц при длительности от долей до единиц микросекунд. Необходимость в высоком зарядном напряжении (10— 15 кВ), ограниченный срок службы тиратрона, узкий диапазон частот и сложность изготовления импульсного трансформатора являются недостатками данной схемы.

Замыкание вторичной обмотки трансформатора накоротко в процессе эксплуатации приводит к тому, что при номинальном напряжении, подводимом к первичной обмотке, в обмотках трансформатора возникают весьма значительные токи, которые могут привести к выходу его из строя.

При холостом ходе трансформатора возникают потери только в меди первичной обмотки (вторичные обмотки разомкнуты и токи в них равны нулю):

При холостом ходе трансформатора возникают потери только в меди первичной обмотки (вторичные обмотки разомкнуты и токи в них равны нулю):

Добавочные потери в обмотках трансформатора возникают как от продольного поля рассеяния с осевым по отношению к обмоткам направлением индукционных линий, так и от поперечного поля с радиальным направлением линий. Поперечное поле, возникающее при неравномерном распределении тока (витков) по высоте обмот* ки и вследствие отклонения от осевого направления индукционных линий продольного поля вблизи торцов обмотки, имеет сложную форму, однако оно всегда может быть разбито на ряд участков с линейным распределением индукции, аналогичным 7-2. Для каждого такого участка расчет коэффициента добавочных потерь может быть произведен с применением формул (7-11), (7-12).

Добавочные потери в обмотках трансформатора возникают как от продольного поля рассеяния с осевым по отношению к обмоткам направлением индукционных линий, так и от поперечного поля с радиальным направлением линий. Поперечное поле, возникающее при неравномерном распределении тока (витков) по высоте обмотки вследствие отклонения от осевого направления индукционных линий продольного поля вблизи торцов обмотки, имеет сложную форму, однако оно всегда может быть разбито на ряд участков с линейным распределением индукции, аналогичным 7.2. Для каждого такого участка расчет коэффициента добавочных потерь может быть произведен с применением (7.11), (7.12).

С ростом мощности трансформатора возникают затруднения с отведением тепла от наружной поверхности бака. Это связано с тем, что потери в трансформаторе, приходящиеся на единицу поверхности, возрастают пропорционально первой степени линейного размера.

Между проводниками, по которым ток протекает в противоположные стороны, как это практически имеет место при коротком замыкании трансформатора, возникают механические усилия

Так как при работе трансформатора возникают потери в ферромагнитном сердечнике на гистерезис и вихревые токи, то активная мощность, потребляемая нагруженным трансформатором из сети

Замыкание вторичной обмотки трансформатора накоротко в процессе эксплуатации приводит к тому, что при номинальном напряжении, подводимом к первичной обмотке, в обмотках трансформатора возникают весьма значительные токи, которые могут привести к выходу его из строя.

Рассмотренная защита от перегрузок не позволяет полностью использовать перегрузочную способность трансформатора. Наиболее объективным критерием перегрузки является не ток, а температура изоляции обмотки трансформатора. На основе разработок Рижского политехнического института [73] созданы температурные реле с токовой коррекцией. Реле контролирует температуру изоляции с учетом температуры окружающей среды (масла) и нагрузки трансформатора до появления перегрузки. Температура масла контролируется непосредственно с помощью измерительного преобразователя (датчика) температуры, а температура изоляции обмоток — косвенно электрическим моделированием. Реле рекомендуется применять на двухтрансформаторкых подстанциях, где при аварийном отключении одного трансформатора возникают послеаварийные перегрузки оставшегося в работе трансформатора.

В некоторых случаях с целью создания более рациональных условий коммутации электрических цепей одна из обмоток трансформатора разделяется на две или большее число гальванически не связанных частей, суммарная номинальная мощность которых равна номинальной мощности трансформатора, а напряжения короткого замыкания которых относительно другой обмотки практически равны, так что эти части допускают независимую нагрузку или питание. Такие обмотки, обычно обмотки НН, называются расщепленными. Расположение частей расщепленной обмотки, предназначенной для питания двух независимых сетей, на стержне магнитной системы показано на 24.5, схема соединения обмоток трехфазного трансформатора — на 24.9. При коротком замыкании в цепи одной из частей расщепленной обмотки в обмотках трансформатора возникают токи и напряжения существенно меньшие, чем в том же трансформаторе с нерасщепленной обмоткой НН.

ряжении, подводимом к первичной обмотке, в обмотках трансформатора возникают весьма значительные токи, которые могут привести к выходу его из строя.