Трансформаторов рассмотрим

Напряжение синхронных генераторов электрических станций относительно невелико: 15000 — 24000 В, сечение проводов и потери мощности в проводах линии передачи при этом напряжении были бы слишком велики. Поэтому на электрических станциях с помощью трансформаторов напряжение повышают до 110000 — 750000 В и электроэнергию передают при таком напряжении к местам потребления. Энергия столь высокого напряжения не может быть непосредственно использована подавляющим числом потребителей, поскольку они рассчитаны по технико-экономическим соображениям и условиям безопасности для работы при относительно низком напряжении — порядка 220 — 380 — 500 В. Следует отметить, что имеется довольно широкая группа потребителей, работающих при напряжении 10 (6) кВ. Поэтому в местах потребления электрической энергии (в конце линии передачи) напряжение понижают до требуемых значений также с помощью трансформаторов. Это — одна из основных областей применения трансформаторов, где без них обойтись невозможно.

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.

валентных источников равны входным сопротивлениям двухполюсников. Для определения входных сопротивлений трансформаторов (двухполюсников) надо закоротить шины первичных обмоток (шины (/] сети большой мощности) и измерить сопротивления со вторичной стороны. Следовательно, входные сопротивления равны сопротивлениям короткого замыкания ZKi и ZKn трансформаторов. Эквивалентная (расчетная) схема для двух трансформаторов, работающих на общую нагрузку, изображена на 13.30,е.

Нагрузка трансформаторов, работающих параллельно, должна распределяться пропорционально их номинальной мощности. Это возможно при выполнении третьего требования. В противном случае один трансформатор будет перегружен, а другой недогружен.

зация уравнений. При этом рассматриваются режимы малых колебаний, приращения переменных считаются линейными. Исследование статической устойчивости на основе малых гармонических возмущений оправдано, так как в таких задачах необходимо учитывать параметры линии и других электрических машин и трансформаторов, работающих в одной сети с рассматриваемой синхронной машиной. Для анализа динамики синхронных машин имеет важное значение исследование сложных переходных процессов при неправильной синхронизации, повторном включении, исследование крутильных колебаний валопроводов мощных агрегатов.

При анализе статической и динамической устойчивости параллельной работы синхронных машин широко используется линеаризация уравнений. При этом рассматриваются режимы малых колебаний, приращения переменных считаются линейными. Исследование статической устойчивости на основе малых гармонических возмущений оправдано, так как в таких задачах необходимо учитывать параметры линии и других электрических машин и трансформаторов, работающих в одной сети с рассматриваемой синхронной машиной. Для анализа динамики синхронных машин имеет важное значение исследование сложных переходных процессов при неправильной синхронизации, повторном включении, исследование крутильных колебаний валопроводов мощных агрегатов.

В последние годы в зарубежной практике отмечались случаи повреждений трансформаторов, работающих в блоках с генераторами, вследствие недопустимого повышения индукции в магнитных системах. Указывается, что такие явления, маловероятные при параллельной работе блока с системой, иногда возникают при пуске и останове блоков, работающих при пониженной частоте, при недопустимо высоком возбуждении генераторов. Предлагаются защиты от таких режимов. Отечественная практика пока не подтвердила необходимость установки таких защит.

Потери на вихревые токи зависят от удельного сопротивления материала сердечника и от частоты магнитного поля. Чтобы уменьшить эту составляющую потерь, для сердечников применяют специальные трансформаторные стали с большим удельным сопротивлением. Кроме того, сердечник изготавливают из тонких листов, изолированных друг от друга. Чем выше частота тока, тем больше потери на вихревые токи, поэтому сердечники трансформаторов, работающих на высоких частотах, делают из более тонкого материала.

Сборку из штампованных пластин производят «впередышку» или встык ( 8.5). В первом случае обеспечивается минимальный воздушный зазор в магнитопроводе, что необходимо для трансформаторов, работающих без постоянного подмагничивания, и для силовых трансформаторов. При сборке встык за счет установки между Ш-образными и замыкающими пластинами прокладки из изоляционного материала можно получить немагнитный зазор, что требуется для трансформаторов, работающих с постоянным подмагничиванием.

В процессе работы трансформатора его изоляция изнашивается. Срок службы изоляции трансформатора в основном определяется температурой нагрева его обмоток, зависящей от нагрузки и условий охлаждения. Для трансформаторов, работающих в условиях максимальной температуры воздуха +40°С, превышение температуры (перегрев) обмоток над температурой воздуха не должно быть более +65°С. Таким образом, наибольшая допустимая температура нагрева обмоток составляет 40 + 65= 105°С.

Для трансформаторов, работающих при частоте 400 и 500 Гц, магнитол роводы выполняют из специальных сортов электротехнической стали с малыми удельными потерями при повышенной частоте, а также из железоникелевых сплавов типа пермаллой, которые имеют большие начальную и максимальную магнитные проницаемости и позволяют получить магнитные поля с большой индукцией при сравнительно слабой напряженности. Толщина листов составляет 0,2; 0,15; 0,1 и 0,08 мм. При более высоких частотах магнитопроводы прессуют из порошковых материалов (магнитодиэлектриков и ферритов).

Регулирование напряжения с помощью трансформаторов. Рассмотрим понижающие трансформаторы тяговых подстанций постоянного тока со ступенчатым регулированием напряжения под нагрузкой. Обмотки трансформаторов выполняют с ответвлениями, присоединение к которым осуществляется специальным переключателем без разрыва цепи тока. На тяговых подстанциях понижающие трансформаторы присоединены к первичной сети в точках с различными значениями подводимого напряжения. У таких трансформаторов ответвления выполня-

Принцип работы вращающихся трансформаторов рассмотрим на примере получения синусной функции угла поворота ротора (синусный вращающийся трансформатор, 7.3, а). В этом режиме ста-торная обмотка возбуждения В^В2 присоединена к источнику переменного напряжения й\. Роторная обмотка С\С2 подключена к внешней нагрузке, характеризуемой сопротивлением ZHarp.c =

В последнее время расширяется применение трансформаторов с элементами, подмагничиваемыми постоянным током. Предложено значительное число разновидностей трансформаторов. Рассмотрим в качестве примера один из подобных трансформаторов ( 18-11).

В последнее время расширяется применение трансформаторов с элементами, подмагничиваемыми постоянным током. Предложено значительное число разновидностей трансформаторов. Рассмотрим в качестве примера один из подобных трансформаторов ( 18-11).