ПРИБОЙ — Намотка трансформаторов
Производственное предприятие «Прибой» осуществляет производство и намотку трансформаторов под заказ для различных сфер назначения.
Намотка производится на современных станках российского производства проводами с эмалевой и стеклоэмалевой изоляцией и вручную проводами с нитяной шелковой и лавсановой изоляцией, а также радиотехническими кабелями. При намотке трансформаторов в качестве межслоевой, межобмоточной и корпусной изоляции при необходимости применяются современные стекло слюдинитовые изоляционные материалы.
Продукция ПАО «Прибой» соответствуют самым жестким климатическим, транспортным и эксплуатационным требованиям. Это достигается за счет использования ряда оригинальных технических решений, применения новых материалов и технологий, а также контроля качества на всех этапах производственного процесса.
Все производимые предприятием электротехнические и радиоэлектронные устройства укомплектованы трансформаторами собственного производства.
Цены на намотку трансформаторов под заказ в СПб
Стоимость услуг намотки катушек трансформатора варьируются в зависимости от сложности заказа, срочности его выполнения и с учётом требований заказчика. Будь то намотка импульсного трансформатора, или, например, намотка выходного трансформатора, ценообразование строится от различных факторов, которые обусловлены эксплуатационными характеристиками изделия.
Мы гарантируем качественную работу с соблюдением всех норм и стандартов. В соответствии со строгими требованиями к качеству продукции мы производим жесткий контроль на всех технических этапах.
Конкурентные преимущества ПАО «Прибой»:
- современное оборудование
- высококвалифицированные специалисты
- высокое качество выполняемых работ по приемлемым ценам
Для получения подробной информации, пожалуйста, заполните заявку на нашем сайте или позвоните по телефону отдела продаж: +7 (812) 328-44-20.
Намотка проводом по ТЗ заказчика
Намотка трансформаторов под заказ
МСТАТОР предоставляет услуги по изготовлению трансформаторов и дросселей по технической документации клиента или приложенному к заявке чертежу (мощность, входные — выходные напряжения, ток, частота, габариты и т.д.)
Запросить расчёт ценытрансформатора / дросселя
- У нас работают опытные конструктора, которые сделают расчёт изготовления трансформатора / дросселя по доступной цене.
- Все выпускаемые изделия проходят многоступенчатый 100% контроль ОТК.
- Трансформаторы / дроссели нашего производства отличаются самой высокой надежностью и качеством, а также возможностью изготовления продукции в сжатые сроки.
Тороидальная намотка
| Диаметр магнитопровода, мм | Диаметр наматываемого провода, мм | Длинна максимально наматываемого провода, м | ||
---|---|---|---|---|---|
внутренний | внешний | высота | |||
Малогабаритные | 2 ~7 | 3 ~ 11 | 0,7 ~ 7 | 0,05 ~ 0,2 | 1,2 |
Крупногабаритные | 10 ~ 85 | 20 ~ 90 | макс. | 0,3 ~ 3 | 6 |
Намотка на малогабаритные магнитопроводы
Токовые трансформаторы
Дроссели силовые
Синфазные дроссели
Рядовая намотка
Выполним намотку трансформаторов на каркасах и дросселей на ферритах.
Различные варианты исполнения трансформаторов: с двумя или несколькими обмотками, с пропиткой в лаке или без пропитки, с гибкими или жесткими отводами. Габариты трансформаторов выбираются исходя из требований заказчика.
Производство осущетвляется на высокоскоростном оборудовании:
- на малых каркасах: 2 ВА ~ 28 ВА, толщина провода 0,05 ~ 0,4 мм;
- на крупных каркасах: 190 ВА ~ 10 кВА, толщина провода 0,05 ~ 8 мм.
Импульсные силовые трансформаторы
Трансформаторы сигнальные
Тороидальная намотка
- Диаметр наматываемого провода 0,063.
..0.4 мм (скоростная намотка в навал с круговой раскладкой).
- Диаметр наматываемого провода 0,1…0.6 мм (намотка виток к витку с круговой или секционной раскладкой) или 0,4…0,85 мм (намотка виток к витку с круговой раскладкой)
- Минимальный остаточный диаметр после намотки (высота намотки/остаточный диаметр) 4/6;5/9;13/10 при намотке виток к витку или 16/7.5 при намотке в навал. При увеличении высоты намотки или диаметра наматываемого провода остаточный диаметр увеличивается.
- Максимальная высота и диаметр трансформатора (дросселя) 20/25; 40/65; 50/100; 60/125; 60/300 мм при намотке виток к витку и 25/100 при намотке внавал.
- Намотка миниатюрных трансформаторов с параметрами:
- толщина провода 0.08-0.25;
- макс. кол-во одновременно наматываемых проводов — 3;
- мин. остаточный диаметр после намотки — 2.2 мм;
- макс. внешний диаметр — 12 мм;
- макс. высота катушки — 8 мм.
Параметры оборудования позволяют перекрыть значительную гамму малогабаритных силовых трансформаторов и дросселей (хотя — бы в части первичной обмотки).
Возможна намотка сильноточных вторичных обмоток вручную медной шиной.
Возможность быстрой переналадки оборудования позволяет выпускать малые партии трансформаторов (от 10 шт.)
На складе предприятия постоянно в наличии магнитопроводы из электротехнической стали, ферритов, аморфной и нанокристаллической ленты, обмоточные провода 0,08…0.85, медные шины, что позволяет выполнять заказы оперативно. Расчет трансформаторов выполняется при необходимости и без дополнительной оплаты. Производится подбор магнитопроводов исходя из их наличия на складе или пожелания Заказчика.
При необходимости в трансформаторы устанавливаются термопредохранители (110град.). Конструктив трансформатора предварительно согласовывается с Заказчиком в виде ТЗ.
Допускается изготовление трансформаторов на давальческих магнитопроводах (в т.ч. ремонт сгоревших трансформаторов от 10шт.) или по образцу.
Намотка сварочных трансформаторов — Намотка сварочных трансформаторов
Как первичную, так и вторичную обмотки трансформатора стержневой конструкции обычно делят на две одинаковые части, размещая их на двух кернах магнитопровода.
Если обмотки выполняют цилиндрическими, для получения падающей нагрузочной характеристики трансформатора последовательно со вторичной следует включить резистор сопротивлением 0,2…0,4 Ом из нихромового провода диаметром не менее 3 мм. Для трансформатора с дисковыми обмотками этот резистор не потребуется. К сожалению, точный расчет индуктивности рассеяния такого трансформатора практически невозможен, так как она зависит даже от расположения близлежащих металлических предметов. На практике расчет ведут методом последовательных приближений с корректировкой моточных и конструктивных данных трансформатора по результатам испытаний изготовленных образцов. Подробную методику можно найти в [7].
В любительских условиях трудно изготовить трансформатор с подвижными (для регулировки тока) обмотками. Чтобы получить несколько, фиксированных значений тока, делают вторичную обмотку с отводами. Более точную регулировку (в сторону уменьшения тока) производят, добавляя в цепь своеобразную катушку индуктивности — укладывая сварочный кабель в бухту.
Прежде чем приступить к изготовлению рассчитанного трансформатора, целесообразно убедиться, что его обмотки разместятся в окне магнитопровода с учетом необходимых технологических зазоров, толщины материала, из которого изготовлен каркас, и других факторов. Размеры с и h (см. рис. 8) необходимо «подогнать» таким образом, чтобы в каждом слое обмотки уложилось целое число витков выбранного провода, а число слоев также было целым или немного меньшим ближайшего целого. Следует предусмотреть место для межслойной и межобмоточной изоляции.
Наиболее удачный вариант не всегда получают с первой попытки, зачастую приходится неоднократно и довольно существенно корректировать ширину и высоту окна магнитопровода. Проектируя цилиндрические обмотки, необходимо оптимальным образом выбрать размеры их секций. Обычно для вторичной обмотки, намотанной толстым проводом, отводят больше места, чем для первичной.
Эскиз конструкции трансформатора на два значения сварочного тока — 120 и 150А — показан на рис. 11, а схема его включения — на рис. 12. Меньшему току соответствует большее число витков вторичной обмотки. Это не ошибка. Известно, что напряжение обмотки пропорционально числу ее витков, а индуктивность рассеивания растет пропорционально квадрату их числа. В результате ток уменьшается.
Обмотки размещены на двух каркасах из листового стеклотекстолита толщиной 2 мм. Секции первичной и вторичной обмоток на каждом каркасе разделены изолирующей щечкой из того же материала. Отверстия в каркасах для магнитопровода на 1,5…2 мм шире и длиннее поперечного сечения последнего. Это избавляет от проблем при сборке.
Чтобы не допустить деформации каркаса, во время намотки его плотно насаживают на деревянную оправку. Первичная обмотка состоит из двух секций (Г и I»), расположенных на разных каркасах и соединенных параллельно. Каждая из секций — 230 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,9 мм.
Если в наличии имеется провод диаметром 2,7 мм, в секциях можно намотать по 115 витков, но соединить их придется последовательно. Каждый слой провода перед намоткой следующего следует уплотнить легкими ударами деревянного молотка и промазать пропиточным лаком. В качестве межслойной изоляции подойдет прессшпан (электрокартон) толщиной 0,5…1 мм.
Для вторичной обмотки автором была применена алюминиевая шина сечением 30 мм2 (5×6 мм). Если имеется шина приблизительно такой же площади поперечного сечения, но другого размера, придется немного изменить ширину секций каркаса, чтобы разместить обмотку. Неизолированную шину перед намоткой следует плотно обмотать киперной лентой или тонкой хлопчатобумажной тканью, предварительно разрезанной на полосы шириной 20 мм. Толщина изоляции — не более 0,7 мм.
Секции II’ и II» имеют по 34, секции III’ и III» — по 8 витков. Шину укладывают на каркас в два слоя широкой стороной к магнитопроводу. Каждый слой уплотняют легкими ударами деревянного молотка и обильно промазывают пропиточным лаком. Изготовленные катушки следует просушить. Температура и продолжительность сушки зависят от марки пропиточного лака.
Магнитопровод трансформатора набран из пластин холоднокатаной трансформаторной стали толщиной 0,35 мм. В отличие от почти черной горячекатаной стали поверхность листа холоднокатаной — белая. Можно воспользоваться листовой сталью из магнитопроводов вышедших из строя трансформаторов, устанавливаемых на трансформаторных подстанциях. Сталь желательно испытать по методике, о которой рассказано выше.
Если полученное опытным путем значение максимальной индукции Вт значительно отличается от принятого при расчете (1,42 Тл), последний придется повторить и учесть результаты при изготовлении трансформатора. Стальные листы рубят в направлении проката на полосы шириной 40 мм, которые разрезают на пластины длиной 108 и 186 мм. Заусенцы удаляют надфилем или напильником с мелкой насечкой. Магнитопровод собирают «вперекрышку» с возможно меньшими зазорами на стыках пластин.
Готовый трансформатор помещают в защитный кожух из немагнитного материала, например, алюминия. В кожухе обязательно делают вентиляционные отверстия. К сети 220В трансформатор подключают кабелем с медными силовыми жилами сечением не менее 6 мм2 и заземляющим проводом, который соединяют с магнитопроводом трансформатора и его защитным кожухом. Сетевая розетка должна быть трехконтактной (третий — заземлен), рассчитанной на ток не менее 63 А.
Выводы вторичных обмоток надежно соединяют с резьбовыми латунными шпильками диаметром 8… 10 мм, установленными на термостойкой диэлектрической панели, укрепленной на защитном кожухе трансформатора. В качестве сварочных пригодны мягкие медные провода сечением 16…25 мм2.
Заказать расчет трансформатора по индивидуальным параметрам и его изготовление Вы можете по телефону: +7 812 600-15-26
Тульский завод трансформаторов
В преддверии Нового года вышла в свет книга, написанная сотрудниками нашего предприятия:
Котенёв С. В., Евсеев А.Н. Расчёт и оптимизация тороидальных
трансформаторов и дросселей. — М.: Изд-во «Горячая линия — Телеком»,
2013. — 360 с.: ил.
В книге изложен принципиально новый подход к расчету тороидальных
трансформаторов и дросселей, основанный на разработанных авторами
математических моделях. Рассмотрены вопросы оптимизации тороидальных
трансформаторов по критериям минимальной массы, стоимости, максимального
коэффициента полезного действия, дросселей — по критериям минимальной
массы и стоимости. Приведены формулы для расчета тока холостого хода и
пускового тока включения трансформаторов, а также формулы для расчета
дросселей. На основании расчетов составлены таблицы основных параметров
оптимальных трансформаторов и дросселей.
Примененные в книге подходы и выводы могут быть распространены также на трансформаторы и дроссели с магнитопроводами не тороидальной конструкции.
Книга предназначена для специалистов в области расчета и производства трансформаторов и дросселей, преподавателей, аспирантов и студентов вузов.
Это уже вторая книга, написанная по результатам научно-исследовательской работы, проводимой сотрудниками Тульского завода трансформаторов. Первая книга «Расчёт и оптимизация тороидальных трансформаторов» вышла в 2011 году.
Желающие приобрести книгу могут послать заявку на «Тульский завод
трансформаторов».
Как намотать высоковольтный трансформатор | Русэлт
Основная часть людей интересующихся и работающих с радиоаппаратурой делают намотку трансформаторов своими руками, поскольку не всегда можно приобрести нужный силовой трансформатор. Сама процедура намотки не является сложной и требует всего лишь точных расчетов.
Расчет трансформатора
- Для того чтобы рассчитать высоковольтный трансформатор допускается применять ряд вариантов, мы рассмотрим один из них, когда известны предельный ток нагрузки и нужное усилие на вторичной обмотке.
- находим значения тока (А) = 1,5× ток нагрузки максимальный
- устанавливаем силу выпрямителя ВО (вторичной обмотки Вт) = усилие на ВО × на наибольший ток ВО;
- выводим мощность (N) трансформатора (Тр. Вт) = 125 × на наибольшую N потребляемую ВО;
- узнаем значение тока в ПО (первичной обмотке А) = установленная N Тр. (вт)/ напряжение в ПО;
- находим площадь (см²) сечения трансформаторного сердечника = 1,30 × N Тр.
;
- вычисляем число витков ПО = 50 напряжение в ПО (В) / сечение магнитопровода;
- число витков ВО = 55 × напряжение во ВО /сечение магнитопровода;
- иногда требуется определить диаметр (мм) проводов = 0,02 × ток который проходит через обмотку.
Составляющие компоненты
Каркас трансформатора изготавливается из тонкого диэлектрического материала. Надо принять во внимание, что его высота должна быть больше высоты обмотки. В качестве сердечника допускается применить пластины от другого трансформатора, которые уже изготовлены из специальных сплавов и представляют собой магнитопровод, а также возможно вырезать самостоятельно приближенно определив длину и ширину пластины сердечника.
Намотка
Провод для силовых трансформаторов берется медный с эмалированной изоляцией.
Чтобы увеличить изоляцию кабеля, делают изоляционные прокладки из цельной кальки. Стоит учитывать и то, что при намотке второго ряда витков расход кабеля будет больше.
Провод стоит укладывать тесно, граничить друг с другом витки должны максимально плотно. Для наматывания применяются специальное наматывающее устройство, которое с помощью ручки путем вращения оси осуществляют намотку.
После намотки первого ряда важно проложить изоляционную бумагу и намотать следующий ряд витков контролируя их количество. Чтобы намотка была как можно качественной, провод нужен ровный и сухой.
Далее параллельно и последовательно соединить обмотки, так как если их соединить не правильно, то высоковольтный трансформатор начнет перегреваться и гудеть.
Намотка трансформатора для импульсного источника питания
В процессе изготовления блока питания наткнулся на практически полное отсутствие информации о том как наматывать импульсный трансформатор: по часовой или против часовой стрелки, обмотки должны быть намотаны в одну сторону или в разные? В этой статье привожу свои умозаключения по этому поводу.
Так как это мой персональный блог, то позволю себе сделать лирическое отступление и рассказать о своих страданиях в данной области, несмотря на то, что один мой коллега как-то заметил: «Никого не интересует как ты сделал это. Главное — результат!».
Захотел я как-то собрать импульсный блок питания. Схему взял с радиокота. За схему автору спасибо!
Мотивировался простотой и подробностью описания схемы — вплоть до изображения намотки трансформатора. Однако как показала практика, и этого оказалось недостаточно…
К моему большому сожалению с первого раза схема не заработала должным образом — напряжение на выходе скакало от 3 до 5 вольт. После непродолжительных мучений взорвалась управляющая микросхема. Причем взорвалась буквально, отлетел кусок пластикового корпуса и были видны её «мозги». Эта неудача меня не огорчила, а наоборот прибавила решительности довести дело до ума. Купив новую микросхему и намотав, на всякий случай, новый трансформатор, я повторил эксперимент. В результате на выходе напряжение отсутствовало вовсе. После перепроверки схемы я обнаружил, что не правильно впаял оптопару. Заменив на всякий случай оптопару и впаяв её правильно я подал сетевое напряжение на вход… и снова пиротехнический эффект. Микросхема снова показала свои внутренности. От досады я сгреб все в ящик стола на несколько дней. Но идея сделать этот блок питания не покинула меня.
После длительных размышлений над смыслом бытия и о том в чем могла быть ошибка я пришел к выводу — что-то не так с трансформатором. Было решено избавиться от цепи BIAS (обозначена красным на схеме), чтобы еще упростить схему, а также понять как все-таки нужно наматывать трансформатор. В результате появились такие картинки (см. ниже).
Начнем с рассмотрения первичной обмотки трансформатора.
Для упрощения рассмотрим один виток первичной обмотки. Точкой обозначено начало обмотки. Обмотку мы наматываем против часовой стрелки (можно и по часовой стрелке, никто не запрещает, но в этом случае, как мы увидим далее, вторичную тоже нужно будет мотать по часовой стрелке). На схеме блока питания более положительный потенциал подключен к концу первичной обмотки (на рисунке обозначен как «+»), а более отрицательный потенциал к началу обмотки («-» на схеме). Из курса средней или высшей школы (в моем случае высшей, т.к. физику я начал учить только в институте) мы помним, что движущиеся электрические заряды создают магнитное поле, причем направление линий индукции магнитного поля определяется правилом буравчика. Эти линии на рисунке изображены элипсами со стрелочками. Суммарное магнитное поле проходит как бы от наблюдателя, через плоскость монитора и выходит с обратной стороны. В школе нас учили обозначать вектор крестиком (Х), если мы смотрим на него сзади и точкой, если смотрим на него спереди. Таким образом обозначен суммарный вектор магнитной индукции В в центре одиночного витка.
С первичной обмоткой разобрались. А теперь, товарищи, взгляните на вторичную обмотку. Согласно правилу Ленца, в замкнутом контуре, помещенном во внешнее магнитное поле (в данном случае созданном первичной обмоткой) возникает ток, направление которого стремиться ослабить внешнее поле. Точнее внешнее поле ослабляет не сам ток, а магнитное поле, которое он создает. Это поле вторичной обмотки обозначено на рисунке маленькими элипсами. Как видно, его направление противоположно магнитному полю первичной обмотки. Это поле, согласно школьным правилам отмечено жирной точкой в центре витка. Для упрощения рисунка часть силовых линий магнитного поля В была удалена. А теперь вопрос: каким должно быть направление тока во вторичной оботке, чтобы создать магнитное поле такого направления?.. Правильно, ток должен идти от начала вторичной обмотке к ее концу, т.е. на начале обмотки у нас более положительный потенциал (+), а на конце — минус. Теперь смотрим на схему блока питания. Действительно, «плюс» выходного напряжения начинается с начала вторичной обмотки, а «минус» — с конца.
Желающие могут потренироваться в рисовании силовых линий магнитного поля. Лично я ими исписал несколько тетрадных листов:)
Из всего выше сказанного следует, что обе обмотки трансформатора следует мотать против часовой стрелки. Собственно автор схемы это и изобразил на рисунке. После подробного анализа мне стало ясно почему это так, а не иначе.
Ну и в качестве завершения истории… Разобравшись с этой кухней я заново спаял схему. На этот раз навесным монтажем и без цепи BIAS. Какова же была моя радость когда я у видел на дисплее мультиметра заветные 5.44В 🙂 Думаю многим из нас знакомо это чувство.
Рассуждения представленные здесь ни в коем случае не претендуют на то чтобы быть единственно правильными. Возможно в чем-то они упрощены, но мне они показались весьма логичными, т.к. направление токов и магнитных полей полностью согласуются. А в качестве вознаграждения за проделанный труд я получил работоспособную схему. В будущем планирую повторить опыт с несколькими вторичными обмотками трансформатора. Всем спасибо за внимание!
P.S. В качестве дополнения представляю несколько полезных ссылок на которые я наткнулся в процессе исследования данной проблемы.
Намотка импульсного трансформатора
Типы обмоток трансформаторов: цилиндрическая, спиральная, перекрестная и дисковая обмотки
Сердечник и обмотки трехфазного сердечникового трансформатора
Существует различных типов обмоток , используемых для различных применений и устройств. Обмотки представляют собой проводники, намотанные в различных формах, таких как спиральные, дисковые, цилиндрические, перекрестные, которые генерируют МДС, переносимые сердечником на другие обмотки для различных уровней напряжения. В основном существует два типа трансформаторов:
- Трансформатор с сердечником
- Трансформатор с кожухом
В сердечнике первичная и вторичная обмотки наматываются на внешние ветви, а в кожухе мы размещаем первичную и вторичную обмотки. обмотки на внутренних конечностях.
Мы используем обмотки концентрического типа в трансформаторах с сердечником. Обмотку низкого напряжения размещаем рядом с сердечником. Однако для уменьшения реактивного сопротивления рассеяния обмотки можно переплетать. Обмотка для типа сердечника зависит от многих факторов, таких как номинальный ток, устойчивость к короткому замыканию, предел повышения температуры, импеданс, импульсное напряжение, транспортные средства и т. д.
Типы обмоток, используемых для трансформаторов с сердечником
обмотки послойного типа и используют прямоугольный или круглый проводник, показанный на рис.

Использование цилиндрических обмоток
Цилиндрические обмотки представляют собой обмотки низкого напряжения, используемые до 6,6 кВ для кВА до 600-750 и номинальным током от 10 до 600 А. слоистых форм. Мы используем прямоугольные проводники двухслойного типа, потому что их концы легко закрепить. Масляные каналы разделяют слои обмоток, такое расположение облегчает охлаждение за счет циркуляции масла в обмотке.
В многослойных цилиндрических обмотках используются круглые проводники, намотанные на вертикальные полосы для улучшения условий охлаждения. Компоновка создает масляные каналы для лучшего охлаждения. Мы используем этот тип обмотки для высоких номинальных напряжений до 33 кВ, 800 кВА и номинальных токов до 80 А. Максимальный диаметр, который мы используем для неизолированного проводника, составляет 4 мм.
Спиральные обмотки
Мы используем спиральные обмотки трансформаторы низкого напряжения, большой мощности, где ток выше, в то же время витки обмоток меньше. Мощность трансформатора варьируется от 160 – 1000 кВА от 0,23 до 15 кВ. Для обеспечения достаточной механической прочности площадь поперечного сечения полосы составляла не менее 75-100 мм кв. Максимальное количество полос, используемых параллельно для создания проводника, составляет 16.
Существует три типа:
- Одинарная спиральная обмотка
- Двойная спиральная обмотка
- Диско-спиральная обмотка
Одинарная спиральная обмотка Одинарная спиральная обмотка намотка в осевом направлении по винтовой линии с наклоном.В каждой обмотке имеется только один слой витков. Преимущество двойной спиральной обмотки заключается в том, что она снижает потери на вихревые токи в проводниках. Это связано с уменьшением количества параллельных проводников, расположенных в радиальном направлении. Мы обычно используем ее для высоковольтных цепей 110 кВ и выше.Эти виды обмотки состоят из нескольких цилиндрических слоев, намотанных концентрически и соединенных последовательно. Мы используем эти обмотки для обмоток высокого напряжения небольших трансформаторов. Проводники представляют собой покрытые бумагой круглые провода или полосы. Обмотки разделены на несколько витков, чтобы уменьшить напряжение между соседними слоями.Эти катушки разнесены по оси на расстояние от 0,5 до 1 мм. Напряжения между соседними катушками не должны превышать 800–1000 В. Ширина рулона от 25 до 50 мм. Перекрестная обмотка имеет более высокую прочность, чем цилиндрическая обмотка при нормальных условиях.Однако кроссовер имеет меньшую силу импульса, чем цилиндрический. Этот тип также имеет более высокие затраты на рабочую силу. В основном используется для трансформатора большой мощности. Обмотка состоит из ряда плоских катушек или дисков, соединенных последовательно или параллельно. Катушки состоят из прямоугольных полос, намотанных по спирали от центра наружу в радиальном направлении, как показано на рисунке ниже. Вертикальные и горизонтальные проставки образуют радиальные и осевые каналы для свободной циркуляции масла, которое контактирует с каждым поворотом. Минимальная ширина маслопровода 6 мм для 35 кВ. Преимуществом дисковой и сплошной обмоток является их большая механическая осевая прочность и дешевизна. Позволяет легко контролировать реактивное сопротивление. Чем ближе две катушки расположены друг к другу на одной и той же магнитной оси, тем больше доля взаимного потока и меньше поток рассеяния. Утечки можно уменьшить, разделив секции низкого и высокого напряжения. Концевые секции низкого напряжения содержат половину витков обычных секций низкого напряжения, называемых полукатушками. Чтобы сбалансировать магнитодвижущие силы смежных секций, каждая нормальная секция высокого или низкого напряжения несет одинаковое количество ампер-витков.Чем выше степень разделения, тем меньше реактивное сопротивление. К преимуществам оболочечных обмоток относятся: В некоторых мощных трансформаторах используется одна обмотка в дополнение к первичной и вторичной обмоткам. Третичная обмотка предусмотрена в силовом трансформаторе для удовлетворения одного или нескольких из следующих требований: В трансформаторе звезда-звезда, состоящем из трех отдельных блоков или одного блока с сердечником с 5 ветвями, обеспечивает высокое сопротивление потоку несимметричной нагрузки между линией и нейтралью. Это связано с тем, что в обоих этих трансформаторах имеется обратный путь неуравновешенного потока с очень низким сопротивлением. Если какой-либо трансформатор имеет N витков в обмотке и сопротивление магнитного пути R L , то Из этого выше математического выражения видно, что импеданс обратно пропорционален сопротивлению. Импеданс, обеспечиваемый обратным путем несимметричного тока нагрузки, очень высок там, где для несимметричного потока предусмотрен обратный путь с очень низким сопротивлением. Другими словами, между линией и нейтралью предлагается очень высокий импеданс для протекания несимметричного тока в 3-фазной системе. Номинал третичной обмотки трансформатора зависит от его использования.Если он должен питать дополнительную нагрузку, его поперечное сечение обмотки и философия конструкции определяются в соответствии с нагрузкой, а трехфазное глухое короткое замыкание на его клемме с потоком мощности с обеих сторон ВН и СН. Трансформаторы — очень универсальные устройства.Базовая концепция передачи энергии между взаимными индукторами достаточно полезна между одной первичной и одной вторичной катушкой, но трансформаторы не обязательно должны быть сделаны только с двумя наборами обмоток. Рассмотрим эту схему трансформатора: Трансформатор с несколькими вторичными обмотками обеспечивает несколько выходных напряжений. Здесь три катушки индуктивности имеют общий магнитный сердечник, магнитно «связывающий» или «связывающий» их вместе.Соотношение соотношений витков обмоток и соотношений напряжений, наблюдаемое с одной парой взаимных индукторов, остается верным и здесь для нескольких пар катушек. Вполне возможно собрать такой трансформатор, как приведенный выше (одна первичная обмотка, две вторичные обмотки), в котором одна вторичная обмотка понижающая, а другая повышающая. Фактически, эта конструкция трансформатора была довольно распространена в схемах питания электронных ламп, которые должны были подавать низкое напряжение на нити ламп (обычно 6 или 12 вольт) и высокое напряжение на пластины ламп (несколько сотен вольт). от номинального первичного напряжения 110 вольт переменного тока. С таким трансформатором возможны не только напряжения и токи совершенно разных величин, но и все цепи электрически изолированы друг от друга. Фотография многообмоточного трансформатора с шестью обмотками, первичной и пятью вторичными. Трансформатор на рисунке выше предназначен для обеспечения как высокого, так и низкого напряжения, необходимого в электронной системе с использованием вакуумных ламп.Низкое напряжение требуется для питания нитей накала электронных ламп, а высокое напряжение требуется для создания разности потенциалов между пластиной и катодными элементами каждой лампы. Одного трансформатора с несколькими обмотками достаточно для обеспечения всех необходимых уровней напряжения от одного источника 115 В. Если электрическая изоляция между вторичными цепями не имеет большого значения, аналогичный эффект можно получить, «отводя» одну вторичную обмотку в нескольких точках по ее длине, как показано на рисунке ниже. Вторичная обмотка с одним отводом обеспечивает несколько напряжений. Отвод — это не что иное, как проводное соединение, выполненное в какой-то точке на обмотке между самыми концами. Неудивительно, что отношение витка обмотки к величине напряжения нормального трансформатора справедливо для всех сегментов обмотки с ответвлениями. Этот факт можно использовать для создания трансформатора с несколькими коэффициентами: Вторичная обмотка с отводом, использующая переключатель для выбора одного из множества возможных напряжений. Развивая концепцию ответвлений обмотки, мы получаем «переменный трансформатор», в котором скользящий контакт перемещается по длине открытой вторичной обмотки и может соединяться с ней в любой точке по ее длине. Скользящий контакт на вторичной обмотке непрерывно изменяет вторичное напряжение. Одно из потребительских применений переменного трансформатора — управление скоростью моделей поездов, особенно поездов 1950-х и 1960-х годов. Эти трансформаторы были по существу понижающими блоками, максимальное напряжение, получаемое от вторичной обмотки, было значительно меньше, чем первичное напряжение от 110 до 120 вольт переменного тока. Контакт с переменной крутизной обеспечивает простое средство управления напряжением с небольшими потерями мощности, гораздо более эффективное, чем управление с помощью переменного резистора! Подвижные ползунковые контакты слишком непрактичны для использования в крупных промышленных силовых трансформаторах, но многополюсные выключатели и ответвители обмотки обычно используются для регулировки напряжения. Как правило, такие «переключатели ответвлений» не рассчитаны на работу с током полной нагрузки, а должны приводиться в действие только тогда, когда трансформатор обесточен (отсутствует питание). Учитывая, что мы можем отсоединить любую обмотку трансформатора, чтобы получить эквивалент нескольких обмоток (хотя и с потерей электрической изоляции между ними), логично предположить, что можно полностью отказаться от электрической изоляции и построить трансформатор из одной обмотки.Действительно, это возможно, и получившееся устройство называется автотрансформатором : Этот автотрансформатор повышает напряжение с помощью одной обмотки с ответвлениями, экономя медь, жертвуя изоляцией. Изображенный выше автотрансформатор выполняет функцию повышения напряжения. Этот автотрансформатор понижает напряжение с помощью одной ответвленной обмотки с экономией меди. находят широкое применение в приложениях, требующих небольшого повышения или понижения напряжения на нагрузке. В качестве альтернативы обычному (изолированному) трансформатору может быть либо выбрано правильное соотношение первичной/вторичной обмотки для данной работы, либо использована понижающая конфигурация с вторичной обмоткой, соединенной последовательно («повышающий») или последовательно. -встречная («раскряжевка») мода. Первичное, вторичное напряжение и напряжение нагрузки приведены для иллюстрации того, как это будет работать. Во-первых, «бустовая» конфигурация. На рисунке ниже полярность вторичной катушки ориентирована так, что ее напряжение непосредственно добавляется к первичному напряжению. Обычный трансформатор, подключенный как автотрансформатор для повышения сетевого напряжения. Далее конфигурация «раскряжевка». На рисунке ниже полярность вторичной катушки ориентирована так, что ее напряжение напрямую вычитается из первичного напряжения: Обычный трансформатор, подключенный как автотрансформатор для снижения сетевого напряжения. Основным преимуществом автотрансформатора является то, что та же функция повышения или понижения достигается только с одной обмоткой, что делает его дешевле и легче в производстве, чем обычный (изолирующий) трансформатор, имеющий как первичную, так и вторичную обмотки. Как и у обычных трансформаторов, обмотки автотрансформаторов могут иметь ответвления для изменения коэффициента трансформации. Кроме того, их можно сделать бесступенчатыми со скользящим контактом для отвода обмотки в любой точке по ее длине. Последняя конфигурация достаточно популярна, чтобы заслужить собственное имя: Variac . (рисунок ниже) Вариак – это автотрансформатор со скользящей отпайкой. Небольшие вариаторы для настольного использования — это популярное оборудование для экспериментаторов в области электроники, позволяющее понижать (а иногда и повышать) напряжение переменного тока в доме в широком и точном диапазоне простым поворотом ручки. ОБЗОР: СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ: Многие трансформаторы содержат более одной первичной обмотки, более одной вторичной обмотки или и то, и другое: Приведенный ниже трансформатор рассчитан на 50 кВА, 2400/4800 В – 120/240 В. Это означает, что каждая обмотка стороны высокого напряжения рассчитана на максимальное напряжение 2400 В (всегда меньшее из двух напряжений). Для подключения стороны высокого напряжения этого трансформатора к шине 4800 В две обмотки соединяются последовательно, так что напряжение шины делится поровну (2400 В и 2400 В) на каждую из двух обмоток. Для подключения стороны низкого напряжения этого трансформатора к шине 240 В две обмотки должны быть соединены последовательно, чтобы напряжение шины распределялось поровну (120 В и 120 В) на каждую из двух обмоток. Каждая катушка этого трансформатора может обрабатывать только половину от общего количества кВА. Таким образом, каждая из обмоток высокого напряжения и каждая из обмоток низкого напряжения рассчитаны на 25 кВА. Чтобы найти максимальный номинальный ток каждой обмотки на приведенном выше рисунке, просто разделите вольт-ампер на номинальное напряжение: 25 кВА/2400 = 10,4 А (первичный) 25 кВА/120 = 208,3 А (вторичный) Обратите внимание, что мы получаем одно и то же значение тока независимо от того, используем ли мы одну катушку и половину ВА или обе катушки и полную ВА: 50 кВА/4800 = 10,4 А (первичный) 50 кВА/ 240 = 208.3 А (вторичный) В видео ниже подробно рассказывается о том, как и почему важно правильно подключать многообмоточные трансформаторы. В лучшем случае, если трансформатор подключен неправильно, вы увидите ноль вольт на вторичной обмотке. В худшем случае вы испытаете kablazalflam (по-голландски «растопить лицо») или совсем короткую. В видео ниже рассказывается, как правильно подключить многообмоточный трансформатор, не взорвав себя. Отводя центральное соединение, мы можем получить 120 В, или, отводя обе линии, мы можем получить полные 240 В. Если полная мощность кВА подается с несимметричной нагрузкой, одна из обмоток будет перегружена. (То есть его текущий рейтинг будет превышен.) В этом видео рассказывается об опасности перегрузки одной из обмоток и как ее избежать.Трансформаторы практически не будут полностью сбалансированы, поэтому необходимо следить за их нагрузкой. В этом видео показано, как может работать трансформатор, если сгорела одна из первичных обмоток. Видео «Как правильно подключить трансформатор» The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution. Видео о том, как определить минимальную мощность KVA в трансформаторе, созданное The Electric Academy, находится под лицензией Creative Commons Attribution. Видео о потокосцеплении от The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution. 3-обмоточные трансформаторы Воспроизведение этого материала разрешено при условии надлежащего указания SKM Systems Analysis Inc. Введение В начале проекта у инженеров есть много вариантов выбора при разработке проекта системы распределения электроэнергии. Например, рассмотрим случай новой электростанции, состоящей из 2 генераторов.Обычно рассматриваются три подхода к преобразованию для соединения генераторов с энергосистемой. Самый простой подход — обслуживать оба генератора от одного 2-обмоточного трансформатора, рис. 1а. Эта конструкция обычно характеризуется наименьшей стоимостью преобразования, но самыми высокими доступными режимами работы при отказе на шине генератора. Второй подход заключается в подаче одного трансформатора на каждый генератор, рис.1б. Эта конструкция решает проблему тока короткого замыкания, однако затраты на преобразование резко возрастают. Конфигурации обмоток трансформатора В промышленности используются несколько конфигураций обмоток, каждая из которых имеет присущие характеристики импеданса, о которых должны знать инженеры. Конструкция слабосвязанной вторичной обмотки (LCSS) показана на рис. 3. Обратите внимание, что в этой конструкции вокруг сердечника на самом деле четыре обмотки. Физически обмотка H разделена на две части, чтобы соответствовать высоте обмоток X и Y. Электрически обмотки h2 и h3 расположены внутри бака параллельно.Этот конструктивный подход используется для балансировки полей в обмотках H, когда вторичные поля не сбалансированы из-за дисбаланса нагрузки или неисправности. Эта конструкция предназначена для подачи нагрузки равномерно и непрерывно через вторичные обмотки. Если вторичные обмотки будут обслуживать несбалансированную нагрузку в течение длительного периода времени, например, один вторичный выключатель разомкнут, это не лучший выбор конструкции. Рассмотрим новую систему распределения 480 В, которая включает 3000 кВА моторной нагрузки и 600 кВА различной немоторной нагрузки. Рассчитайте полное сопротивление обмоток для случаев 3 и 5, перечисленных в таблице 1, а затем проиллюстрируйте расчет доступного тока короткого замыкания на третичной шине, см. Сначала преобразуйте полное сопротивление системы в базовое значение 2 МВА, 480 В. Конструкция TCSS устанавливает нижний предел импеданса вторичной и третичной обмотки, а конструкция LHL устанавливает верхний предел.Теоретический верхний предел можно рассчитать, приняв бесконечную шину на первичной обмотке трансформатора при замыкании вторичной и третичной клемм (12). Z Thévenin = Z H + Z X II Z Y (12) Опять же, это предполагает равные емкости на обмотках X и Y со всеми импедансами, выраженными на одной основе. Предельные значения импеданса приведены в таблице 3.Результаты показывают, что максимальный верхний предел для Z X-Y примерно в 4 раза превышает Z H-X. В этот момент импеданс Тевенена на закороченных вторичном и третичном выводах приближается к нулю. Обратите внимание, когда Z X-Y > 4 Z H-X , результатом является общее отрицательное сопротивление Тевенена, наблюдаемое снаружи бака трансформатора. Это невозможно. Примените результаты, приведенные в этом руководстве, к случаю с 3-обмоточным трансформатором из примера 1, но в этом случае примите Z H-Y = Z H-X = 6. Два основных типа конструкции трансформатора воплощают в себе требования экономики, простоты изготовления, изоляции, механической прочности и вентиляции: сердечник и кожух.Ключевое различие между этими двумя типами заключается в размещении сердечника и обмотки. В трансформаторах с сердечником обмотки охватывают сердечник, а в трансформаторах с кожухом сердечник охватывает обмотки. Существует четыре способа симметричного соединения первичной и вторичной обмоток трансформаторов. Эти комбинации, наряду с типичными конфигурациями магнитных цепей, оказывают сильное влияние на характеристики трансформатора и энергосистемы. Опять же, существует два основных типа трансформаторов в зависимости от расположения железа и меди: с сердечником и с оболочкой. В трансформаторах стержневого типа железный сердечник имеет форму полого квадрата, состоящего из пластин листовой стали, и обмотки окружают его. На рисунке 2 схематично показан трансформатор с сердечником. Изготовление сердечникового трансформатора с первичной и вторичной обмотками на отдельных ветвях создает большие потоки рассеяния, что приводит к плохому регулированию напряжения и неудовлетворительным общим характеристикам. В трансформаторах с кожухом железо почти окружает катушки, как показано на рисунке 4. Сердцевина имеет форму восьмерки. Весь поток проходит через центральную часть сердечника, но вне этого центрального сердечника он разделяется, уходя пополам в каждую сторону. Катушки имеют форму блинов, а первичные и вторичные катушки обычно уложены друг на друга так, что каждая первичная обмотка примыкает к вторичной. Такая конструкция обеспечивает низкие потоки рассеяния. Кожуховые трансформаторы обычно не используются в качестве распределительных трансформаторов. Распределительные трансформаторы обычно однофазные и обслуживают преимущественно однофазные нагрузки в жилых районах. Основная часть всех трансформаторов, за исключением крупных сверхвысоких напряжений и распределительных блоков, представляет собой трехфазные блоки. На заре индустрии в США было почти повсеместной практикой использовать три однофазных блока, соединенных в трехфазную группу.Трехфазные трансформаторы имеют значительно меньший вес и занимают значительно меньшую площадь, чем три однофазных трансформатора одинаковой мощности. На рисунке 5 показана основа трехфазного трансформатора с сердечником. Каждый из трех однофазных трансформаторов имеет первичную обмотку на одной ветви, соединенную с одним проводом трехфазной системы.Три жилы разнесены на 120°, и пустые ветви трех контактируют, образуя одну ветвь, которая несет сумму потоков, создаваемых фазными токами I1, I2 и I3. Сумма трех токов в любой момент времени равна нулю, и три потока уравновешиваются в соединении. Устранение этой ветви не нарушает работу системы, поскольку две ветви действуют как возврат для третьей. На рис. 6 показано более точное расположение конструкции. На рисунке 7 показана трехфазная трансформаторная решетка оболочкового типа, аналогичная трем однофазным блокам, расположенным рядом. В этом типе трансформатора используется меньше железа, чем в трех эквивалентных однофазных блоках, благодаря совместному использованию магнитных путей между катушками.Кроме того, три фазы более независимы друг от друга, чем в трансформаторах с сердечником, поскольку каждая фаза имеет индивидуальную магнитную цепь. Существует несколько способов соединения обмоток трансформаторов для управления трехфазным питанием с использованием двух или трех однофазных блоков или одного трехфазного блока. Наиболее часто встречаются соединения звезда-звезда, звезда-треугольник, треугольник-звезда и дельта-треугольник. Соединение звездой является обычным в распределительных системах, поскольку нейтраль доступна для питания однофазных нагрузок типа «линия-нейтраль». Соединение звезда-звезда имеет нейтрали с обеих сторон. Подключение первичной нейтрали к земле обеспечивает сбалансированное напряжение между фазой и нейтралью и обеспечивает путь для третьих и кратных (тройных гармоник) токов возбуждения. Нейтральное соединение не несет основную составляющую тока в сбалансированных условиях, потому что они смещены на 120° и в сумме дают ноль. Третьи гармоники находятся на расстоянии 3 · 120° = 360° друг от друга (они совпадают по фазе), в сумме втрое превышают величину одной фазы и проходят через нейтраль. В незаземленном соединении «звезда-звезда» тройные гармоники отсутствуют в токе возбуждения, поэтому они появляются в форме волны потока, искажая фазные напряжения. Эти синфазные напряжения между фазой и нейтралью вызывают колебания вторичной нейтрали или нейтрали со стороны нагрузки. Линейные напряжения не будут искажаться, поскольку они представляют собой векторную разность между линейными напряжениями, которая компенсирует тройные гармоники. Пропускание тройной гармоники путем подключения хотя бы одной из нейтралей к внешней цепи вызывает небольшое искажение формы волны потока — ровно столько, сколько необходимо для генерации гармоник тока возбуждения. Три соединения, включающие треугольники, обеспечивают путь для циркуляции тройных гармоник внутри треугольников, поэтому не происходит искажения напряжения. Поток потоков, находящихся в фазе, зависит от конфигурации магнитопровода трансформатора. В схеме с сердечником с тремя ветвями, показанной на рис. 8, на каждой из трех ветвей первичная и вторичная обмотки перекрываются. При симметричном напряжении потоки сдвинуты по фазе на 120°, поэтому их сумма всегда равна нулю. Поток фазы а замыкает свой круг через ветви фаз b и c.Такое расположение уменьшает эффективную длину магнитопровода на фазу с последующим уменьшением тока намагничивания и потерь в сердечнике по сравнению с группой из трех однофазных трансформаторов той же мощности с независимыми магнитопроводами. При появлении тройных гармоник в форме волны потока создаваемые ими составляющие потока находятся в фазе и замыкают магнитопровод по воздуху вне магнитопровода, бака и различных элементов конструкции. Эта область имеет высокое магнитное сопротивление, и суммарный эффект заключается в подавлении потока тройных гармоник и уменьшении искажения напряжения фаза-нейтраль. Поток, нагнетаемый за пределы магнитопровода, может вызвать нагрев стенок резервуара и концевых рамок сердечника. Обеспечение обратного пути с низким магнитным сопротивлением для этого потока часто решает эту проблему нагрева. Общепринятой практикой является использование пятистержневой конструкции магнитного сердечника при использовании трансформаторов с сердечником. На рис. 9 показан пятистержневой трансформатор с сердечником. Три промежуточных звена представляют собой ветви обмотки, а две внешние ветви обеспечивают обратный путь для тройных гармоник, протекающих в ветвях обмотки. Этот путь с низким сопротивлением для компонентов потока, создаваемых тройными гармониками, допускает искажение напряжения между фазой и нейтралью, как описано ранее. В трехфазных трансформаторах кожухового типа внешние ветви обеспечивают путь для составляющих потока, создаваемых тройными гармониками (показаны на рисунке 10). Метод симметричных составляющих помогает нам анализировать энергосистему, когда в трех фазах отсутствует симметрия в результате несимметричных нагрузок, несимметричных замыканий или коротких замыканий. Этот метод преобразует несбалансированные токи и напряжения в три сбалансированные системы, анализируемые как однофазные. Компоненты, полученные в результате преобразования, имеют положительную, отрицательную или нулевую последовательность. С векторами, помеченными как a, b и c, векторы прямой последовательности равны по модулю, смещены на 120°, а с последовательностью фаз a, b, c векторы обратной последовательности имеют последовательность фаз a, c , b и векторы нулевой последовательности находятся в фазе. Три набора вращаются с одинаковой угловой скоростью, обычно против часовой стрелки. Ток любой последовательности протекает в цепи последовательности, состоящей из источника, если таковой имеется, и импеданса последовательности. Импедансы последовательности Z1 (положительный), Z2 (отрицательный) и Zₒ (нулевой) могут иметь разные величины. Если учесть нечетные гармоники тока возбуждения, протекающего в цепях симметричных компонентов, то распределение будет: Положительная последовательность: седьмая, тринадцатая, девятнадцатая, … Обратная последовательность: пятая, одиннадцатая, семнадцатая, … Нулевая последовательность (тройные гармоники): третья, девятая, пятнадцатая, … Токи тройной гармоники находятся в фазе в трехфазной системе, образуя набор токов нулевой последовательности.Третья гармоника является наиболее значимой гармонической составляющей тока возбуждения. Он представляет собой набор токов нулевой последовательности тройной частоты, а напряжения третьей гармоники представляют собой набор напряжений нулевой последовательности тройной частоты. Когда системы питания питают несбалансированные нагрузки или имеют неисправности, связанные с заземлением, появляются токи и напряжения нулевой последовательности. Трансформаторы, являясь статическими устройствами, одинаково реагируют на токи и напряжения прямой и обратной последовательности.Их реакция на компоненты нулевой последовательности различна и во многом зависит от конфигураций соединений первичной и вторичной обмоток и характеристик магнитопроводов. Поведение компонентов нулевой последовательности в зависимости от различных режимов соединения обмоток трансформатора аналогично тому, которое было определено ранее для тройных гармоник. Согласно основным правилам, система реагирует на различные подключения трансформатора следующим образом: Трехобмоточные трансформаторы с третичной обмоткой, соединенной треугольником, являются типичными. Третичный контур позволяет протекать тройным гармоникам, улучшая форму волны потока, уменьшая напряжение тройной гармоники и обеспечивая низкий импеданс нулевой последовательности для заземления как первичной, так и вторичной цепей. Трансформаторы по-разному реагируют на симметричные напряжения прямой или обратной последовательности и напряжения нулевой последовательности. Как и в случае с тройными гармониками, поток потоков нулевой последовательности зависит от конфигурации магнитопровода трансформатора. Испытание для оценки полного сопротивления последовательности трансформаторов состоит из короткого замыкания одного набора обмоток и измерения полного сопротивления других обмоток.Для проверки импедансов прямой и обратной последовательности (они эквивалентны) требуются сбалансированные напряжения прямой последовательности. Полное сопротивление, измеренное как для прямой, так и для нулевой последовательности, приблизительно равно сумме импедансов утечки в первичной и вторичной обмотках параллельно с импедансом возбуждения. При подаче напряжения прямой последовательности импеданс возбуждения намного выше импеданса рассеяния.Импеданс рассеяния является эквивалентом прямой и обратной последовательностей, игнорируя параллельную ветвь импеданса возбуждения. При подаче однофазного напряжения (нулевой последовательности) на три клеммы обмотки, соединенной звездой, можно ожидать пренебрежимо малое импеданс намагничивания по сравнению с импедансом утечки нулевой последовательности. Но это не обязательно так. Когда токи нулевой последовательности протекают в трехфазном трехполюсном трансформаторе с сердечником, потоки ведут себя так же, как и в случае тройных гармоник. Высокий импеданс в этом типе трансформатора с некоторыми соединениями обмоток приводит к гораздо более низкому импедансу возбуждения, чем в случае напряжения прямой и обратной последовательности, и не игнорируется. В группе из трех однофазных блоков (для трехфазных, пятиветвевых трансформаторов с сердечником и кожухом) ветви обеспечивают путь для потока нулевой последовательности. Тогда величина импеданса возбуждения нулевой последовательности в этих схемах аналогична величине, полученной для прямой и обратной последовательностей (см. рис. 12). Существует два основных типа конструкции трансформатора: сердечник и кожух. Конструкция однофазного сердечника состоит из сердечника, обеспечивающего однопутную магнитную цепь. Каждая ветвь сердечника имеет перекрывающиеся обмотки высокого и низкого напряжения. В оболочковом типе все обмотки образуют единое кольцо с сердечником, окружающим каждую сторону кольца обмотки. Для преобразования трехфазной мощности требуется либо блок трехфазного трансформатора, либо соединение трех однофазных блоков для формирования трехфазной группы. Для трехфазных трансформаторов требуется меньше материала, что означает более высокую эффективность, меньшие размеры и меньшую стоимость. Если тройные гармоники тока возбуждения не могут протекать из-за соединений трансформатора, поток будет содержать компонент тройной гармоники, который, в свою очередь, индуцирует напряжение тройной гармоники в обмотках трансформатора. В однофазных батареях или трехфазных трансформаторах кожухового типа напряжения тройной гармоники могут быть высокими по сравнению с напряжением основной частоты. Токи и напряжения тройной гармоники имеют характер нулевой последовательности. Пути, обеспечивающие протекание токов тройной гармоники и токов нулевой последовательности, зависят от эквивалентов системы и трансформатора нулевой последовательности. Теперь будет рассмотрено влияние фазовых сдвигов трехфазного трансформатора на последовательные токи и напряжения.Наличие фазового сдвига между первичными и вторичными напряжениями и токами трансформатора зависит от соединений первичной и вторичной обмоток трансформатора. На рис. 4.14 фазовый сдвиг 0° достигается за счет того, что параллельные обмотки, т. е. обмотки с одинаковыми фазами, связаны одним и тем же магнитным потоком. Рисунок 4.14 также показывает, что отсутствие фазовых сдвигов в фазных токах и напряжениях также приводит к PPS и NPS токам и напряжениям. Рисунок 4.14. Сдвиг фаз напряжения PPS и NPS для трансформаторов, соединенных Yy0 и Dd0 В случае трансформаторов с обмотками, соединенными по схеме звезда-треугольник (или треугольник-звезда), напряжения и токи на стороне обмотки звезды будут сдвинуты по фазе на ± 30° угол по отношению к сторонам дельты (или наоборот, в зависимости от выбранной точки отсчета). Согласно британской практике, Yd11 приводит к тому, что фазные напряжения PPS на стороне звезды отстают на 30 ° от соответствующих напряжений на стороне треугольника.Кроме того, Yd1 приводит к тому, что фазные напряжения PPS на стороне звезды опережают на 30° соответствующие напряжения на стороне треугольника. Рисунок 4.15. Сдвиг фаз напряжения PPS и NPS для трансформаторов Yd1 и Yd11 Для RB Y/rby последовательности фаз или чередования фаз NPS на рис. 4.15 также показано влияние Yd1 и Yd11 на фазовые сдвиги напряжения NPS, и показано, что они теперь меняются местами. Эти фазовые сдвиги также относятся к токам PPS и NPS в этих обмотках, поскольку фазовые углы токов по отношению к связанным с ними напряжениям определяются только импедансами уравновешенной нагрузки.Таким образом, если напряжения и токи PPS смещены на +30°, соответствующие напряжения и токи NPS сдвинуты на -30° и наоборот в зависимости от указанного соединения и фазового сдвига, т. е. Yd1 или Yd11. Математически это получено для трансформатора Yd1, показанного на рис. 4.15, где n — коэффициент витков следующим образом. Ток красной фазы в амперах, вытекающий из фазы r обмотки d, равен I r = n ( I R – I B ). Ir=n[(1-h)IRP+(1-h3 ) IRN] = N3IRPE-J30O + N3IRNEJ30O или IR = IRP + IRN , где (4.18A) IRP = N3IRPE-J30OANDIRN = N3IRNEJ30O или (4.18B) IRP = 1N3IRPEJ30OANDIRN = 1N3IRNE- j30o или в единицах, где n=13, (4.18c)IRP=Irpej30o и IRN=IrN=IrNe-j30o Аналогично, с рисунка 4.15, фазное напряжение в вольтах на фазе R обмотки звезды равно VR=n(Vr-Vy) и, используя уравнение (2.9b) для напряжений фаз r и y, мы имеем VR= N [(1-H3) VRP + (1-H) VRN] = N3VRPEJ30O + N3VRNE-J30 ° или VR = VRP + VRN , где (4.19A) VRP = N3VRPEJ30OANDVRN = N3VRNE-J30O или (4.19b)VrP=1n3VRpe-j30o и VrN=1n3VRNej30o или в единицах, где n=13, трансформатор ЯД11. Американский стандарт для обозначения клемм обмотки трансформаторов звезда-треугольник требует, чтобы фазное напряжение PPS (NPS) на обмотке высокого напряжения опережало (отставало) соответствующее фазное напряжение PPS (NPS) на обмотка низкого напряжения. С точки зрения анализа неисправностей в сетях энергосистем, использующих сети PPS и NPS, общепринятой практикой является изначально «игнорирование» фазовых сдвигов, вносимых всеми трансформаторами звезда-треугольник, принимая их за эквивалентные трансформаторы звезда-звезда, и вычислять последовательность напряжений и токов на этой основе.
В Диско-винтовые обмотки параллельно соединенные полосы располагаются рядом в радиальном направлении, чтобы занять всю радиальную глубину обмотки.
Многослойная спиральная обмотка
Мы делаем внешние слои короче внутренних для равномерного распределения емкости. Эти обмотки в первую очередь улучшают характеристики трансформаторов при перенапряжении. Перекрестная обмотка
Внутренний конец катушки соединяется с выходным концом соседней, как показано на рисунке выше. Фактическая осевая длина каждой катушки составляет около 50 мм, а расстояние между двумя катушками составляет около 6 мм для размещения блоков из изоляционного материала. Дисковая и непрерывная дисковая обмотка
Проводники могут быть одной полосой или несколькими полосками, намотанными параллельно на плоской стороне.Это делает прочную конструкцию для этого типа обмоток. Диски отделены друг от друга прижимными секторами, закрепленными на вертикальных полосах. Площадь жилы варьируется от 4 до 50 кв.мм, пределы тока 12 – 600 А.
Обмотки для трансформатора кожухового типа
Обмотка многослойного типа
Преимущества оболочечных обмоток в трансформаторах
Третичная обмотка трансформатора | Трехобмоточный трансформатор
Что такое третичная обмотка? Что такое трехобмоточный трансформатор?
Эта дополнительная обмотка, помимо первичной и вторичной обмоток, известна как Третичная обмотка трансформатора . Из-за этой третьей обмотки трансформатор называется трехобмоточным трансформатором или трехобмоточным трансформатором .
Преимущества использования третичной обмотки в трансформаторе
Стабилизация третичной обмоткой трансформатора
Где I и Φ — ток и поток в трансформаторе.
Теперь из уравнений (1) и (2) это можно переписать как Любой несимметричный ток в трехфазной системе можно разделить на три набора компонентов, а также компоненты прямой последовательности, обратной последовательности и нулевой последовательности.Ток нулевой последовательности фактически представляет собой синфазный ток в трех линиях. Если значение синфазного тока в каждой линии составляет I o , то общий ток, протекающий через нейтраль вторичной обмотки трансформатора, равен I n = 3.I o . Этот ток не может быть уравновешен первичным током, так как ток нулевой последовательности не может протекать через изолированную нейтральную первичную обмотку, соединенную звездой. Следовательно, указанный ток во вторичной обмотке создает магнитный поток в сердечнике. Как мы обсуждали ранее в этой главе, путь с низким сопротивлением доступен для потока нулевой последовательности в группе однофазных блоков и, следовательно, в сердечнике с 5 ветвями; импеданс, предлагаемый току нулевой последовательности, очень высок.
Соединенная треугольником третичная обмотка трансформатора допускает циркуляцию в ней тока нулевой последовательности. Этот циркулирующий ток в этой обмотке треугольника уравновешивает составляющую нулевой последовательности несимметричной нагрузки, следовательно, предотвращает ненужное развитие несимметричного потока нулевой последовательности в сердечнике трансформатора. В двух словах можно сказать, что размещение третичной обмотки в трансформаторе звезда-звезда-нейтраль значительно снижает импеданс нулевой последовательности трансформатора.
Номинал третичной обмотки трансформатора
В случае, если он должен быть предусмотрен только для стабилизирующих целей, его поперечное сечение и конструкция должны быть определены с учетом тепловых и механических соображений для кратковременных токов короткого замыкания во время различных условий короткого замыкания. Однолинейное замыкание на землю является наиболее опасным.
Конфигурации обмотки | Трансформеры | Учебник по электронике
Трансформаторы с несколькими вторичными обмотками
Провода для этого трансформатора (их 15!) на фотографии не показаны, они скрыты от глаз.
Трансформатор многополюсного переключателя
Регулируемый трансформатор
Эффект эквивалентен отводу обмотки на каждом витке обмотки и переключателю с полюсами при каждом положении отвода:
В энергосистемах необходимо периодически вносить коррективы, чтобы приспособиться к изменениям нагрузки в течение месяцев или лет, и эти схемы переключения обеспечивают удобное средство.
Автотрансформатор
Понижающий автотрансформатор будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.
Конфигурации автотрансформатора
Переменный автотрансформатор Variac
Обмотка, разумеется, должна быть оголенной (без изоляции) в области, где качается рука.
– Руководство электрика по однофазным трансформаторам
Каждая обмотка низковольтной стороны рассчитана на максимальное напряжение 120 В. Помните, что любое напряжение выше этих значений может повредить изоляцию.
Рис. 7. Первичное подключение
Рис. 8. Вторичное соединение Последовательное и параллельное низковольтное соединение
Видео предупреждение! Это концепция потокосцепления. Главное, что нужно вынести, это то, что если вы потеряете обмотку, у вас будет только половина доступной кВА (мощности).
Атрибуция
::: SKM Power*Tools ::: ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Информация, представленная в данном руководстве по применению, предназначена для просмотра, утверждения, интерпретации и применения только зарегистрированным профессиональным инженером. SKM отказывается от какой-либо ответственности и обязательств, возникающих в результате использования и интерпретации этой информации.
Много раз, чтобы сбалансировать стоимость и проблемы с током короткого замыкания, инженеры выбирают трехобмоточные трансформаторы, рис. 1с.
Термин «трехобмоточный трансформатор» может ввести в заблуждение, поскольку трехобмоточный трансформатор может иметь три или более обмоток внутри бака трансформатора. На самом деле термин 3-обмоточный означает трансформатор с 3-мя наборами изоляторов, помеченных буквами H для первичной обмотки, X для вторичной обмотки и Y для третичной обмотки, см. рис.2. Полные сопротивления затем указываются от клемм H-X, H-Y и X-Y в процентах от выбранной обмотки (обычно обмотки X) на основе кВА. Инженер-конструктор отвечает за определение импеданса, необходимого для применения. Допуск импеданса ANSI для 3-обмоточных трансформаторов составляет ± 10 %, а не ± 7½ % для 2-обмоточных трансформаторов.
В этом случае при равных емкостях обмоток X и Y и полных сопротивлениях, выраженных на одной основе, выполняются следующие соотношения. Другой конфигурацией обмотки является конструкция с плотно соединенными вторичными обмотками (TCSS), см. рис. 4. В этом случае вторичная и третичная обмотки попеременно наматываются на сердечник. Импедансы H-X и H-Y определены ранее. Импеданс X-Y имеет следующую зависимость. Это не лучший выбор конструкции в приложениях, где возникают проблемы с высокими токами вторичной и третичной обмотки. Эта конструкция чаще используется в тяговых силовых установках и выпрямителях.
Третий вариант — конструкция Low-High-Low (LHL), показанная на рис. 5. Импедансы H-X и H-Y снова определены ранее. Диапазон импеданса, доступный для обмоток X-Y, будет немного больше, чем у конструкции LCSS. Пример 1
Предположим, что все двигатели имеют Xd», равное 0,15 Ом о. е. Электроэнергия рассчитана на 13,8 кВ с мощностью короткого замыкания 600 МВА.
Исследуйте следующие конфигурации проекта. • Одинарный двухобмоточный трансформатор
• Два двухобмоточных трансформатора
• 3-обмоточный трансформатор конструкции LCSS
• 3-обмоточный трансформатор с использованием конструкции TCSS
• 3-обмоточный трансформатор конструкции LHL В этом случае подходит общая мощность обмотки трансформатора 4000 кВА.Основываясь на номинальном первичном напряжении 13,8 кВ и стандартном BIL 110 кВ, для приложения предполагается типичный импеданс 6%. В таблице 1 приведены номиналы трансформаторов, выбранных для каждой конфигурации. Результаты обобщены в таблице 2. Подтверждено первоначальное обоснование выбора трехобмоточного трансформатора. Одиночный 2-трансформаторный случай имеет самые высокие характеристики отказов при самых низких затратах на преобразование.Два 2-обмоточных корпуса трансформатора имеют самую высокую стоимость преобразования. Один 3-обмоточный трансформатор уравновешивает как ток короткого замыкания, так и стоимость. Тем не менее, для поддержания низкого уровня отказоустойчивости следует использовать трансформаторы конструкции LCSS или LHL.
Результаты действительно указывают на специфическое поведение по отношению к 3-обмоточным трансформаторам.Обратите внимание на разницу между случаями 3 и 5. Полное сопротивление между вторичными и третичными цепями возрастает с 12 % в случае 3 до 15 % в случае 5, однако характеристики неисправности имеют противоположный характер. Чтобы понять эти результаты, необходимо более внимательно изучить модель схемы.
Модель схемы трехобмоточного трансформатора состоит из трех импедансов, соединенных звездой, см. рис. 6. Уравнения 8, 9 и 10 необходимы для преобразования импедансов Z H-X, Z H-Y и Z X-Y в их эквиваленты Z H, Z X и Z Y. Эквивалентная схема, показанная на рис.6 точно представляет трансформатор с точки зрения импеданса рассеяния, взаимных эффектов между обмотками и потерь нагрузки [1]. Возбуждающие токи и потери без нагрузки не учитываются. Кроме того, обратите внимание, что нередко один из импедансов может быть отрицательным или равным нулю! Пример 2 рис.7. Для упрощения расчетов принимаем все реактивные сопротивления.
Решение Z s-t ПРЕДЕЛЫ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ Пример 3 50 % при одинаковой мощности на обмотках X и Y.
• для Z X-Y = 0,65 % (TCSS) соответствует КЗ кА на клеммах НН 57,5 кА
• для Z X-Y = 13,0% (LCSS) соответствует КЗ кА на клеммах НН 47,0 кА
• для Z X-Y = 16,25 % (LHL) соответствует КЗ кА на клеммах НН 47,3 кА
• для Z X-Y = 26.0 % соответствует КЗ кА на клеммах НН 56,2 кОм Эти результаты показывают, что нет никакого практического преимущества в увеличении импеданса между вторичными и третичными цепями более чем в 2 раза по сравнению с импедансом между первичными и вторичными цепями. Поскольку более высокие импедансы приведут только к более высоким нагрузкам и потерям. Каталожные номера • Справочник по передаче и распределению электроэнергии, компания ABB Power T&D, Роли, Северная Каролина, 1997 г. .
• Харлоу, Дж. Х., Разработка электрических трансформаторов, CRC Press, Нью-Йорк, 2004 г., назад к Руководства по применению Основы силового трансформатора: типы конструкции трансформатора и соединения обмоток
Массивы железа и катушек в однофазных трансформаторах
Однако размещение обеих катушек на каждом плече, как показано на рис. 3, уменьшает поток рассеяния до небольшого значения.
Рисунок 3. Стержневое расположение катушек и сердечника Сборки железа и катушек в трехфазных трансформаторах
Рисунок 5. Основа трехфазного стержневого трансформатора
Рис. 6. Функциональная схема обмотки трехфазного сердечникового трансформатора
Рис. 7. Массив катушек и сердечник в трехфазном трансформаторе кожухового типа Тройные гармоники и соединения обмоток трансформатора
Точно так же все кратные третьи гармоники также вернутся к источнику через нейтральное соединение.
Тройные гармоники и трехфазные магнитные цепи
Рисунок 9. Магнитопровод пятистержневого трансформатора
Рисунок 10. Магнитопровод для трехфазного трансформатора кожухового типа Метод симметричных компонент
Возбуждающие гармоники тока и симметричные составляющие
Токи нулевой последовательности и соединения обмоток трансформатора
Основные правила функционирования:
Протекание тока нулевой последовательности возможно только во вторичной цепи. Поэтому трансформация этого тока не допускается.Первичная обмотка имеет бесконечное сопротивление току нулевой последовательности и ведет себя как разомкнутая цепь.
Полное сопротивление последовательности трехфазных батарей и трансформаторов
Для импеданса нулевой последовательности требуется однофазное напряжение, подаваемое от трех линейных клемм (привязанных) к земле.
Потоки, создаваемые в трех ветвях, равны по величине и фазе, поэтому их сумма должна возвращаться через воздух, резервуар и элементы конструкции (показано на рисунке 11).
Рис. 11. Поток нулевой последовательности в трехфазном трансформаторе с сердечником
Рис. 12. Поток нулевой последовательности в трехфазном оболочечном трансформаторе
Обзор конструкции трансформатора и этапов
В трехфазных стержневых трансформаторах путь потока тройной гармоники проходит вне сердечника и имеет большое сопротивление.Поэтому поток тройной гармоники в магнитопроводе невелик, несмотря на то, что соединения обмоток подавляют тройные гармоники тока возбуждения, а индуцированное напряжение тройной гармоники мало.
Вторичная обмотка трансформатора – обзор
Влияние сдвига фаз соединения обмоток на последовательные напряжения и токи
Для трансформаторов с соединением обмотки звезда-звезда или треугольник-треугольник первичные и вторичные токи и напряжения в каждой из трех фаз находятся либо в фазе, либо в противофазе, т. е. обмотки соединены так, что фазовые сдвиги равны либо 0°, либо ± 180°. Первый случай показан на рис. 14.4 (а) и (б). Британская практика и практика IEC используют номер и символ «ссылочной группы векторов».В символе Yd1 заглавные и строчные буквы Y и d обозначают соединения обмотки ВН звездой и обмотки НН треугольником, соответственно, а цифра 1 указывает фазовый сдвиг на -30° с использованием эталона часов 12 × 30°. Например, 0° указывает на 12 часов, 180° указывает на 6 часов, −30° указывает на 1 час и +30° указывает на 11 часов.
Следовательно, наличие таких трансформаторов в трехфазной сети не требует специальной обработки в формируемых сетях СЭС и НЭС в симметричном или несимметричном режиме. Следует отметить, что для обмотки треугольником, хотя физическая нейтральная точка не существует, напряжение от каждой клеммы фазы к нейтрали все же существует, поскольку сеть, к которой подключена обмотка треугольника, на практике будет содержать нейтральную точку.
Примеры векторных диаграмм, показанные на рис. 4.15 для Yd1 и Yd1 1, иллюстрируют этот эффект.
Используя уравнение (2.9а) из главы 2 для фазных токов и учитывая, что IRZ=0, поскольку синфазные токи ZPS не могут выходить из обмотки d, мы можем записать
Это так независимо от того, находится ли обмотка звезды или треугольника на стороне высокого напряжения. С точки зрения анализа последовательности это означает, что при переходе со стороны низкого напряжения на сторону высокого напряжения трансформатора звезда-треугольник или треугольник-звезда напряжения и токи PPS должны опережать 30°, тогда как напряжения и токи NPS должны отставать на 30°.Интересно отметить следующее наблюдение относительно британских и американских стандартов. В американской практике, когда обмотка звезды в трансформаторе звезда-треугольник является обмоткой высокого напряжения, это будет соответствовать, с точки зрения фазовых сдвигов, Yd1 в британской практике. Однако, когда в американской практике обмотка треугольника в трансформаторе звезда-треугольник является обмоткой высокого напряжения, это будет соответствовать с точки зрения фазовых сдвигов Yd11 в британской практике.