Силовые трансформаторы – назначение, история создания, типы магнитных систем
Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электроэнергии одного напряжения на другое. На пути к потребителю электроэнергия многократно трансформируется, поэтому в энергосистеме установленная мощность трансформаторов в 4–5 раз больше установленной мощности генераторов.
Магнитная система (магнитопровод) трансформатора — комплект элементов электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранных в определённой геометрической форме, предназначенный для локализации в нём основного магнитного поля трансформатора. Магнитная система в полностью собранном виде совместно со всеми узлами и деталями, служащими для скрепления отдельных частей в единую конструкцию, называется остовом трансформатора. Типы магнитных систем:
1. Плоская магнитная система — магнитная система, в которой продольные оси всех стержней и ярм расположены в одной плоскости
2. Пространственная магнитная система — магнитная система, в которой продольные оси стержней или ярм, или стержней и ярм расположены в разных плоскостях
3. Пространственная стыковая
История создания. 30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора (рис 1). Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки. Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон. Большую роль для повышения надежности трансформаторов сыграло введение масляного охлаждения (конец 1880-х годов, Д.Свинберн). С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току. Русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889 г. предложил трёхфазную систему переменного тока, построил первый трёхфазный асинхронный двигатель и первый трёхфазный трансформатор (рис.2). 1928 год можно считать началом производства силовых трансформаторов в СССР, когда начал работать Московский трансформаторный завод. В начале 1900-х годов английский исследователь-металлург Роберт Хедфилд провёл серию экспериментов для установления влияния добавок на свойства железа. Лишь через несколько лет ему удалось поставить заказчикам первую тонну трансформаторной стали с добавками кремния. Следующий крупный скачок в технологии производства сердечников был сделан в начале 30-х годов XX в, когда американский металлург Норман П. Гросс установил, что при комбинированном воздействии прокатки и нагревания у кремнистой стали появляются незаурядные магнитные свойства в направлении прокатки: магнитное насыщение увеличивалось на 50 %, потери на гистерезис сокращались в 4 раза, а магнитная проницаемость возрастала в 5 раз.
|
|
|
|
|
|
рис.1 
рис.2
Основные параметры силовых трансформаторов и их применение в расчетах
Номинальные параметры трансформаторов: мощность Sном; напряжение Uном; ток Iном; напряжение короткого замыкания Uкз; ток холостого хода Iхх; потери холостого хода ΔPхх; потери короткого замыкания ΔPкз.
Номинальной мощностью трансформатора называется значение полной мощности, с которой может длительно работать трансформатор при номинальных условиях охлаждения, частоте и напряжении.
В табл. 1.4 приведена шкала номинальных мощностей (кВ⋅А) трансформаторов до 6300 кВ⋅А включительно.
Напряжение короткого замыкания Uкз – это напряжение, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней протекает ток, равный номинальному. Напряжение короткого замыкания характеризует полное сопротивление трансформатора. В справочных данных оно обычно указывается в % от номинального напряжения. Напряжение короткого замыкания используется при расчетах токов короткого замыкания.
|
|
|
Потери холостого хода ΔPхх – это активные потери мощности в стали на перемагничивание и на вихревые токи. В современных трансформаторах с холоднокатаной сталью марки Э330А потери меньше.
Потери короткого замыкания ΔPкз обусловлены потерями активной мощности в обмотках трансформатора при протекании токов нагрузки и добавочными потерями, вызванными магнитными полями рассеяния.
Значения ΔPхх, ΔPкз используются при расчетах, связанных с определением экономичных режимов трансформаторов.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 366; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!