Обмотки высокого напряжения соединяются по схеме звезда

От 3х фазного повышающего трансформатора выводятся четыре вывода: три фазы и один нейтральный.

 

Принцип действия.

Обязательными элементами практически любого устройства преобразования напряжения являются изолированные обмотки, формированные из проволоки или ленты. Они располагаются на магнитопроводе, представленном сердечником из ферромагнитного материала. Связь между катушками осуществляется при помощи магнитного потока.

В принципе работы трансформатора сочетаются основные постулаты электромагнетизма и электромагнитной индукции. Его можно рассмотреть на примере простейшего прибора с двумя катушками и стальным сердечником. Подача переменного напряжения на первичную обмотку приводит к возникновению магнитного потока в магнитопроводе, после чего во вторичной и первичной обмотке возникает ЭДС индукции, если подключить нагрузку ко вторичной обмотке то потечёт ток. Частота напряжения на выходе остаётся неизменной, а его величина зависит от соотношения витков катушек.

Трансформаторы бывают повышающие и понижающие, что бы это определить нужно узнать коэффициент трансформации, с его помощью можно узнать какой трансформатор. Если коэффициент меньше 1 то трансформатор повышающий(также это можно определить по значениям если во вторичной обмотке больше чем в первичной то такой повышающий) и наоборот если К>1, то понижающий(если в первичной обмотке меньше витков чем во вторичной).

Формула по вычислению коэффициента трансформации

где:

· U1 и U2 – напряжение в первичной и вторичной обмотки,

· N1 и N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке,

· I1 и I2 – ток в первичной и вторичной обмотки.

Режимы работы:

Холостого хода. Выводы вторичной цепи находятся в разомкнутом состоянии, сопротивление нагрузки приравнивается бесконечности. Измерения тока намагничивания, протекающего в первичной обмотке, даёт возможность подсчитать КПД трансформатора. При помощи этого режима вычисляется коэффициент трансформации, а также потери в сердечнике;

Под нагрузкой (рабочий). Вторичная цепь нагружается определённым сопротивлением. Параметры протекающего по ней тока напрямую связаны с соотношением витков катушек.

Короткого замыкания. Концы вторичной обмотки закорочены, сопротивление нагрузки равно нулю. Режим информирует о потерях, которые вызываются нагревом обмоток, что на профессиональном языке значится «потерями в меди».

Классификации

Трансформаторы классифицируются по ряду параметров, таким как:

· Назначение. Применяются: для изменения напряжения, измерения тока, защиты электрических цепей, как лабораторные и промежуточные устройства.

 

· Способ установки. В зависимости от размещения и мобильности трансформатор может быть: стационарным, переносным, внутренним, внешним, опорным, шинным.

проходные трансформаторы тока, предназначенные для использования в качестве ввода и устанавливаемые в проемах стен, потолков или в металлических конструкциях;

опорные, предназначенные для установки на опорной плоскости;

встраиваемые, т. е. предназначенные для установки в полости электрооборудования.

· Число ступеней. Устройства подразделяются на одноступенчатые и каскадные.(Каскадный трансформатор, два и более последовательно включенных электрических трансформатора для преобразования или использования переменного тока высокого напряжения. Обычно применяется принцип каскадного возбуждения трансформаторов, в частности соединённых по схеме (рис. 1): каждый последующий трансформатор возбуждается от части повышающей обмотки предыдущего трансформатора. По этому принципу могут быть построены К. т. на напряжение до 1,5—2 Мв при общем числе трансформаторов в каскаде от 4 до 8. Недостатки такого К. т. (установленная мощность трансформаторов намного превышает мощность каскада, значительная индуктивность, неравномерность распределения импульсных напряжении по отдельным звеньям каскада, громоздкость конструкции) частично устраняются в конструкции К. т. конденсаторного типа (рис. 2). Обмотки наматываются в один слой на изолирующие цилиндры; число цилиндров, их длина и диаметр подбираются так, чтобы при последовательном соединении обмоток нарастание потенциала по виткам соответствовало распределению потенциала по ёмкости концентрических слоев обмотки. Такая конструкция не требует громоздких изоляторов, снижает габариты и массу К, т., упрощает его монтаж и эксплуатацию. Иногда применяют также каскадное включение измерительных трансформаторов тока и напряжения в цепях с напряжением свыше 110 кв.

                              Рис. 1.                                                               Рис. 2.

· Номинальное напряжение. Бывают низко- и высоковольтными.

· Изоляция обмоток:

· твердая изоляция (фарфор, литая изоляция, прессованная изоляция и т. д.);

· вязкая изоляция (заливочные компаунды);

· комбинированная изоляция (бумажно-масляная, конденсаторного типа)

· газообразная изоляция (воздух, элегаз).

 

Помимо этого, преобразовательные устройства разнятся типами, каждому из которых присуща своя система классификации.

Силовой.

Наибольшее распространение получил силовой трансформатор. Приборы с непосредственным преобразованием переменного напряжения, рассчитанные на большую мощность, востребованы различными областями электроэнергетики. Они применяются на линиях электропередач с напряжениями 35–1150 кВ, в городских электросетях, работающих с напряжением 6 и 10 кВ, в обеспечении конечных потребителей напряжением 220/380В. С помощью устройств осуществляется питание всевозможных электроустановок и приборов в диапазоне от долей до сотен тысяч вольт.

Измерительные

Трансформаторы тока (ТА) понижают ток до необходимых показателей. Схема их работы отличается последовательным включением первичной обмотки и нагрузки. В то же время вторичная обмотка, находящаяся в состоянии, близком к короткому замыканию, используется для подключения измерительных приборов, исполнительных и индикаторных устройств. С помощью ТА осуществляется гальваническая развязка, что позволяет при измерениях отказаться от шунтов.

Импульсный

При необходимости преобразования сигналов импульсного характера применяются импульсные трансформаторы (ИТ). Изменяя амплитуду и полярность импульсов, устройства сохраняют их длительность и практически не затрагивают форму.

Высоковольтный ТТ(слева) и низковольтный ТТ(справа)

С помощью трансформаторов напряжения (ТН), тоже самое что и ТА только по напряжению. Помимо преобразования входных параметров, электроаппаратура и её отдельные элементы получают защиту от высокого вольтажа.

Автотрансформатор.

В автотрансформаторах обмотки составляют одну цепь и взаимодействуют посредством электромагнитной и электрической связи. В отличие от других типов преобразователей, устройства могут содержать всего 3 вывода, позволяющих оперировать с различными напряжениями. Приборы выделяются высоким коэффициентом полезного действия, что особо сказывается при незначительном перепаде входного и выходного напряжения.

Не имея гальванической развязки, представители данного типа повышают риск высоковольтного удара по нагрузке. Обязательным условием работы устройств являются надёжное заземление и низкий коэффициент трансформации. Недостаток компенсируется меньшим расходом материалов при изготовлении, компактностью и весом, стоимостью.

 

Однофазный(слева) и трёхфазный(справа)

Сварочный

Помимо вышеперечисленных, существует понятие сварочные трансформаторы. Специализированные приборы для сварочных работ понижают напряжение бытовой сети при одновременном повышении тока, измеряемого тысячами ампер. Регулировка последнего осуществляется разделением обмоток на сектора, что отражается на индуктивном сопротивлении.