Determinarea empiric a randamentului transformatorului. Eficiența transformatorului

Construim dependența eficienței de sarcină. Când β= 0, puterea și eficiența utilă sunt egale cu zero. Odată cu creșterea puterii de ieșire, eficiența crește, deoarece valoarea specifică a pierderilor magnetice din oțel, care au o valoare constantă, scade. La o anumită valoare (β opt), curba de eficiență atinge un maxim, după care începe să scadă odată cu creșterea sarcinii.Motivul pentru aceasta este o creștere puternică a pierderilor electrice în înfășurări, care cresc proporțional cu pătratul actual.

Creșterea eficienței transformatoarelor cu câteva procente ar fi deja suficientă pentru a menține producția mai multor fabrici. Problema este energia risipită în timpul acestei transformări. Chiar și ca non-profesionist, acest lucru se realizează atunci când un fel de transformator aparate electrocasniceîncepe să fredoneze sau să se încălzească. Dar în cazul unei alimentări generale cu energie electrică, pierderile transformatoarelor gigantice la stațiile de conversie sunt mult mai mari.

Metoda de analiză prin interferometrie cu neutroni

Înainte de dezvoltarea interferometriei cu neutroni, cercetătorii care doreau să studieze magneții transformatori au trebuit să recurgă la așa-numita microscopie Kerr. Această metodă permite vizualizarea direcției de magnetizare pe suprafața unui miez de fier și derivarea domeniilor folosind anumite modele. Cu toate acestea, pentru a-l putea folosi, este necesar să îndepărtați stratul izolator de pe miezul de fier. Cu toate acestea, acest miez nu este alcătuit dintr-un bloc de fier, ci din mai multe foi suprapuse ultra-subțiri, fiecare dintre acestea fiind învelită cu un strat izolator de silicat de magneziu.

45. În ce stare este randamentul transformatorului maxim?

Eficiența maximă la transformatoarele de mare putere atinge limite foarte mari (0,98 ... 0,99).

β opt, la care randamentul are o valoare maxima, se poate determina prin luarea primei derivate dη/ dβ conform formulei și echivalând-o cu zero. eficienţă are maxim atunci când pierderile electrice din înfăşurări sunt egale cu pierderile magnetice din oţel.

Acest fenomen este legat de o altă funcție a acoperirii: inducerea tensiunii mecanice în tablă, care îmbunătățește structura domeniilor. Cu alte cuvinte, atunci când acoperirea este eliminată, se modifică și configurația domeniilor. De fapt, microscopia Kerr nu poate oferi o imagine originală a proceselor reale.

Înghețarea magnetică în vrac indusă de frecvență a pereților domeniului vizualizată prin imagistica în câmp întunecat cu neutroni. Proporțional cu puterea lor și constantă, indiferent de sarcina lor. De aceea este important să nu le măriți prea mult. Pe de altă parte, calibrarea insuficientă este, de asemenea, dăunătoare.

46. Factorul de sarcină optim la care randamentul transformatorului este maxim. Formulă.

47. Ce scheme de conexiune a înfășurării se folosesc la transformatoarele trifazate?

Transformatoarele trifazate pot fi conectate în stea, stea cu punctul zero, delta sau în zig-zag cu punctul zero.

Transformatoarele nu au randament maxim la sarcina maxima, ci la sarcina in jur de 50%. Incalzirea anormala a infasurarilor apare odata cu deschiderea protectiilor, oprirea instalatiei si imbatranirea prematura. În reînnoire, sarcina este mai ușoară decât în construcția nouă. Într-adevăr, se poate baza pe facturile la electricitate de altădată.

Se poate observa adesea că rezultatul acestei formule are ca rezultat o putere nouă mult sub transformatorul existent. Investiția suplimentară nu este nesemnificativă. Transformator electric - Componenta pasiva - Componenta electronica - Distributia energiei - Dispozitiv electromagnetic.

48. Care este particularitatea conexiunii în zig-zag?

O caracteristică a schemei „zig-zag” este că fiecare fază a înfășurării este împărțită în două părți egale (semifaze), care sunt plasate pe diferite tije ale circuitului magnetic și conectate între ele în serie și în contra.. EMF al fazei înfășurării conectate într-un „zig-zag” este egal cu diferența geometrică a EMF a semifazelor, care sunt deplasate cu 120 º. Prin urmare, pentru a obține egalitatea FEM de fază a înfășurării conectate conform schemei „stea” și a înfășurării conectate conform schemei „zigzag”, numărul de spire ale acesteia din urmă trebuie crescut cu 2/(3) 1/ 2 ~ 1,15 ori. Acesta este un dezavantaj al schemei „zig-zag”, deoarece cu o astfel de conexiune crește consumul firului de înfășurare.

Pagina înrudită

Un transformator electric este un convertor folosit pentru a modifica valorile tensiunii și curentului furnizat sursă alternativă electricitate, în tensiunea și curentul dispozitivului valori diferite, dar cu aceeași frecvență și formă. Efectuează această conversie cu rezultate excelente. Este similar cu un mecanism mecanic.

Se pot distinge transformatoare statice și întrerupătoare. Într-un transformator static, energia este transferată de la primar la secundar printr-un circuit magnetic format de corpul transformatorului. Aceste două circuite sunt apoi legate magnetic. Aceasta servește la asigurarea izolației galvanice între cele două circuite. Într-un comutator, energia este transferată mecanic între un generator și un motor electric.

49. În ce transformatoare se folosește conexiunea înfășurării în zig-zag?

Înfășurările primare și secundare ale transformatoarelor trifazate pot fi conectate conform schemelor „stea”, „stea cu punct zero”, „triunghi” sau „zigzag cu punctul zero”.

Schema de conectare în zig-zag

Vedere în secțiune a unui transformator trifazat. Instalare transformator. Înfășurările primare sau secundare pot avea conexiuni externe, cunoscute ca conectori, în punctele intermediare ale înfășurării, pentru a oferi o alegere a raportului de tensiune. La prize se pot conecta dispozitiv automat Schimbător de prize pentru circuitul de distribuție a frecvenței. Transformatoarele de frecvență audio folosite pentru a distribui sunetul la difuzoare au conectori care vă permit să reglați impedanța fiecăruia dintre difuzoare.

dispozitiv de răcire

Transformatorul de medie tensiune este adesea folosit în amplificatoarele de putere audio. Transformatoarele de modulație din transmițătoarele AM sunt în special identice. În domeniul energiei electrice de joasă tensiune și în domeniul electronicii, disiparea căldurii transformatoarelor se realizează prin simpla convecție naturală a aerului în jurul primarului și înfăşurare secundară.

Fiecare fază este formată din 2 bobine identice așezate pe tije diferite și interconectate în direcții opuse astfel încât vectorii EMF induși în ele să fie scăzuți.

50. Grup de conectare la transformator. Definiție.

Din prelegeri- GRUPURI DE CONEXIUNI ALE ÎMBROȘILOR TRANSFORMATORULUI

Transformatoarele sunt împărțite în grupuri în funcție de defazajul dintre tensiunile liniare măsurate la bornele cu același nume.

În cazul de înaltă tensiune și puternic circuite electrice pot fi echipate transformatoare diverse sisteme răcire. Sistemul de răcire este întotdeauna conectat la un dispozitiv cu senzor de temperatură care acționează ca un termostat. Uleiul continut in rezervor are un dublu rol: transfer termic si dielectric.

Funcționarea unui transformator monofazat

În cele din urmă, în domeniul difuzării de mare putere, transformatoarele de impedanță și de reglare constau uneori dintr-un șoc uriaș rigid de cupru în care circulă apa pură.

Transformator ideal sau ideal

Este un transformator virtual fără pierderi și este folosit pentru a simula transformatoare reale care sunt recunoscute ca o asociere a unui transformator ideal și a diferitelor impedanțe.

transformatoare monofazate. În ele, tensiunile înfășurărilor primare și secundare pot fi în fază sau pot fi deplasate cu 180 o

Grupurile de compuși sunt notate cu numere întregi din 0 inainte de 11. Numărul grupului este determinat de valoarea unghiului, prin care vectorul de tensiune liniară al înfășurării de JT rămâne în urmă cu vectorul de tensiune liniară al înfășurării de înaltă tensiune. Pentru a determina numărul grupului, acest unghi trebuie împărțit la 30°.

În cazul în care combinația de pierderi și scurgeri ale fluxului este neglijată, raportul dintre numărul de spire primare și numărul de spire secundare determină complet raportul de transformare al transformatorului. Deoarece pierderile sunt neglijate, puterea este transferată complet, astfel încât intensitatea curentului în secundar va fi invers, ceea ce este de aproape 19 ori mai mare decât în primar.

Pierderea de putere a transformatorului

Despre egalitatea forțelor vizibile: fie: se atrage. Acesta este un set de autotransformatoare, deoarece conține o singură bobină. Ramura de ieșire a înfășurării secundare poate fi deplasată printr-un contact de alunecare pe spirele înfășurării primare. Transformatorul de izolare este destinat doar să creeze izolatie electricaîntre mai multe circuite din motive de siguranță sau pentru a rezolva probleme tehnice. Setul de transformatoare primare izolate secundar va fi recunoscut ca transformator de izolare; totuși, în practică, denumirea este folosită pentru a se referi la transformatoare a căror tensiune de ieșire are aceeași valoare efectivă ca și tensiunea de intrare.

Pentru transformatoarele monofazate sunt posibile doar două grupuri de conexiuni: zero și a șasea.

În funcție de schema de conectare a înfășurărilor (U și D) iar ordinea de conectare a începuturilor și sfârșiturilor acestora se obțin unghiuri de fază diferite între tensiunile liniare.

Un transformator de izolare are două înfășurări, aproape similare cu înfășurările primare și secundare. Numărul de spire ale înfășurării secundare este adesea în special puțin mai mare decât numărul de spire ale primarului, pentru a compensa căderea de tensiune scăzută în timpul funcționării, secțiunile de fir de pe înfășurările primare și secundare sunt similare prin aceea că intensitatea curentului. este același. Ele sunt, de exemplu, utilizate pe scară largă în sălile de operație: fiecare cameră din bloc este echipată cu propriul transformator de izolare pentru a evita o defecțiune a acestuia care să provoace defecțiuni în altă încăpere.

La conectarea înfășurării JT conform schemei Z n și a înfășurării HV conform schemei Y tensiuni de fazăînfășurările de JT sunt deplasate în raport cu tensiunile de fază corespunzătoare ale înfășurării HV cu un unghi de 330 °, adică cu o astfel de conexiune avem a unsprezecea grupă. Acest lucru se explică prin faptul că există același unghi între vectorii de tensiune liniară.

Un transformator este încă un transformator de impedanță, dar electronica dă acest nume transformatoarelor care nu sunt utilizate în circuitele de putere. Un transformator de impedanță este conceput în esență pentru a adapta impedanța de ieșire a unui amplificator la sarcina acestuia.

Transformatorul este apoi folosit nu numai pentru a adapta impedanța și nivelul de ieșire al dispozitivelor la intrările microfonului mixerului, ci și pentru a se potrivi cu ieșirea dispozitivelor conectate. Tehnologia de înaltă frecvență folosește și transformatoare cu un circuit magnetic din ferită sau fără circuit magnetic pentru a adapta impedanțele de ieșire ale amplificatorului, liniei de transmisie și antenei. Într-adevăr, pentru un transfer optim de putere de la amplificator la antenă, viteza undelor staţionare trebuie să fie egală. Transformatoarele de măsurare reprezintă interfața dintre rețeaua electrică și dispozitivul de măsurare.

De pe internet- Determinarea grupului de conectare a transformatoarelor trifazate

Grupul de conectare al transformatorului caracterizează defazajul dintre vectorii de tensiune liniare ai înfășurărilor primare și secundare. Grupul de conexiune este de obicei exprimat ca un număr obținut prin împărțirea la 30 a unghiului (în grade) cu care vectorul de stres secundar rămâne în urmă cu vectorul de stres primar corespunzător.

Puterea disponibilă pe bază secundară este determinată în funcție de nevoi Aparat de măsură. Transformatoarele sunt o parte integrantă reteaua electrica. Fiabilitatea lor afectează direct fiabilitatea rețelei. Eșecul acestui dispozitiv critic poate afecta întreaga rețea și poate contribui la instabilitatea rețelei. Deoarece înlocuirea unui transformator de înaltă tensiune necesită un anumit nivel de organizare din mai multe motive, cum ar fi timpul de lucru al șoferilor care depășește uneori un an, se recunoaște că pregătirea pentru acest echipament este benefică pentru buna funcționare a rețelei.

La transformare energie electrica o parte din el este cheltuită pentru a acoperi pierderile, care sunt împărțite în electrice și magnetice. Toate pierderile sunt active.

Pierderi electrice datorita incalzirii infasurarilor transformatorului la trecerea prin ele curent electricși sunt determinate de suma pierderilor electrice din înfășurările primare și secundare:

Controlul adecvat al unui transformator de înaltă tensiune necesită informații despre starea transformatorului. Există diverse componente ale unui transformator care trebuie inspectate și evaluate pentru a determina starea lui generală și mai multe teste pot furniza aceste informații. Aceste teste includ rezistența de izolație a transformatorului, rezistența înfășurării, analiza răspunsului la frecvență de scanare și controalele sarcinii. Pe pagina Aplicații Transformer.

Echipament de testare a transformatoarelor

Testul care trebuie efectuat diferă în funcție de stadiul de viață al transformatorului, dar ar trebui să includă cel puțin screening de rutină. Acest lucru ne aduce la problema importantă a selectării echipamentelor de testare a transformatoarelor. Cu toate că echipament de test poate minimiza dificultatea, testarea și evaluarea transformatoarelor rămâne o provocare. Chiar și cu hardware foarte precis, este posibil ca rezultatele să nu reprezinte cu exactitate starea dispozitivului. Testarea unui transformator poate fi influențată de pregătirea acestui test, mediu inconjurator sau verificarea conductoarelor de legătură ale acestuia.

,
unde este numărul de faze din înfășurările transformatorului (de obicei 1 sau 3); – pierderi scurt circuit la sarcina nominală.

Se numesc pierderi electrice variabile, deoarece acestea depind de curentul de sarcină (proporțional cu pătratul).

Pierderi magnetice apar în circuitul magnetic al transformatorului datorită prezenței unui flux magnetic alternativ în acesta. Acest flux provoacă două tipuri de pierderi în circuitul magnetic: pierderi de la curenții turbionari din oțelul circuitului magnetic și pierderi de la histerezis (inversarea magnetizării) asociate cu consumul de energie pentru distrugerea magnetismului rezidual din materialul feromagnetic al circuitului magnetic. :

Organizațiile de standardizare nu mai oferă un „factor de corecție” și recunosc că fiecare transformator se modifică în temperatură și stare. Acesta este unul dintre punctele forte ale lui Megger. Nu vă informăm doar despre diferențele de testare, dezvoltăm și integrăm mecanisme de securitate în soluțiile noastre.

Suntem inovatori constanti hotarati sa mergem mai departe. Testele noastre de conductoare sunt făcute astfel încât să rămână pe loc în timp ce trimitem curent. Atenția la detalii, siguranța și ușurința în utilizare sunt inerente produselor noastre. Furnizarea de echipamente și soluții de testare este obiectivul nostru. Câștigarea și menținerea încrederii dvs. este scopul nostru.

Pierderile de histerezis sunt direct proporționale cu frecvența de remagnetizare (), iar pierderile de curent turbionar sunt proporționale cu pătratul acesteia (). Pierderile magnetice totale sunt considerate a fi proporționale cu frecvența cu puterea de 1,3, i.e. . Deoarece frecvența curentului este constantă, iar mărimea fluxului magnetic la o sarcină care nu o depășește pe cea nominală practic nu se modifică, se consideră pierderile magnetice. permanent, adică independent de sarcină. Din acest motiv, pierderile magnetice sunt aproape egale cu pierderile în gol.

Care sunt unele soluții pentru puterea murdară?

În această secțiune veți găsi o listă cu cele mai frecvente întrebări. Dacă nu aveți un răspuns la întrebările dvs., vă rugăm să nu ezitați să ne contactați folosind formularul de mai jos. Sunt atât de multe soluții încât există probleme. Am rezumat câteva soluții și gama lor de preț în tabelul de mai jos.

Protectoarele de supratensiune nefiltrate sunt ieftine și pot oferi protecție împotriva supratensiunii sau a altor supratensiuni, dar nu filtrează zgomotul negativ. Mai bine cunoscut ca un supresor de supratensiune. Filtrele de suprimare a supratensiunii sunt soluții ieftine pentru suprimarea zgomotului și protecția la supratensiune.

Eficiența transformatorului- raportul dintre puterea activă la ieșirea înfășurării secundare (putere utilă) și puterea activă la intrarea înfășurării primare (putere de intrare):

,
unde este suma pierderilor.

Puterea activă la ieșirea înfășurării secundare a transformatorului:

,
unde este numărul de faze ale transformatorului; și - tensiuni și curenți de fază; – factor de putere de sarcină; - factor de încărcare.

Puterea nominală a transformatorului:

.
Într-un transformator trifazat

,
unde și sunt tensiuni și curenți nominali (liniari); și - tensiunile și curenții nominali de fază.

Luând în considerare dependența puterii active la ieșirea transformatorului și pierderile de la sarcină, obținem o expresie pentru calcularea eficienței:

sau .
Eficiența transformatorului depinde atât de mărimea sarcinii, cât și de natura acesteia (), vezi Figura 1.18. Valoarea maximă a randamentului corespunde sarcinii la care pierderile magnetice sunt egale cu cele electrice (), de unde

Orez. 1.18. Dependența pierderilor magnetice, electrice și a randamentului de curentul de sarcină secundar relativ.

În modern transformatoare de putere iar valoarea maximă a randamentului corespunde sarcinii .

Autotransformatoare

Autotransformator- acesta este un transformator în care, pe lângă magnetic, există o legătură electrică între înfășurările primare și secundare. Prefixul " auto" (greacă " eu insumi"") înseamnă că într-un autotransformator o parte a înfășurării acționează atât ca înfășurare primară, cât și ca secundară a transformatorului.

Figura 1.19 prezintă un circuit autotransformator pentru pornirea unui transformator conceput pentru a transfera energie electrică dintr-o rețea de intrare cu tensiune Uîn rețeaua de ieșire cu tensiune .

Orez. 1.19. Diagrame schematice autotransformator step-up monofazat și trifazat, dependența valorilor puterii și a raportului de transformare.

Circuitul folosește un transformator cu două înfășurări cu înfășurări 1 și 2 situat pe aceeași tijă. Pentru vizualizarea bobinajului 1 și 2 sunt prezentate la diferite secțiuni ale tijei în înălțime. Înfășurare primară transformator 1 comută la tensiunea rețelei de joasă tensiune U. Înfășurarea secundară este conectată între clemă A(X) rețea de intrare și clemă X rețea de ieșire astfel încât tensiunea acesteia să fie adăugată la tensiune Uși a crescut la tensiune.

Înfășurarea secundară a unui autotransformator este în contact electric cu rețelele de intrare și de ieșire, spre deosebire de un transformator convențional. Prin urmare, izolația înfășurării secundare trebuie proiectată pentru cea mai mare dintre tensiuni și (în circuitul de creștere a tensiunii conform Figura 1.19 - pentru tensiune), și nu pentru tensiune, ca într-un transformator convențional.

Raportul de transformare al autotransformatorului:

,
Unde .

Descrierea proceselor electromagnetice din circuitul autotransformatorului include ecuațiile transformatorului (în stânga) și ecuațiile care descriu circuitul autotransformatorului (în dreapta).