Справочник трансформаторы импульсные: Импульсные трансформаторы | Онлайн журнал электрика

Импульсные трансформаторы | Онлайн журнал электрика

Импульсные трансформаторы используются в устройствах связи, автоматики, вычислительной техники, при работе маленькими импульсами, для конфигурации их амплитуды и полярности, исключения неизменной составляющей и т.д.

Одно из главных требований, предъявляемых к импульсным трансформаторам — малое искажение формы передаваемого сигнала, происходящее из-за воздействия потоков рассеяния, емкостных связей меж обмотками и витками, вихревых токов.

Представим, на вход безупречного трансформатора (без утрат и емкостей) поступают прямоугольные импульсы напряжения (рис. 1, а) длительностью I с периодом Т. Неизменная времени первичной обмотки трансформатора — время, за которое ток достигнет установившегося значения (рис. 1, б), равна: Т1 = L1/r1 , где L1 — индуктивность первичной обмотки, Гн.

В первичной обмотке появится и начнет возрастать ток кривая которого показана на рис. 1, б, Он вызовет точно такое же изменение магнитного потока, что, в свою очередь, вызовет ЭДС во вторичной обмотке, которая в режиме холостого хода равна u2 (рис. 1, б).

Отрицательная часть импульса «срезается» включением диодика во вторичную цепь трансформатора. Таким макаром, получен импульс, близкий к прямоугольному на вторичной стороне трансформатора.

Рис. 1. Кривые напряжений и токов в импульсном трансформаторе

Следует направить внимание, что Т1 >t, т.е. неизменная времени первичной обмотки должны быть больше длительности импульса. Если — напротив, Т1 t итог выходит отрицательный — форма импульса будет далека от прямоугольной.

Чтоб еще более приблизить форму импульсов к прямоугольной, импульсный трансформатор имеет свои особенности: он работает в ненасыщенном режиме, магнитопровод импульсного трансформатора должен владеть маленький остаточной индукцией. Потому он делается из магнитомягкого материала (с малой коэрцитивной силой), с завышенной магнитной проницаемостью.

Рис. 2. Импульсные трансформаторы

Время от времени для понижения остаточной индукции магнитопровод импульсного трансформатора конструируют с воздушным зазором. Чтоб уменьшить паразитные емкости и потоки рассеяния, обмотки стараются выполнить с минимальным числом витков.

Школа для электрика

Осцилляторы и импульсные возбудители дуги | Строительный справочник | материалы — конструкции

Осциллятор — это устройство, преобразующее ток промышленной частоты низкого напряжения в ток высокой частоты (150—500 тыс. Гц) и высокого напряжения (2000—6000 В), наложение которого на сварочную цепь облегчает возбуждение и стабилизирует дугу при сварке.

Основное применение осцилляторы нашли при аргно-дуговой сварке переменным током неплавящимся электродом металлов малой толщины и при сварке электродами с низкими ионизирующими свойствами покрытия. Принципиальная электрическая схема осциллятора ОСПЗ-2М показана на рис. 1.

Осциллятор состоит из колебательного контура (конденсатора С5, в качестве индукционной катушки используется подвижная обмотка трансформатора ВЧТ и разрядника Р) и двух индуктивных дроссельных катушек Др1 и Др2, повышающего трансформатора ПТ, высокочастотного трансформатора ВЧТ.

Колебательный контур генерирует ток высокой частоты и связан со сварочной цепью индуктивно через высокочастотный трансформатор, выводы вторичных обмоток которого присоединяются: один к заземленному зажиму выводной панели, другой — через конденсатор С6 и предохранитель Пр2 ко второму зажиму. Для защиты сварщика от поражения электрическим током в цепь включен конденсатор С6, сопротивление которого препятствует прохождению тока высокого напряжения и низкой частоты в сварочную цепь. На случай пробоя конденсатора С6 в цепь включен плавкий предохранитель Пр2. Осциллятор ОСПЗ-2М рассчитан на подключение непосредственно в двухфазную или однофазную сеть напряжением 220 В.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема осициллятора ОСПЗ-2М: СТ — сварочный трансформатор, Пр1, Пр2 — предохранители, Др1, Др2 — дроссели, С1 — С6 — конденсаторы, ПТ — повышающий трансформатор, ВЧТ — высокочастотный трансформатор, Р — разрядникРис. 2. Схема включения осциллятора М-3 и ОС-1 в сварочную цепь: Тр1 — трансформатор сварочный, Др — дроссель, Тр2 — повышающий трансформатор осциллятора, Р — разрядник, С1 — конденсатор контура, С2 — защитный конденсатор контура, L1 — катушка самоиндукции, L2 — катушка связи

При нормальной работе осциллятор равномерно потрескивает, и за счет высокого напряжения происходит пробой зазора искрового разрядника. Величина искрового зазора должна быть 1,5—2 мм, которая регулируется сжатием электродов регулировочным винтом. Напряжение на элементах схемы осциллятора достигает нескольких тысяч вольт, поэтому регулирование необходимо выполнять при отключенном осцилляторе.

Осциллятор необходимо зарегистрировать в местных органах инспекции электросвязи; при эксплуатации следить за его правильным присоединением к силовой и сварочной цепи, а также за исправным состоянием контактов; работать при надетом кожухе; кожух снимать только при осмотре или ремонте и при отсоединенной сети; следить за исправным состоянием рабочих поверхностей разрядника, а при появлении нагара — зачистить их наждачной бумагой. Осцилляторы, у которых первичное напряжение 65 В, подключать к вторичным зажимам сварочных трансформаторов типа ТС, СТН, ТСД, СТАН не рекомендуется, так как в этом случае напряжение в цепи при сварке понижается. Для питания осциллятора нужно применять силовой трансформатор, имеющий вторичное напряжение 65—70 В.

Схема подключения осцилляторов М-3 и ОС-1 к сварочному трансформатору типа СТЭ показана на рис.2. Технические характеристики осцилляторов приведен в таблице.

Технические характеристики осцилляторов

ТипПервичное
напряжение, В
Вторичное напряжение
холостого хода, В
Потребляемая
мощность, Вт
Габаритные
размеры, мм
Масса, кг
М-3
ОС-1
ОСЦН
ТУ-2
ТУ-7
ТУ-177 ОСПЗ-2М
40 — 65
65
200
65; 220
65; 220
65; 220
220
2500
2500
2300
3700
1500
2500
6000
150
130
400
225
1000
400
44
350 x 240 x 290
315 x 215 x 260
390 x 270 x 310
390 x 270 x 350
390 x 270 x 350
390 x 270 x 350
250 х 170 х 110
15
15
35
20
25
20
6,5

Импульсные возбудители дуги

Это такие устройства, которые служат для подачи синхронизированных импульсов повышенного напряжения на сварочную дугу переменного тока в момент изменения полярности. Благодаря этому значительно облегчается повторное зажигание дуги, что позволяет снизить напряжение холостого хода трансформатора до 40—50 В.

Импульсные возбудители применяют только для дуговой сварки в среде защитных газов неплавящимся электродом. Возбудители с высокой стороны подключаются параллельно к сети питания трансформатора (380 В), а на выходе — параллельно дуге.

Мощные возбудители последовательного включения применяют для сварки под флюсом.

Импульсные возбудители дуги более устойчивы в работе, чем осцилляторы, они не создают радиопомех, но из-за недостаточного напряжения (200—300 В) не обеспечивают зажигания дуги без соприкосновения электрода с изделием. Возможны также случаи комбинированного применения осциллятора для начального зажигания дуги и импульсного возбудителя для поддержания ее последующего стабильного горения.

Стабилизатор сварочной дуги

Для повышения производительности ручной дуговой сварки и экономичного использования электроэнергии создан стабилизатор сварочной дуги СД-2. Стабилизатор поддерживает устойчивое горение сварочной дуги при сварке переменным током плавящимся электродом путем подачи на дугу в начале каждого периода импульса напряжения.

Стабилизатор расширяет технологические возможности сварочного трансформатора и позволяет выполнять сварку на переменном токе электродами УОНИ, ручную дуговую сварку неплавящимся электродом изделий из легированных сталей и алюминиевых сплавов.

Схема внешних электрических соединений стабилизатора показана на рис. 3, а, осциллограмма стабилизирующего импульса — на рис. 3, б.

Сварка c применением стабилизатора позволяет экономичнее использовать электроэнергию, расширить технологические возможности применения сварочного трансформатора, уменьшить эксплуатационные расходы, ликвидировать магнитное дутье.

Сварочное устройство «Разряд-250». Это устройство разработано   на   базе   сварочного   трансформатора   ТСМ-250   и стабилизатора сварочной дуги, выдающего импульсы частотой 100 Гц.

Функциональная схема сварочного устройства и осциллограмма напряжения холостого хода на выходе устройства показаны на рис. 4, а, б.

Рис. 3. Схема внешних электрических соединений стабилизатора и осциллограмма стабилизирующего импульса: а — схема: 1 — стабилизатор, 2 — трансформатор варочный, 3 — электрод, 4 — изделие; б — осцилограмма: 1 — стабилизирующий импульс, 2 — напряжение на вторичной обмотке трансформатора

Рис. 4. Сварочное устройство «Разряд-250»: а — схема устройства; б — осциллограмма напряжения холостого хода на выходе устройства

Устройство «Разряд-250» предназначено для ручной дуговой сварки переменным током плавящимися электродами любого типа, в том числе предназначенными для сварки на постоянном токе. Устройство может использоваться при сварке неплавящимися электродами, например, при сварке алюминия.

Устойчивое горение дуги обеспечивается подачей на дугу в начале каждой половины периода переменного напряжения сварочного трансформатора импульса напряжения прямой полярности, т. е. совпадающего с полярностью указанного напряжения.

Малогабаритные трансформаторы и дроссели. Справочник (Сидоров И. Н.)

Автор(ы):Сидоров И. Н.

06.10.2007

Год изд.:1985
Описание: Содержатся сводные технические данные сетевых унифицированных трансформаторов на рабочие частоты 50 и 400 Гц и номинальные напряжения 40, 115, 127 и 220 В, дросселей фильтров выпрямителей, импульсных трансформаторов, а также трансформаторов и дросселей сетевых радиоприемников, телевизоров, магнитофонов. Для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, изготовлением и эксплуатацией радиоэлектронной аппаратуры и устройств автоматики, а также радиолюбителей.
Оглавление:

Предисловие [5]
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ [7]
  1.1. Основные термины и определения [7]
  1.2. Классификация трансформаторов и дросселей, приведенных в справочнике [8]
  1.3. Условные обозначения трансформаторов и дросселей [11]
  1.4. Основные электрические параметры малогабаритных трансформаторов н дросселей [11]
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ ТРАНСФОРМАТОРОВ И ДРОССЕЛЕЙ [18]
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ ПИТАНИЯ ТИПОВ ТА. ТН, ТАН, ТПП С НОМИНАЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ СЕТИ 127 И 220 В И ЧАСТОТОЙ 50 Гц [28]
  3.1. Малогабаритные трансформаторы типа ТА с частотой питающей сети 50 Гц [32]
  3.2. Малогабаритные трансформаторы типа ТН с частотой питающей сети 50 Гц [88]
  3.3. Малогабаритные трансформаторы типа ТАН с частотой питающей сети 50 Гц [99]
  3.4. Малогабаритные трансформаторы типа ТПП с частотой питающей сети 50 Гц [102]
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ ПИТАНИЯ ТИПОВ ТА, ТН, ТАН, ТПП С НОМИНАЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ СЕТИ 40, 115 И 220 В И ЧАСТОТОЙ 400 Гц [123]
  4.1. Малогабаритные трансформаторы типа ТА с частотой питающей сети 400 Гц [124]
  4.2. Малогабаритные трансформаторы типа ТН с частотой питающей сети 400 Гц [135]
  4.3. Малогабаритные трансформаторы типа ТАН с частотой питающей сети 400 Гц [187]
  4.4. Малогабаритные трансформаторы типа ТПП с частотой питающей сети 400 Гц [214]
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ ПИТАНИЯ ТИПА TP НИЗКОВОЛЬТНЫЕ С НОМИНАЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ СЕТИ 115 И 220 В И ЧАСТОТОЙ 400 Гц [248]
РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ ПИТАНИЯ ТИПА Т НИЗКОВОЛЬТНЫЕ С НОМИНАЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ СЕТИ 127 И 220 В И ЧАСТОТОЙ 50 Гц [277]
РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ ПИТАНИЯ ТИПА ТТ МАЛОГАБАРИТНЫЕ С НОМИНАЛЬНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ СЕТИ 115 И 220 В И ЧАСТОТОЙ 400 Гц [289]
РАЗДЕЛ ВОСЬМОЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ СОГЛАСУЮЩИЕ СИГНАЛОВ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ ТИПОВ ТМ, Т [300]
РАЗДЕЛ ДЕВЯТЫЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ СОГЛАСУЮЩИЕ СИГНАЛОВ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ ТИПОВ ТОТ, ТВТ [315]
РАЗДЕЛ ДЕСЯТЫЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ ИМПУЛЬСНЫЕ МИНИАТЮРНЫЕ ДЛЯ ПЕЧАТНОГО МОНТАЖА ТИПОВ ТИ, ТИМ [340]
РАЗДЕЛ ОДИННАДЦАТЫЙ. МАЛОГАБАРИТНЫЕ УНИФИЦИРОВАННЫЕ ДРОССЕЛИ ФИЛЬТРОВ ТИПА Д [351]
РАЗДЕЛ ДВЕНАДЦАТЫЙ. ТРАНСФОРМАТОРЫ И ДРОССЕЛИ ДЛЯ БЫТОВОЙ РАДИОАППАРАТУРЫ [371]
Список литературы [413]

Формат: djvu
Размер:4811131 байт
Язык:РУС
Рейтинг: 627
Открыть:

Нет поддержки JS 🙁

Ток намагничивания импульсного трансформатора — это… Что такое Ток намагничивания импульсного трансформатора?

Ток намагничивания импульсного трансформатора

85. Ток намагничивания импульсного трансформатора

Ток намагничивания

D. Magnetisierungsstrom des Impulsübertragers

E. Magnetizing current of a pulse transformer

F. Courant de magnétisation du transformateur d’impulsion

Ток первичной обмотки импульсного трансформатора в режиме холостого хода, измеренный при воздействии на трансформатор однополярных или двухполярных импульсов

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации.
academic.ru.
2015.

  • Ток накала генератора водорода
  • ток намагничивания трансформатора тока

Смотреть что такое «Ток намагничивания импульсного трансформатора» в других словарях:

  • ток намагничивания импульсного трансформатора — Ток первичной обмотки импульсного трансформатора в режиме холостого хода, измеренный при воздействии на трансформатор однополярных или двухполярных импульсов [ГОСТ 20938 75] Тематики трансформатор Классификация >>> Синонимы ток… …   Справочник технического переводчика

  • ток — ((continuous) current carrying capacity ampacity (US)): Максимальное значение электрического тока, который может протекать длительно по проводнику, устройству или аппарату при определенных условиях без превышения определенного значения их… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ГОСТ 20938-75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения — Терминология ГОСТ 20938 75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения оригинал документа: 73. Асимметрия обмоток трансформатора малой мощности Асимметрия обмоток D. Wicklungsunsymmetrie des Kleintransformators E. Winding asymmetry F.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Импульсный трансформатор — (ИТ) трансформатор, предназначенный для преобразования тока и напряжения импульсных сигналов с минимальным искажением исходной формы импульса на выходе. Содержание 1 Описание 2 Эквивалентные схемы …   Википедия

  • Предельное — 15. Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах в накопителях, расположенных вне территории предприятия (организации). М., 1985. Источник: П 89 2001: Рекомендации по диагностическому контролю фильтрационного и… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ШИМ контроллеры — справочник по микросхемам для импульсных блоков питания

Наибольшее распространение в источниках питания для бытовой аппаратуры получили импульсные блоки питания с импульсным трансформатором, в которых силовой ключ работает на постоянной частоте повторения импульсов, а длительность самих импульсов изменяется под действием формирователя широтно-импульсной модуляции ШИМ (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)).

Определение: широтно-импульсная модуляция — процесс управления мощностью, подводимой к нагрузке, путем изменения скважности импульсов, при постоянной частоте.

Принцип работы импульсных блоков питания на основе широто-импульсной модуляции

Рис. 1. Принцип формирования ШИМ.

Формирование ШИМ осуществляется с помощью порогового элемента ПЭ, на один вход которого подается пилообразное напряжение Uпил а на второй — медленно изменяющееся напряжение Uизм, пропорциональное значению выходного напряжения лока питания Uвых. Изменение наклона пилы или уровня напряжения Uизм приводит к изменению момента срабатывания ПЭ, а значит, и длительности импульсов tо на выходе ключа К (рис. 1). Отметим, что пилообразное напряжение может сниматься как с выхода специального генератора, так и с низкоомного резистора, включенного последовательно с силовым ключом К (во время замкнутого состояния ключа ток, проходящий по нему и по соответствующей обмотке импульсного трансформатора, близок по форме к пилообразному).

В схему управления обычно входят задающий генератор (чаще всего, RC-типа или блокинг-гене-ратор), широтно-импульсный модулятор (ШИМ), цепи запуска, стабилизации (цепи обратных связей) и защиты. Весьма часто, для уменьшения помех на изображении, работу задающего генератора синхронизируют со строчной разверткой, для чего на схему управления поступают строчные импульсы обратного хода (СИОХ).

Рис. 2. Структурная схема импульсного стабилизатора телевизора с ШИМ.

Напряжение с выпрямителя Uвх подается на ключ К, соединенный последовательно с первичной обмоткой импульсного автотрансформатора L1 и эталонным резистором R24. Ключ К открывается в моменты прихода на него импульсов с усилителя У, длительность которых определяет значения напряжений на выходах вторичных выпрямителей В1 и В2. С выхода выпрямителя В2 через измерительную схему ИС напряжение поступает на один — из входов СС; на другой ее вход подается напряжение с источника опорного напряжения (ИОН).

Выходное напряжение ошибки с СС управляет проводимостью генератора тока ГТ, которая определяет длительность импульсов на выходе схемы ШИМ. Период следования импульсов с генератора Г, поступающих на формирователь ШИМ, соответствует периоду следования импульсов строчной развертки телевизора, так как синхронизируется ими по входу «Синхр».

Формирователь Ф улучшает форму прямоугольных импульсов. При возрастании падения напряжения на R24 срабатывает схема защиты СЗ и запрещает проход импульсов на ключ К. При включении телевизора стабилизатор запускается броском тока через резистор R14; в стационарном режиме стабилизатор питается от схемы самоподпитки С.

Схема импульсного блока питания предъявляет высокие требования к значениям предельно допустимых электрических параметров транзистора, используемого в ключевом каскаде. В течение времени tо (рис. 1), когда транзистор открыт, по обмотке импульсного трансформатора протекает пилообразно возрастающий ток. При чрезмерно «широком» отпирающем импульсе («пила» слишком долго нарастает) или при коротком замыкании на выходе блока питания («пила» имеет слишком большую крутизну) транзистор может выйти из строя. С другой стороны, при протекании тока происходит накопление энергии в магнитном поле трансформатора, а при закрывании транзистора возникает ЭДС самоиндукции е, значение которой зависит от питающего каскад напряжения Еп, времени открытого tо и закрытого tз состояния транзистора: е = Eпtо/tз.

Максимальное напряжение, прикладываемое к коллектору транзистора, Uк = Еп (1 + tо/tз.) может оказаться значительным (например, при tо = tз Uк=2Eп). Таким образом, эффективным средством защиты транзистора ключевого каскада от пробоя и от перегрузки по току является соответствующая регулировка соотношения tо/tз с помощью схемы широтно-импульсной модуляции ШИМ. Кроме того, для защиты выходного транзистора от пробоя к его коллектору подключают демпфирующие цепочки, составленные из резисторов, конденсаторов, диодов; между базой и эмиттером включают низкоомный резистор. Для демпфирования паразитных колебаний применяется специальная рекуперационная обмотка импульсного трансформатора с подключенным к ней выпрямителем.

Для уменьшения наводок от импульсного блока питания диоды выпрямителей шунтируются конденсаторами небольшой емкости; в цепи сглаживающих фильтров включают дроссели, роль которых нередко выполняет кусочек проволоки, продетой в ферритовую трубку; большое внимание уделяется экранированию и заземлению.

С целью получения дополнительных номиналов стабильного выходного напряжения в состав импульсных блоков питания нередко входит маломощный линейный стабилизатор, подключаемый к выходу одного из вторичных выпрямителей. В бестрансформаторных импульсных блоках питания сетевое напряжение подается на выпрямитель через специальный резистор, ограничивающий бросок тока в момент включения телевизора. Специфической особенностью блоков питания, применяемых в цветных телевизорах, является наличие в некоторых из них схемы размагничивания маски и бандажа кинескопа.

Смотрите также материалы, где рассматриваются основные принципы работы импульсных блоков питания на основе широто-импульсной модуляции:
Импульсные блоки питания структурная схема, принципы работы
Трансформаторные преобразователи с задающими генераторами

Онлайн справочник по микросхемам для импульсных блоков питания

Самый простой способ найти нужную документацию на микросхему для блоков питания, их цоколевку, типовую схему включения — воспользоваться быстропоиском в конце страницы или пролистать справочник и ознакомиться с его содержанием.

Быстропоиск:
Микросхемы: HM9207
| IX1779ce
| KA3842
| KA3882
| M67209
| MA2830
| MA2831
| STK730-080
| STK7348
| STR451
| STR6307
| STR10006
| STR11006
| STR40115
| STR50103
| STR50115
| STR54041
| STR80145
| STRD1816
| STRD6004
| STRD6601
| STR-M6549
| STR-S5941
| TDA4600
| TDA4601
| TDA4601b
| TDA4605
| TDA8380
| TEA1039
| TEA2018
| TEA2019
| TEA2162
| TEA2164
| TEA2260
| TEA2262
| TEA5170
| UAA4600
| UC2842 | UC3842
| UC2844 | UC2845 | UC3844 | UC3845

Виды и типы трансформаторов — Строительный журнал Palitrabazar.ru

Виды трансформаторов

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, содержащее от двух до нескольких обмоток, расположенных на общем магнитопроводе, и индуктивно связанных, таким образом, между собой. Служит трансформатор для преобразования электрической энергии переменного тока посредством электромагнитной индукции без изменения частоты тока. Используют трансформаторы как для преобразования переменного напряжения, так и для гальванической развязки в различных сферах электротехники и электроники.

Справедливости ради отметим, что в некоторых случаях трансформатор может содержать и всего одну обмотку (автотрансформатор), а сердечник может и вовсе отсутствовать (ВЧ — трансформатор), однако в большинстве своем трансформаторы имеют сердечник (магнитопровод) из магнитомягкого ферромагнитного материала, и две или более изолированные ленточные или проволочные обмотки, охватываемые общим магнитным потоком, но обо всем по порядку. Рассмотрим, какие же бывают виды трансформаторов, как они устроены и для чего применяются.

Данный вид низкочастотных (50-60 Гц) трансформаторов служит в электрических сетях, а также в установках приема и преобразования электрической энергии. Почему называется силовой? Потому что именно этот тип трансформаторов применяется для подачи и приема электроэнергии на ЛЭП и с ЛЭП, где напряжение может достигать 1150 кВ.

В городских электросетях напряжение достигает 10 кВ. Посредством именно силовых низкочастотных трансформаторов напряжение также и понижается до 0,4 кВ, 380/220 вольт, необходимых потребителям.

Конструктивно типичный силовой трансформатор может содержать две, три или более обмоток, расположенных на броневом сердечнике из электротехнической стали, причем некоторые из обмоток низшего напряжения могут питаться параллельно (трансформатор с расщепленными обмотками).

Это удобно для повышения напряжения, получаемого одновременно с нескольких генераторов. Как правило, силовой трансформатор помещен в бак с трансформаторным маслом, а в случае особо мощных экземпляров добавляется система активного охлаждения.

Трансформаторы силовые трехфазные мощностью до 4000 кВА устанавливаются на подстанциях и электростанциях. Более распространены трехфазные, поскольку потери получаются до 15% меньше, чем с тремя однофазными.

Сетевые трансформаторы еще в 80-е и 90-е годы можно было встретить практически в любом электроприборе. С помощью именно сетевого трансформатора (обычно однофазного) напряжение бытовой сети 220 вольт с частотой 50 Гц понижается до уровня, требуемого электроприбору, например 5, 12, 24 или 48 вольт.

Часто сетевые трансформаторы выполняются с несколькими вторичными обмотками, чтобы несколько источников напряжения можно было бы использовать для питания различных частей схемы. В частности, трансформаторы ТН (трансформатор накальный) всегда можно было (да и сейчас можно) встретить в схемах, где присутствовали радиолампы.

Современные сетевые трансформаторы конструктивно выполняются на Ш-образных, стержневых или тороидальных сердечниках из набора пластин электротехнической стали, на которые и навиваются обмотки. Тороидальная форма магнитопровода позволяет получить более компактный трансформатор.

Если сравнить трансформаторы равной габаритной мощности на тороидальном и на Ш-образном сердечниках, то тороидальный будет занимать меньше места, к тому же площадь поверхности тороидального магнитопровода полностью охватывается обмотками, нет пустого ярма, как в случае с броневым Ш-образным или стержневым сердечниками. К сетевым можно отнести в частности и сварочные трансформаторы мощностью до 6 кВт. Сетевые трансформаторы, конечно, относятся к низкочастотным трансформаторам.

Одной из разновидностей низкочастотного трансформатора является автотрансформатор, у которого вторичная обмотка является частью первичной или первичная является частью вторичной. То есть в автотрансформаторе обмотки связаны не только магнитно, но и электрически. Несколько выводов делаются от единственной обмотки, и позволяют всего с одной обмотки получить различное напряжение.

Главное преимущество автотрансформатора — меньшая стоимость, поскольку расходуется меньше провода для обмоток, меньше стали для сердечника, в итоге и вес получается меньше, чем у обычного трансформатора. Недостаток — отсутствие гальванической развязки обмоток.

Автотрансформаторы находят применение в устройствах автоматического управления, а также широко используются в высоковольтных электросетях. Трехфазные автотрансформаторы с соединением обмоток в треугольник либо в звезду в электрических сетях весьма востребованы сегодня.

Силовые автотрансформаторы выпускаются на мощности вплоть до сотен мегаватт. Применяют автотрансформаторы и для пуска мощных двигателей переменного тока. Автотрансформаторы особенно целесообразны при невысоких коэффициентах трансформации.

Частным случаем автотрансформатора является лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Он позволяет плавно регулировать напряжение, подаваемое к потребителю. Конструкция ЛАТРа представляет собой тороидальный трансформатор с единственной обмоткой, которая имеет неизолированную «дорожку» от витка к витку, то есть имеется возможность подключения к каждому из витков обмотки. Контакт с дорожкой обеспечивается скользящей угольной щеткой, которая управляется поворотной ручкой.

Так можно получить на нагрузке действующее напряжение различной величины. Типичные однофазные ЛАТРы позволяют получать напряжение от 0 до 250 вольт, а трехфазные — от 0 до 450 вольт. ЛАТРы мощностью от 0,5 до 10 кВт очень популярны в лабораториях для целей наладки электрооборудования.

Трансформатором тока называется трансформатор, первичная обмотка которого подключается к источнику тока, а вторичная — к защитным или измерительным приборам, имеющим малые внутренние сопротивления. Наиболее распространенным типом трансформатора тока является измерительный трансформатор тока.

Первичная обмотка трансформатора тока (обычно — всего один виток, один провод) включается последовательно в цепь, в которой требуется измерить переменный ток. Получается в результате, что ток вторичной обмотки пропорционален току первичной, при этом вторичная обмотка обязательно должна быть нагружена, ибо иначе напряжение вторичной обмотки может получиться достаточно высоким, чтобы пробить изоляцию. Кроме того, если вторичную обмотку ТТ разомкнуть, то магнитопровод просто выгорит от наведенных некомпенсированных токов.

Конструкция трансформатора тока представляет собой сердечник из шихтованной кремнистой холоднокатаной электротехнической стали, на который намотана одна или несколько изолированных обмоток, являющихся вторичными. Первичная обмотка зачастую — просто шина, либо пропущенный через окно магнитопровода провод с измеряемым током (на этом принципе, кстати, работают токоизмерительные клещи). Главная характеристика трансформатора тока — коэффициент трансформации, например 100/5 А.

Для измерения тока и в схемах релейной защиты трансформаторы тока применяются достаточно широко. Они безопасны, поскольку измеряемая и вторичная цепи гальванически изолированы друг от друга. Обычно промышленные трансформаторы тока выпускаются с двумя или более группами вторичных обмоток, одна из которых подключается к защитным устройствам, другая — к устройству измерения, например к счетчикам.

Почти во всех современных сетевых блоках питания, в разнообразных инверторах, в сварочных аппаратах, и в прочих силовых и маломощных электрических преобразователях применяются импульсные трансформаторы. Сегодня импульсные схемы почти полностью вытеснили тяжелые низкочастотные трансформаторы с сердечниками из шихтованной стали.

Типичный импульсный трансформатор представляет собой трансформатор выполненный на ферритовом сердечнике. Форма сердечника (магнитопровода) может быть совершенно различной: кольцо, стержень, чашка, Ш-образный, П-образный. Преимущество ферритов перед трансформаторной сталью очевидно — трансформаторы на феррите могут работать на частотах до 500 и более кГц.

Поскольку импульсный трансформатор является высокочастотным трансформатором, то и габариты его с ростом частоты значительно снижаются. На обмотки требуется меньше провода, а для получения высокочастотного тока в первичной цепи достаточно полевого, IGBT или биполярного транзистора, иногда — нескольких, в зависимости от топологии импульсной схемы питания (прямоходовая — 1, двухтактная — 2, полумостовая — 2, мостовая — 4).

Справедливости ради отметим, что если применяется обратноходовая схема питания, то трансформатор по сути является сдвоенным дросселем, поскольку процессы накопления и отдачи электроэнергии во вторичную цепь разделены во времени, то есть они протекают не одновременно, поэтому при обратноходовой схеме управления это все же дроссель, а не трансформатор.

Импульсные схемы с трансформаторами и дросселями на феррите встречаются сегодня всюду, начиная от балластов энергосберегающих ламп и зарядных устройств различных гаджетов, заканчивая сварочными аппаратами и мощными инверторами.

Импульсный трансформатор тока

Для измерения величины и (или) направления тока в импульсных схемах часто применяют импульсные трансформаторы тока, представляющие собой ферритовый сердечник, зачастую — кольцевой (тороидальный), с единственной обмоткой. Через кольцо сердечника продевают провод, ток в котором нужно исследовать, а саму обмотку нагружают на резистор.

Например, кольцо содержит 1000 витков провода, тогда соотношение токов первичной (продетый провод) и вторичной обмотки будет 1000 к 1. Если обмотка кольца нагружена на резистор известного номинала, то измеренное напряжение на нем будет пропорционально току обмотки, а значит измеряемый ток в 1000 раз больше тока через этот резистор.

Промышленностью выпускаются импульсные трансформаторы тока с различными коэффициентами трансформации. Разработчику остается только подключить к такому трансформатору резистор и схему измерения. Если требуется узнать направление тока, а не его величину, то обмотка трансформатора тока нагружается просто двумя встречными стабилитронами.

Связь между электрическими машинами и трансформаторами

В курсы электрических машин, изучаемые на всех электротехнических специальностях учебных заведений, включают всегда и электрические трансформаторы. По существу, электрический трансформатор — не электрическая машина, а электрический аппарат, так как он не имеет движущихся частей, наличие которых является характерным признаком всякой машины как разновидности механизма. По этой причине упомянутые курсы следовало бы, во избежание недоразумений, называть «курсами электрических машин и электрических трансформаторов».

Включение трансформаторов во все курсы электрических машин объясняется двумя причинами. Одна из них — исторического происхождения: те же заводы, которые строили электрические машины переменного тока, строили и трансформаторы, так как лишь наличие трансформаторов давало то преимущество машинам переменного тока над машинами постоянного тока, которое в конечном счете привело к их преобладанию в промышленности. И сейчас нельзя представить себе крупной установки переменного электрического тока без трансформаторов.

Однако, по мере развития производства машин переменного тока и трансформаторов, сделалось необходимым сосредоточение производства трансформаторов на специальных трансформаторостроительных заводах. Дело в том, что, в связи с возможностью передачи электроэнергии переменного тока при помощи трансформаторов на большие расстояния, рост высшего напряжения трансформаторов шел значительно быстрее, чем рост напряжения электрических машин переменного тока.

На нынешней стадии развития электрических машин переменного тока наивысшим рациональным напряжением для них является 36 кВ. В то же время высшее напряжение в реально осуществленных электрических трансформаторах достигло 1150 кВ. Столь высокие напряжения трансформаторов и работа их на воздушные линии электропередачи, подверженные воздействию грозовых разрядов, породили много специфических трансформаторных проблем, чуждых электрическим машинам.

Это привело при производстве к технологическим проблемам, столь отличающимся от технологических проблем электромашиностроения, что выделение трансформаторов в самостоятельное производство стало неизбежным. Таким образом, первая причина — производственная связь, роднившая трансформаторы с электрическими машинами, исчезла.

Вторая причина — принципиального характера, состоящая в том, что в основе применяемых на практике электрических трансформаторов, так же как и электрических машин, лежит принцип электромагнитной индукции (закон Фарадея), — остается незыблемой связью между ними. При этом, для понимания многих явлений в машинах переменного тока, знание физических процессов, протекающих в трансформаторах, совершенно необходимо и, кроме того, теория большого класса машин переменного тока может быть сведена к теории трансформаторов, благодаря чему облегчается их теоретическое рассмотрение.

В силу этого, в теории машин переменного тока теория трансформаторов занимает прочное место, из чего, однако, не следует, что трансформаторы можно называть электрическими машинами. Кроме того, нужно иметь в виду, что у трансформаторов целевая установка и процесс преобразования энергии другие, чем у электрических машин.

Цель электрической машины состоит в том, чтобы преобразовать механическую энергию в электрическую энергию (генератор) или, обратно, электрическую энергию в механическую энергию (двигатель), между тем, в трансформаторе мы имеем дело с преобразованием электрической энергии переменного тока одного вида в электрическую энергию переменного тока другого вида.

Виды трансформаторов

1.Силовой трансформатор – трансформатор, предназначеный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово “силовой” отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями.

Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений: ЛЭП (35÷750кВ), городских электросетей (как правило 6÷10кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4кВ, они же 380/220В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные: от единиц вольт до сотен киловольт).

2.Автотрансформаторы – вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию – это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно.

Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов экономически оправдано, вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземление сетей с напряжением 110кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3–4. Существенным является: меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге – меньшая стоимость.

3.Трансформатор тока – трансформатор, питающийся от источника тока. Типичное применение – для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации, кроме того, трансформатор тока осуществляет гальваническую развязку (отличие от шунтовых схем измерения тока).

Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А, 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, делённому на коэффициент трансформации.

ВНИМАНИЕ! Вторичная обмотка токового трансформатора должна быть надёжно замкнута на низкоомную нагрузку измерительного прибора или накоротко. При случайном или умышленном разрыве цепи возникает скачок напряжения, опасный для изоляции, окружающих электроприборов и жизни техперсонала! Поэтому по правилам технической эксплуатации необходимо: неиспользуемые вторичные обмотки закорачивать, а все вторичные обмотки трансформатора тока подлежат заземлению.

4.Трансформатор напряжения – трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение – преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

5.Импульсный трансформатор (ИТ) – это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается: в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

6.Разделительный трансформатор – трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаниях к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

7.Согласующий трансформатор – трансформатор, применяемый для согласования сопротивления различных частей (каскадов) электронных схем при минимальном искажении формы сигнала. Одновременно согласующий трансформатор обеспечивает создание гальванической развязки между участками схем.

8.Пиктрансформатор – трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.

9.Сдвоенный дроссель (встречный индуктивный фильтр) – конструктивно является трансформатором с двумя одинаковыми обмотками. Благодаря взаимной индукции катушек он при тех же размерах более эффективен, чем обычный дроссель. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике.

10.Трансфлюксор – разновидность трансформатора, используема для хранения информации. Основное отличие от обычного трансформатора – это большая величина остаточной намагниченности магнитопровода. Иными словами трансфлюксоры могут выполняет роль элементов памяти. Помимо этого трансфлюксоры часто снабжали дополнительными обмотками, обеспечивающими начальное намагничивание и задающими режимы их работы. Эта особенность позволят (в сочетании с другими элементами) строить на трансфлюксорах схемы управляемых генераторов, элементов сравнения и искусственных нейронов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Виды трансформаторов

В электротехнике постоянно требуется преобразование тока из одного состояния в другое. В этих процессах активно участвуют различные виды трансформаторов, представляющие собой электромагнитные статические устройства, без каких-либо подвижных частей. В основе их действия лежит электромагнитная индукция, посредством которой переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. При этом частота остается неизменной, а потери мощности совсем незначительные.

Общее устройство и принцип работы

Каждый трансформатор оборудуется двумя или более обмотками, индуктивно связанными между собой. Они могут быть проволочными или ленточными, покрытыми изоляционным слоем. Обмотки наматываются на сердечник, он же магнитопровод, выполненный из мягких ферромагнитных материалов. При наличии одной обмотки, такое устройство называется автотрансформатором.

Принцип действия трансформатора довольно простой и понятный. На первичную обмотку устройства подается переменное напряжение, что приводит к течению в ней переменного тока. Этот переменный ток, в свою очередь, вызывает создание в магнитопроводе переменного магнитного потока. Под его воздействием в первичной и вторичной обмотках происходит наведение переменной электродвижущей силы (ЭДС). Когда вторичная обмотка замыкается на нагрузку, по ней также начинает течь переменный ток. Этот ток во вторичной системе отличается собственными параметрами. У него индивидуальные показатели тока и напряжения, количество фаз, частота и форма кривой напряжения.

Энергетические системы, осуществляющие передачу и распределение электроэнергии, пользуются силовыми трансформаторами. С помощью этих устройств изменяются величины переменного тока и напряжения. Однако частота, количество фаз, кривая тока или напряжения, остаются в неизменном виде.

В конструкцию простейшего силового трансформатора входит магнитопровод, изготавливаемый из ферромагнитных материалов, преимущественно из листовой электротехнической стали. На стержнях магнитопровода – сердечника располагаются первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка соединяется с источником переменного тока, а вторичная подключается к потребителю.

В силовых трансформаторах при протекании через витки обмотки также создается переменный магнитный поток, возникающий в магнитопроводе. Под его влиянием в обеих обмотках индуктируется ЭДС. Выходное напряжение может быть выше или ниже первоначального, в зависимости от того, какой тип трансформатора используется – повышающий или понижающий. Значение ЭДС в каждой обмотке различается в соответствии с количеством витков. Таким образом, если создать определенное соотношение витков в обмотках, можно создать трансформатор с требуемым отношением входного и выходного напряжений.

Типы трансформаторов

В соответствии со своими параметрами и характеристиками, все трансформаторы разделяются на следующие виды:

  • По количеству фаз могут быть одно- или трехфазными.
  • В соответствии с числом обмоток, трансформаторы бывают двух- или трехобмоточными, а также двух- или трехобмоточными с расщепленной обмоткой.
  • По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н).
  • По видам охлаждения – с естественным масляным охлаждением (М), с масляным охлаждением и воздушным дутьем (Д), принудительная циркуляция масляного охлаждения (Ц), сухие трансформаторы с воздушным охлаждением (С). Кроме того, существуют устройства без расширителей, для защиты которых используется азотная подушка.

Условные обозначения трансформаторов

Каждый трансформатор имеет собственные условные обозначения, расшифровывающие основные технические характеристики и параметры устройства.

Буквенные символы обозначают следующее:

  • А – конструкция автотрансформатора.
  • О – однофазная модификация.
  • Т – трехфазное устройство, с наличием или отсутствием расщепления обмоток.

В соответствии с системой охлаждения, трансформаторы маркируются следующим образом:

  • Сухого типа: «С» — с естественным воздушным охлаждением, открытого исполнения; «СЗ» — то же самое, защищенного исполнения; «СГ» — то же самое, герметичного исполнения; «СД» — воздушное охлаждение с дутьем.
  • Масляное охлаждение: «М» — естественное; «МЗ» — естественное, с защитной азотной подушкой без расширителя; «Д» — дутье и естественная циркуляция масла; «ДЦ» — дутье и принудительная циркуляция масла; «Ц» — масляно-водяное охлаждение и принудительная циркуляция масла.
  • С использованием негорючего жидкого диэлектрика: «Н» и «НД» — естественное охлаждение и с применением дутья.

Существует множество других буквенных и цифровых обозначений. Правильно расшифровать их помогут специальные справочники и таблицы.

Масляные трансформаторы

Данный тип трансформаторов считается наиболее экономичным. Они лучше всего подходят для наружной установки. Внутри помещений они могут устанавливаться на уровне первого этажа, в специальных камерах с двумя наружными дверьми.

Эксплуатация масляных трансформаторов отличается специфическими особенностями. Они должны обязательно оборудоваться маслоприемными устройствами в виде ям или приямков, способных к сбору примерно 20-30% общего количества масла, залитого в трансформатор. Глубина таких ям должна быть не менее 1 м. Следует помнить, что масляные установки запрещается размещать в подвалах и на вторых этажах зданий.

Устройства с негорючим диэлектриком

Мощность таких установок составляет до 2500 кВА. Трансформаторы этого типа применяются в тех случаях, когда технические условия не допускают использования других устройств. Чаще всего это связано с условиями окружающей среды и недопустимостью открытой установки масляных трансформаторов.

Применение устройств с негорючим диэлектриком имеет серьезные ограничения в связи с высокой токсичностью совтола, используемого для охлаждения. Данная жидкость, обладая противопожарными и взрывобезопасными свойствами, может нанести серьезный вред человеческому организму, привести к раздражению носовых и глазных слизистых оболочек.

Основное преимущество этих устройств заключается в возможности их ввода в эксплуатацию без проведения предварительной ревизии. В процессе дальнейшей работы они не требуют обслуживания и ремонта.

Сухие трансформаторы

Максимальная мощность этих устройств также находится в пределах 2500 кВА. Они применяются в тех местах, где условия среды делают масляные трансформаторы пожароопасными, а трансформаторы с негорючей жидкостью – токсичными. Установка сухих трансформаторов производится в административные, общественные и другие здания, где возможно значительное скопление людей.

Рассматривая основные виды трансформаторов, следует отметить, что устройства сухого типа с небольшой мощностью могут размещаться внутри помещений и других закрытых местах. Это связано с тем, что им не требуются маслосборники и охлаждающая жидкость. Серьезным недостатком сухих трансформаторов считается наличие повышенного шума во время работы. Этот фактор нужно обязательно принимать во внимание при выборе места установки данных устройств.

Виды трансформаторов. Где и для чего применяются?

Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня поговорим про виды трансформаторов, рассмотрим их общее устройство и принцип работы, узнаем где применяются. И так…

В энергетике и электротехнике постоянно требуется преобразование тока из одного состояния в другое. В этих процессах активно участвуют различные виды трансформаторов, представляющие собой электромагнитные статические устройства, без каких-либо подвижных частей. В основе их действия лежит электромагнитная индукция, посредством которой переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. При этом частота остается неизменной, а потери мощности совсем незначительные.

Общее устройство и принцип работы

Каждый трансформатор оборудуется двумя или более обмотками, индуктивно связанными между собой. Они могут быть проволочными или ленточными, покрытыми изоляционным слоем. Обмотки наматываются на сердечник, он же магнитопровод, выполненный из мягких ферромагнитных материалов. При наличии одной обмотки, такое устройство называется автотрансформатором.

Принцип действия трансформатора довольно простой и понятный. На первичную обмотку устройства подается переменное напряжение, что приводит к течению в ней переменного тока. Этот переменный ток, в свою очередь, вызывает создание в магнитопроводе переменного магнитного потока. Под его воздействием в первичной и вторичной обмотках происходит наведение переменной электродвижущей силы (ЭДС). Когда вторичная обмотка замыкается на нагрузку, по ней также начинает течь переменный ток. Этот ток во вторичной системе отличается собственными параметрами. У него индивидуальные показатели тока и напряжения, количество фаз, частота и форма кривой напряжения.

В конструкцию простейшего силового трансформатора входит магнитопровод, изготавливаемый из ферромагнитных материалов, преимущественно из листовой электротехнической стали. На стержнях магнитопровода – сердечника располагаются первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка соединяется с источником переменного тока, а вторичная подключается к потребителю.

Силовой трансформатор 110 кВ

А по другим линиям напряжение 6 или 10 кВ подводится к силовым трансформаторам, обеспечивающих питанием 380/220 вольт жилые комплексы и производственные предприятия.

Силовой мачтовый трансформатор 10 на 0,4 кВ

Измерительные трансформаторы

В этом классе работают два вида устройств, обеспечивающих в целях измерения параметров сети преобразования:

Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики периодически подвергают поверке на правильность измерения как величин, так и углов отклонения векторов тока и напряжения.

Трансформаторы тока

Главная особенность их устройства заключается в том, что они постоянно эксплуатируются в режиме короткого замыкания. У них вторичная обмотка полностью закорочена на маленькое сопротивление, а остальная конструкция приспособлена для такой работы.

Чтобы исключить аварийный режим входная мощность ограничивается специальным устройством первичной обмотки: в ней создается всего один виток, который не может создать при протекании по нему тока большого падения напряжения на обмотке и, соответственно, передать в магнитопровод высокую мощность.

Этот виток врезается непосредственно в силовую цепь, обеспечивая его последовательное подключение. У отдельных конструкций просто создается сквозное отверстие в сердечнике, через которое пропускают провод с первичным током.

Нагрузку вторичных цепей трансформатора тока, находящегося под напряжением, нельзя разрывать. Все провода и соединительные клеммы по этой причине изготавливаются с повышенной механической прочностью. В противном случае на разорванных концах сразу возникает высоковольтное напряжение, способное повредить вторичные цепи.

Благодаря работе трансформаторов тока создается возможность обеспечения постоянного контроля и анализа нагрузок, протекающих в электрической системе. Особенно это актуально на высоковольтном оборудовании.

Измерительные трансформаторы тока 110 кВ

Номинальные значения вторичных токов измерительных трансформаторов энергетики принимают в 5 ампер для оборудования до 110 кВ включительно и 1 А — выше.

Широкое применение трансформаторы тока нашли в измерительных приборах. За счет использования конструкции раздвижного магнитопровода удается быстро выполнять различные замеры без разрыва электрической цепи, что необходимо делать при использовании обычных амперметров.

Токовые клещи с раздвижным магнитопроводом трансформатора тока позволяют обхватить любой проводник с напряжением и замерить величину и угол вектора тока.

Трансформаторы напряжения

Отличительная особенность этих конструкций заключается в том, что они работают в режиме, близком к состоянию холостого хода, когда величина их выходной нагрузки невысокая. Они подключается к той системе напряжений, величина которой будет измеряться.

Измерительный трансформатор напряжения 110 кВ

Измерительные трансформаторы напряжения обеспечивают гальваническую развязку оборудования первичных и вторичных цепей, работают в каждой фазе высоковольтного оборудования.

Из них создают целые комплексы систем измерения, позволяющие фильтровать и выделять различные составляющие векторов напряжения, учет которых необходим для точной работы защит, блокировок, систем сигнализации.

За счет работы трансформаторов тока и напряжения снимают вектора вторичных величин, пропорциональные первичным в реальном масштабе времени. Это позволяет не только создавать цепи измерения и защит по току и напряжению, но и за счет математических преобразований векторов анализировать состояние мощностей и сопротивлений в действующей электрической системе.

Специальные виды трансформаторов

К этой группе относят:

  • разделительные
  • согласующие
  • высокочастотные
  • сварочные и другого типа трансформаторные устройства, созданные для выполнения специальных электрических задач
Разделительные трансформаторы

Размещение двух обмоток совершенно одинаковой конструкции на общем магнитопроводе позволяет из 220 вольт 50 герц на входе получать такое же напряжение на выходе.

Напрашивается вопрос: зачем делать такое преобразование? Ответ прост: в целях обеспечения электрической безопасности.

Разделительный трансформатор с системой контроля изоляции, тока нагрузки, температуры трансформатора

При пробое изоляционного слоя провода первичной схемы, на корпусе прибора появляется опасный потенциал, который по случайно сформированной цепи через землю способен поразить человека электрическим током, нанести ему электротравму.

Гальваническое разделение схемы позволяет оптимально использовать питание электрооборудования и в то же время исключает получение травм при пробоях изоляции вторичной схемы на корпус.

Поэтому разделительные трансформаторы широко используются там, где проведение работ с электроинструментом требует принятия дополнительных мер безопасности. Также они широко используются в медицинском оборудовании, допускающем непосредственный контакт с телом человека.

Высокочастотные трансформаторы

Отличаются от обычных материалом магнитопровода, который способен, в отличие от обычного трансформаторного железа, хорошо, без искажений передавать высокочастотные сигналы.

Используется в электротермии, в частности при индукционном нагреве в электротермических установках для высокочастотной сварки металлов, плавки, пайки, закалки и т.д.

Согласующие трансформаторы

Основное назначение — согласование сопротивлений разных частей в электронных схемах. Согласующие трансформаторы нашли широкое применение в антенных устройствах и конструкциях усилителей на электронных лампах звуковых частот.

Сварочные трансформаторы

Первичная обмотка создается с большим число витков, позволяющих нормально обрабатывать электрическую энергию с входным напряжением 220 или 380 вольт. Во вторичной обмотке число витков значительно меньше, а ток протекающий по ним высокий. Он может достигать тысяч ампер.

Поэтому толщина провода этой цепи выбирается повышенного поперечного сечения. Для управления сварочным током существует много различных способов.

Сварочные трансформаторы массово работают в промышленных установках и пользуются популярностью у любителей изготавливать различные самоделки своими руками.

Рассмотренные виды трансформаторов являются наиболее распространёнными. В электрических схемах работают и другие подобные устройства, выполняющие специальные задачи технологических процессов.

15 Книг на тему «Трансформаторы»

Rhcp

размещено: 23 Марта 2009
обновлено: 23 Марта 2009

Подборка из 15 книг/статей

Качество — вполне хорошее.

Содержание:

А.Кузнецов. Трансформаторы и дроссели для ИИП.2002.pdf

Афанасьев В.В. — Трансформаторы тока 1989.djvu

Вдовин С.С — Проектирование импульсных трансформаторов 1971.djvu

Закс М.И.,Каганский Б.А.,Печенин А.А — Трансформаторы для электродуговой сварки,1988.djvu

Куневич А.В. — Трансформаторы для быловой и офисной аппаратуры.djvu

Малинин Р.М. — Выходные трансформаторы_1963..djvu

Мартынихин Г. — Расчет тороидальных трансформаторов.djvu

Матханов П.Н. — Расчет импульсных трансформаторов 1980.djvu

Москатов Е. — Теория расчётов импульсных трансформаторов двухтактных ИИП и её подтверждение практ.pdf

Подъяпольский А.Н. — Как намотать трансформатор 1953.djvu

Трансформатор — Википедия.pdf

Трансформаторы однофазного и 3-фазного тока 1934.djvu

Хныков А.В. — Теория и расчет трансформаторов 2004.djvu

Холуянов Ф.И. — Трансформаторы однофазного и трехфазного тока, 1934г.djvu

Электротехника.Трансформаторы.pdf

20.91

МБ

СКАЧАТЬ

Импульсный трансформатор Производители Поставщики | Справочник IQS

Импульсные трансформаторы

Найдите производителей импульсных трансформаторов и поставщиков импульсных трансформаторов
из Справочника IQS. Уточните поиск ниже по местоположению, типу компании
и сертификация для поиска производителей импульсных трансформаторов и
поставщики. Используйте Reque для экономии времени
st for Quote инструмент, чтобы отправить ваш запрос на все пульс
трансформаторные компании, которые вы выбираете.

Импульсные трансформаторы работают в режиме постоянного тока (DC), что означает, что плотность потока может соответствовать нулю, но не превышать его.Обычное применение импульсных трансформаторов — это соединение сопротивления нагрузки с источником импульсной мощности. Примером этого применения могут быть радиолокационные передатчики, в которых обычно используется трубка выходной мощности, такая как магнетрон, требующий высокого напряжения и высокого импеданса или электрического сопротивления. Малогабаритные версии импульсных трансформаторов создают электрические скачки, которые часто используются в телекоммуникационных и детальных логических приложениях, таких как вспышки фотокамер, радиолокационное оборудование и ускорение частиц.Импульсные трансформаторы среднего размера используются в электронных схемах. Импульсные трансформаторы используются для оцифровки компьютеров, измерительных устройств и импульсной связи. Импульсные трансформаторы большого размера используются в отрасли распределения электроэнергии, чтобы создать общую границу между низковольтными схемами управления и высоковольтными затворами силовых полупроводников.

Импульсные трансформаторы используются для сопряжения сети формирования импульсов (PFN) и нагрузки.Они гарантируют, что электрическое сопротивление нагрузки соответствует PFN, чтобы максимизировать эффективность передачи энергии. Сети формирования импульсов (PFN) работают, собирая электрическую энергию в течение довольно длительного периода времени, а затем быстро разряжая эту накопленную энергию в виде короткого, относительно прямоугольного импульса. Импульсные трансформаторы, обычно состоящие из входной обмотки, выходной обмотки и сердечника из ферромагнитных материалов, передают электрическую энергию в виде импульсов от PFN через входную обмотку к выходной обмотке и в нагрузку.Силовые трансформаторы обычно работают на высоких частотах, для чего требуются сердечники с низкими потерями, сделанные из ферромагнитного материала. Существует два основных типа импульсных трансформаторов: силовые и сигнальные. Силовые импульсные трансформаторы включаются и выключаются с помощью переключающего устройства с рабочей частотой и длительностью импульса, которые обеспечивают получение импульсным трансформатором необходимого количества энергии. В результате управления мощностью также регулируется температура импульсного трансформатора. Кроме того, импульсный трансформатор обеспечивает электрическую изоляцию между входной и выходной обмотками.Трансформаторы импульсных сигналов обрабатывают относительно небольшие количества энергии и выдают серию импульсов или сигналов. Этот тип импульсного трансформатора в основном сконцентрирован на подаче сигнала на выходную обмотку. Кроме того, трансформатор сигнальных импульсов может использовать свое отношение витков для регулировки амплитуды сигнала и обеспечения электрического сопротивления между источником и нагрузкой.

Импульсные трансформаторы — Lenco Electronics, Inc.

Импульсные трансформаторы — Lenco Electronics, Inc.

Дополнительная информация о импульсных трансформаторах


Информационные видеоролики о импульсном трансформаторе


Распределительные трансформаторы с хорошим импульсом

Профиль распределительных трансформаторов с хорошим импульсом

Tantra International поставляет распределительные трансформаторы обычного типа.Распределительные трансформаторы доступны в трех фазах с частотой питания 50 Гц. Медная обмотка, двойная обмотка, класс изоляции, самоохлаждающийся, масляный, ONAN [охлаждение], предназначенный для внутреннего и наружного применения трансформатор доступен в различных технических спецификациях.

Основные характеристики распределительных трансформаторов с хорошим импульсом
  • Лучшее охлаждение
  • Низкий уровень шума
  • Лучше импульс
  • Устойчивость к короткому замыканию
  • Длительный срок службы
  • Ассортимент продукции: от 63 кВА до 3000 кВА
  • Номинальное напряжение: 11кВ / 0.433 кВ
  • Табличка с паспортными данными и диаграммой
  • Клемма заземления -2 шт.
  • Подъемные проушины
  • Указатель уровня масла
  • Слив — накопитель — нижний фильтрующий клапан с пробкой
  • Отверстие для заливки масла со штуцером на расширителе
  • Масляный расширитель с маслосливной пробкой
  • Пробка выпуска воздуха
  • Силикагелевый сапун
  • Двунаправленный плоский ролик
  • Клеммы ВН — вводы для наружного монтажа
  • Клеммы НН — вводы наружного применения
  • Радиаторы
  • Клапан фильтра с пробкой
  • Карман для термометра
  • Внешний индикатор температуры
  • РПН с внешним управлением
  • Взрывоотводчик
  • Пробоотборный клапан [для тр.ф. 2000 кВА.] Тестирование
  • Измерение сопротивления обмотки
  • Измерение соотношения напряжений и проверка соотношения векторов напряжений
  • Измерение сопротивления изоляции
  • Диэлектрические испытания
  • Измерение потерь холостого хода и тока холостого хода
  • Измерение импеданса напряжения / короткого замыкания
  • Импеданс [проницаемость] и потеря нагрузки
  • Тест на короткое замыкание
  • Испытание на превышение температуры
  • Измерение уровня акустического шума
  • Испытание двойным напряжением и двойной частотой
  • Испытание резервуаров под давлением воздуха для проверки герметичности
Технические характеристики распределительных трансформаторов с хорошим импульсом
  • Номинальное напряжение: 11кВ / 0.433 кВ
  • Ассортимент продукции: от 63 кВА до 3000 кВА

Техническое обслуживание и диагностика трансформатора

с использованием анализа частотной характеристики

Мотивация для выполнения измерений анализа частотной характеристики (FRA)
Многим диэлектрическим и механическим отказам в мощных трансформаторах большой мощности предшествуют механические изменения в структуре обмотки. Эти изменения или смещения в структуре обмотки могут быть результатом повреждения при транспортировке между изготовителем и местом обслуживания, сил короткого замыкания, приложенных к обмоткам в результате короткого замыкания с низким импедансом, возникающего вблизи трансформатора, или естественных эффектов старения. на изоляционные конструкции, используемые для поддержки обмоток.Обнаружение этих смещений до выхода из строя диэлектрика может снизить незапланированные затраты на техническое обслуживание и обеспечить возможность повышения надежности системы за счет предотвращения простоев. Кроме того, при обнаружении повреждения ремонт может быть направлен на конкретную фазную обмотку.

440 МВА Трехфазный автоматический трансформатор GSU готовится к тесту FRA

Предпосылки анализа частотной характеристики, используемой в диагностике трансформатора
Идея использования анализа частотной характеристики для мониторинга состояния критических силовых трансформаторов, работающих в сети передачи и распределения, заключается в не новый.Знание о том, что импеданс (или проводимость) переменного тока любой RLC-сети является функцией частоты, почти так же стара, как и сама дисциплина в области электроэнергетики. Осознание того, что зависимость импеданса (проводимости) от частотной характеристики определенного критического оборудования энергосистемы может быть использована в качестве диагностического инструмента для оценки электрического и механического состояния оборудования, является несколько более новой разработкой. За последние примерно 30 лет была проделана большая работа, чтобы попытаться понять, как сначала получить, а затем использовать мощную информацию, содержащуюся в том, что инженеры-электрики называют «передаточной функцией».

Передаточная функция — это общий термин, определенный в Стандартном словаре IEEE как «функция комплексной частотной характеристики, которая определяет динамические характеристики линейной системы с постоянными параметрами. Для идеальной системы передаточная функция — это отношение преобразования Фурье выходного сигнала к таковому для данного входа ».

В общем, инженер может определить передаточную функцию на основе входов и выходов, которые он или она выбирает. Чтобы это понятие имело значение при оценке состояния больших силовых трансформаторов, входные и выходные данные, используемые для расчета передаточной функции, должны быть практически измеримыми, а выбранные входы и выходы должны демонстрировать некоторые изменения, когда интересующий параметр, например изменяется геометрическая структура обмоток.Как оказалось, традиционная электротехническая интерпретация импеданса (или проводимости) переменного тока как функции частоты, особенно на относительно высоких частотах в диапазоне от 100 кГц до 5 МГц, оказалась очень чувствительной даже к незначительным смещениям в геометрическая структура обмоток силовых трансформаторов большой мощности. Фактически, даже изменения в диэлектрических параметрах системы изоляции, например, под воздействием температуры и влажности изоляционного масла и целлюлозной бумаги, могут быть обнаружены с помощью относительно недорогих измерений FRA.

Цели измерений FRA
Большие силовые трансформаторы представляют собой сложную сеть RLC. Для такой фиксированной электромеханической системы частотная характеристика представляет собой уникальную характеристику или отпечаток пальца, который можно использовать для оценки электрического и механического состояния устройства. С теоретической точки зрения приведенное выше утверждение очевидно. Однако на практике реализация метода, который может дать значимые результаты, является более сложной, особенно на частотах выше 2 МГц.Таким образом, цель измерения FRA двояка и сформулирована в следующих вопросах:

  • Как можно получить повторяемую передаточную функцию с помощью практических методов измерения?
  • После получения результата FRA, как его можно интерпретировать, чтобы объяснить, что он означает для трансформатора?

В оставшейся части этой статьи мы попытаемся ответить на эти вопросы, сделав акцент на недавно разработанных методах улучшения повторяемости, чувствительности и интерпретации результатов.

Традиционные методы получения передаточных функций путем измерения
В прошлом использовались два основных метода измерения низковольтной частотной характеристики силовых трансформаторов:

Метод развертки частоты
Первый метод, известный как метод развертки частоты, позволяет использование той простой истины, что синусоидальный импеданс (или полная проводимость) обмотки трансформатора зависит от частоты.

Традиционно анализатор цепей используется для подачи синусоидального переменного напряжения на один вывод обмотки трансформатора, в то время как результирующий ток отклика измеряется путем преобразования в напряжение на входе 50 Ом для анализатора цепей.Затем частота прокручивается по интересующему диапазону, и передаточная функция непосредственно измеряется, когда адмиттанс (величина и фазовый угол) обмотки отображается как функция частоты.

Этот метод, с интуитивной точки зрения, является наиболее простым средством измерения передаточной функции, что можно считать преимуществом этого метода. Однако существует ряд серьезных практических трудностей, связанных с этим методом, когда он применяется к силовым трансформаторам большой мощности.Эти измерения традиционно выполнялись с использованием анализатора цепей, который прикладывает переменное напряжение малой амплитуды (например, 10 вольт) к тестируемому объекту. На очень низких частотах (в диапазоне от нескольких сотен Гц до низких кГц) этим приборам не хватает мощности, чтобы заметно возбудить большой силовой трансформатор из-за большой индуктивной нагрузки, создаваемой стальным сердечником. На очень высоких частотах (в диапазоне от 2 МГц до 5 МГц) может отсутствовать достаточная мощность из-за большой емкостной нагрузки, обусловленной высокой емкостью системы изоляции обмотки.В результате низкие уровни сигнала в ответном напряжении могут привести к высокой ошибке измерения и плохой воспроизводимости. Эта проблема особенно опасна для обмоток трансформатора с низким последовательным индуктивным сопротивлением, которое обычно встречается в обмотках с большим током.

Дополнительным ограничением, связанным с использованием анализатора цепей, является то, что ток отклика должен течь по всей длине измерительного кабеля (обычно 50 футов или более при подключении к вводам силового трансформатора большой мощности) обратно в анализатор цепей, где он находится. преобразованный в напряжение через входной импеданс прибора 50 Ом.Этот метод конструктивно включает в себя сопротивление кабеля для измерения тока последовательно с тестируемой обмоткой трансформатора, тем самым делая результат в значительной степени зависимым от конкретной длины и характеристик кабеля. Кроме того, относительно высокий импеданс 50 Ом значительно ослабляет высокочастотную часть отклика FRA. Результатом является низкая чувствительность в верхних частотных диапазонах и плохая повторяемость при повторении теста с разными измерительными кабелями. В некоторых случаях истинная частотная характеристика трансформатора выше 2 МГц может быть полностью ослаблена ограничениями, связанными с методикой измерения.

Традиционный импульсный метод
Второй метод измерения передаточной функции, традиционный импульсный метод низкого напряжения, использует анализ Фурье для определения передаточной функции по результатам импульсного испытания низкого напряжения.

В этом методе импульс прикладывается к одному выводу тестируемой обмотки, и результирующий ток измеряется немедленно на трансформаторе с помощью развивающегося напряжения, импульсного шунта с низкой индуктивностью, подключенного последовательно ко второму выводу испытываемая обмотка.Значение шунта может быть выбрано так, чтобы обеспечить гораздо меньшее демпфирование высокочастотной характеристики, чем это возможно при входном сопротивлении 50 Ом анализатора цепей. Амплитуда импульса обычно составляет от нескольких десятков вольт до нескольких сотен вольт, с максимальным временем нарастания, которое соответствует 1, деленному на самую высокую частоту, которая должна учитываться в FRA. Это означает, что для частотной характеристики до 5 МГц возбуждающий импульс должен иметь время нарастания менее 200 нс. Заземление тестовой цепи считается баком тестируемого трансформатора.

Традиционный метод заключается в измерении и регистрации возбуждающего импульса и результирующего тока отклика с использованием дигитайзера с достаточным разрешением по амплитуде (обычно принимается как минимум 9 бит или 1 часть при разрешении 512) и достаточной частотой дискретизации для сохранения максимальной частоты для включения в результат передаточной функции. После записи во временной области записи напряжения (вход) и тока (выход) передаточная функция вычисляется как быстрое преобразование Фурье (БПФ) выходного сигнала, деленное на БПФ входа.

Одной из сильных сторон этого метода является то, что приложенное напряжение и результирующий ток отклика физически измеряются на трансформаторе. В отличие от метода качающейся частоты, этот метод минимально влияет на влияние измерительных кабелей на истинную импульсную характеристику трансформатора, если от клеммы измерения тока отклика до земля.

Хотя этот метод может дать гораздо лучшее представление об истинной частотной характеристике трансформатора, опять же есть несколько практических проблем с применением этого метода, которые затрудняют получение воспроизводимых результатов.Главным из них является чувствительность к шумовым воздействиям, которые могут сильно повлиять на результат передаточной функции. Чтобы уменьшить влияние шума, традиционный подход заключался в усреднении результатов серии приложенных импульсов (например, десяти импульсов) во временной области, а затем выполнении БПФ для усредненных результатов во временной области. Однако оказывается, что результирующая частотная характеристика, полученная этим методом усреднения во временной области, очень чувствительна даже к незначительным различиям во временной области в формах импульсных волн.Достижение воспроизводимых результатов с помощью этого метода, следовательно, потребовало использования дорогостоящего оборудования источника импульсов, способного производить серию точно повторяемых импульсов, как в отношении формы волны, так и времени между приложениями. Таким образом, этот традиционный импульсный метод низкого напряжения, хотя и имеет некоторые явные преимущества перед качающейся частотой, нелегко применить таким образом, чтобы можно было получить воспроизводимые результаты, особенно в шумных полевых условиях.

Новая методика измерения FRA
Современные вычислительные методы и высокая скорость, высокое разрешение и недорогие дигитайзеры сделали чувствительные и высококачественные измерения FRA гораздо более доступными, чем в прошлом.Запатентованная новая методика, разработанная Национальным центром исследований и приложений в области испытаний электроэнергии (NEETRAC), центром Технологического института Джорджии, обещает как возможность получения высоко повторяемых результатов FRA, так и пакет объективной оценки программного обеспечения для помощи в интерпретации собранные данные.

Новый метод основан на импульсном методе низкого напряжения, который, как можно показать, лучше всего сохраняет частотную характеристику самого трансформатора с минимальной зависимостью от характеристик выводов по сравнению с методом качания частоты.Хотя тип испытательного напряжения (импульсное) и тестовые соединения такие же, как и в традиционном импульсном методе, метод расчета передаточной функции полностью отличается от традиционного отношения БПФ выходного сигнала к БПФ сигнала. вход. Качество и повторяемость результатов показывают большие улучшения по сравнению с прошлыми методами. Ключевые моменты нового метода перечислены ниже:

  • Применяются отдельные импульсы, при этом каждый импульс и его результирующий ток отклика записываются как сигнал во временной области для серии из десяти импульсов на соединение обмотки.
  • Автоматическая оценка спектральной плотности (SDE) вычисляется отдельно в программном обеспечении для каждой из десяти записанных пар импульсов напряжения и тока. Кроме того, для каждой пары импульсов напряжение / ток вычисляется кросс-SDE. Эти SDE можно рассматривать как представление мощности измеряемых импульсов в зависимости от частоты.
  • После того, как были получены десять пар импульсов и вычислены их соответствующие автоматический и перекрестный спектры, вычисляется среднее значение SDE в частотной области по десяти полученным импульсам.
  • Передаточная функция рассчитывается как отношение среднего перекрестного спектра к среднему автоспектру.

В этом методе усреднение все еще используется для уменьшения влияния шума и случайной ошибки, однако применение усреднения после преобразования в частотную область эффективно устраняет чувствительность к небольшим изменениям в импульсных записях временной области. Это было самым большим ограничением в традиционном импульсном методе низкого напряжения.

Возможность изменять форму импульса без внесения серьезных ошибок усреднения во временной области в результат передаточной функции означает, что могут применяться импульсы с разными уровнями мощности на разных частотах.Используя новую технику, форма импульса намеренно варьируется в зависимости от приложения десяти импульсов на соединение обмотки. Это устраняет необходимость в дорогостоящем источнике импульсов, в то же время улучшая воспроизводимость. Общий результат передаточной функции улучшается за счет усреднения реакции тестового объекта на ряд приложенных импульсов, имеющих различное количество мощности, находящихся на разных частотах. В результате повторяемость окончательной передаточной функции, вычисленной с использованием SDE, улучшается, если десять приложенных импульсов различаются во временной области.

Интерпретация результатов испытаний FRA
В общем, FRA основывается на принципе, согласно которому зависимость импеданса (или проводимости) от частотной характеристики имеет резонансы или пики в местах в частотной области, где определенные индуктивные и емкостные сопротивления, составляющие эквивалентную схему для трансформатора численно равны в омах, или, альтернативно, их допуски в Сименсе численно равны (или «mhos», как могли бы понять инженеры в Северной Америке).

Поскольку истинная передаточная функция большого силового трансформатора неизвестна, анализ результатов теста FRA всегда включает сравнение двух или более измеренных откликов FRA.Традиционно это было сравнение двух результатов FRA, полученных в разное время на одном и том же трансформаторе, или, возможно, результатов FRA, полученных от родственных блоков — трансформаторов одной конструкции, частотные характеристики которых, как ожидается, будут аналогичными.

После краткого обзора традиционных методов интерпретации будет обсужден новый метод количественной оценки результата FRA. Наибольшее значение имеет возможность этого нового метода интерпретации сделать вывод о состоянии трансформатора, даже без исторических данных или наличия родственного блока для сравнения.

Пример анализа FRA с использованием современного программного обеспечения для выполнения методов объективного анализа

Традиционная интерпретация результатов FRA
Традиционные методы интерпретации были чисто субъективными, с высокой степенью квалификации, необходимой для того, чтобы судить, является ли разница в результатах FRA пагубной для трансформатор. По этому поводу мало что можно сказать, поскольку до недавнего времени в вопросе интерпретации не было достигнуто значительного прогресса. При сравнении двух передаточных функций общий подход заключался в том, чтобы смотреть на местоположение (частоту) резонансных пиков на графике амплитуды передаточной функции.Сдвиги частоты определенного резонансного пика или появление или исчезновение пиков передаточной функции на определенной частоте представляют собой повод для беспокойства. В прошлом действительно требовался опыт инженера в интерпретации протоколов испытаний FRA, чтобы сделать вывод о том, является ли разница достаточно значительной, чтобы заслужить дальнейшее тестирование и проверку трансформатора до подачи питания в сеть.

Новый подход к интерпретации результатов FRA
Отсутствие объективного сравнения между двумя передаточными функциями традиционно было одним из основных ограничений, связанных со всеми диагностическими методами FRA.В NEETRAC был разработан метод оценки разницы между передаточными функциями, который обеспечивает единое число условий или взвешенную нормализованную разницу (WND) для количественной оценки разницы между любыми двумя сравниваемыми передаточными функциями.

Ключевые моменты расчета WND следующие:

  • Арифметическая разница между величинами передаточной функции вычисляется на каждой частоте.
  • Каждая точка данных нормализована.
  • Каждая точка данных взвешивается в соответствии с функцией ошибок на этой частоте.
  • WND = константа, умноженная на среднее значение взвешенных значений.

Функция ошибок основана на вычислении функции когерентности, которая оценивает линейность результата передаточной функции на каждой частоте. Эта информация используется для обесценивания вклада в общее количество WND на частотах, где обнаруживается плохая входная согласованность на выходе.

Числа WND были разделены на три следующих диапазона:

Эти диапазоны были определены на основе обширных испытаний разработки и оказались хорошими эталонными значениями для использования как в полевых, так и в лабораторных испытаниях, чтобы указать на значимость деформация обмотки трансформатора.

Концепция объективной асимметрии обмоток (OWA)
Возможно, наиболее важным результатом этой технологии является возможность выполнять объективное сравнение передаточных функций, полученных от разных фаз трехфазных трансформаторов. Этот метод, также запатентованный, доказал свою эффективность в обнаружении повреждений в трехфазных трансформаторах при отсутствии исторических данных. Геометрические симметрии, которые существуют в типичных конструкциях трансформаторов с трехфазным сердечником, можно использовать для выводов при сравнении передаточных функций по фазам.Было показано, что сравнение чисел WND по фазам дает возможность идентифицировать сдвинутые отдельные обмотки, даже если для сравнения недоступен предыдущий отпечаток FRA.

Было также показано, что метод OWA имеет значительную ценность при сравнении с историческими данными. Во многих случаях различия в состоянии масла или даже различия в температуре могут привести к различиям в передаточной функции, которые может быть трудно отличить от различий, вызванных механическими изменениями.В этом случае межфазные характеристики, выделенные анализом OWA, оказались значительно менее чувствительными к таким переменным, как состояние масла и температура, из-за того, что такие изменения в равной степени влияют на сравнение фаз и, следовательно, Общий эффект изменения переменной несколько нивелируется в анализе OWA.

В анализе OWA числа WND вычисляются таким же образом, как описано ранее в этой статье. Разница в том, что вместо сравнения результатов, полученных в разные даты или от родственных блоков, каждая обмотка высокого напряжения сравнивается с двумя другими обмотками высокого напряжения на том же трансформаторе, и аналогично каждая обмотка низкого напряжения сравнивается с двумя другими обмотками низкого напряжения. обмотки.OWA указывается в процентах и ​​определяется как среднее из двух наивысших чисел WND, деленное на наименьшее число WND для трех отдельных сравнений фаз обмоток. Затем вычтите единицу из результата и преобразуйте в проценты.

Путем всесторонних испытаний при разработке были установлены следующие диапазоны приемлемости для трансформаторов с трехфазным сердечником.

Эти диапазоны были разработаны на основе анализа результатов полевых испытаний трансформаторов в диапазоне от нескольких МВА до приблизительно 500 МВА.

Будущее тестирования FRA
Возможности анализа частотных характеристик для изучения больших силовых трансформаторов и обнаружения механических повреждений очевидны. Будущее этой технологии выглядит позитивным, со значительными новыми разработками, которые обещают большую чувствительность и повторяемость, чем считалось возможным ранее. Постоянное развитие технологии высокоскоростного и недорогого дигитайзера будет способствовать совершенствованию этого метода профилактического обслуживания.

Кроме того, новые методы оценки, в которых используются мощные пакеты вычислительного программного обеспечения, откроют новые возможности для обеспечения объективного сравнения результатов.Со временем эти методы объективного сравнения заменят старые субъективные методы сравнения, которые во многом полагаются на экспертный анализ. Новые технологии, которые предлагают эти улучшенные методы, определят курс на будущее FRA как жизнеспособного инструмента тестирования.

Эффект размещения экрана для уменьшения переходных напряжений из-за коммутационных перенапряжений в обмотках трансформатора 33/11 кВ

PLoS One. 2020; 15 (10): e0240368.

, Концептуализация, Обработка данных, Формальный анализ, Исследование, Методология, Программное обеспечение, Написание — первоначальный проект, # 1 , Концептуализация, Привлечение финансирования, Методология, Управление проектом, Надзор, Визуализация, Написание — обзор и редактирование, # 1, 2, * , Надзор, Написание — просмотр и редактирование, # 1 , Надзор, Написание — просмотр и редактирование, # 1 , Концептуализация, Методология, Надзор, Визуализация , Написание — просмотр и редактирование, # 3 and, Надзор, проверка, Написание — просмотр и редактирование # 4

Авинаш Шриканта Мурти

1
Advanced Lightning, Power and Energy Research Center (ALPER), Department of Electrical and Electronic Engineering, Facility, Universiti Putra Malaysia, Serdang, Selangor, Malaysia

Norhafiz Azis

1
Центр перспективных исследований в области молнии, энергетики и энергетики (ALPER), кафедра электротехники и электроники, инженерный факультет, Universiti Putra Malaysia, Серданг, Селангор, Малайзия

2
Институт передовых технологий (ITMA), Universiti Putra Malaysia, Серданг, Селангор, Малайзия

Jasronita Jasni

1
Advanced Lightning, Power and Energy Research Center (ALPER), Департамент электротехники и электроники, Инженерный факультет, Universiti Putra Malaysia, Serdang, Selangor, Malaysia

Mohammad Lutfi Othman

1
Advanced Lightning, Power and Energy Research Center (ALPER), Департамент электротехники и электроники, Инженерный факультет, Universiti Putra Malaysia, Серданг, Селангор, Малайзия

Mohd Fairouz Mohd Yousof

3
Факультет электротехники и электроники, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, Parit Raja, Джохор, Малайзия

Mohd Aizam Talib

4
TNB Research Sdn.Bhd, Kawasan Institut Penyelidikan, Kajang, Selangor, Malaysia

Бинг Ли, редактор

1
Центр перспективных исследований в области молнии, энергетики и энергетики (ALPER), кафедра электротехники и электроники, инженерный факультет, Universiti Putra Malaysia, Серданг, Селангор, Малайзия

2
Институт передовых технологий (ITMA), Universiti Putra Malaysia, Серданг, Селангор, Малайзия

3
Факультет электротехники и электроники, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, Parit Raja, Джохор, Малайзия

4
TNB Research Sdn.Bhd, Kawasan Institut Penyelidikan, Kajang, Selangor, Malaysia

Северо-Западный политехнический университет, КИТАЙ

# Внесен равный вклад.

Конкурирующие интересы: Авторы ознакомились с политикой журнала и имеют следующие конкурирующие интересы: MAT — сотрудник TNB Research Sdn. Bhd. Это не влияет на нашу приверженность политике PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами. Нет никаких патентов, продуктов в разработке или продаваемых продуктов, связанных с этим исследованием, которые можно было бы объявлять.

Поступило 22.03.2020 г .; Принято 2020 24 сентября.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Abstract

В этом исследовании представлено исследование влияния размещения экрана на снижение переходного напряжения в трансформаторе 33/11 кВ, 30 МВА из-за скачков стандартного коммутационного импульса (SSI) и колеблющегося коммутационного импульса (OSI).Как правило, обмотка и изоляция трансформаторов могут испытывать сильное напряжение из-за внешних импульсов, то есть переключений. Следовательно, важно исследовать напряжение напряжения и определить действие по смягчению, то есть размещение экрана, чтобы уменьшить неблагоприятное воздействие на обмотки трансформатора. Сначала были рассчитаны сопротивления, индуктивности и емкости (RLC) для дискового трансформатора, чтобы разработать эквивалентную схему RLC обмотки. Формы переходных напряжений SSI и OSI подавались на обмотку высокого напряжения (HV), при этом переходные напряжения моделировались для каждого диска.Результирующие напряжения напряжения были смягчены за счет различных конфигураций размещения электростатического экрана. Резонансные колебания, возникающие из-за коммутационных скачков, анализировались посредством начального распределения напряжения. Анализ переходных напряжений обмотки трансформатора и стандартной погрешности наклона (SEb) показывает, что расположение экрана оказывает значительное влияние на резонансные коммутационные напряжения. Увеличение номера экрана в обмотках не гарантирует оптимального снижения резонансных переходных напряжений переключения.Было обнаружено, что напряжение вдоль обмоток является линейным, когда плавающий экран помещается между обмотками ВН и НН дискового трансформатора под сигналами SSI и OSI. Эти данные могут помочь производителям разработать соответствующую техническую основу для защиты обмотки трансформатора от внешних переходных импульсных перенапряжений.

Введение

Сеть энергосистемы может подвергаться переходным скачкам напряжения, возникающим из-за высокочастотных электромагнитных взаимодействий между ее компонентами.Такие события, как молния или переключение, могут вызвать переходные процессы в сети энергосистемы и впоследствии повлиять на характеристики трансформаторов [1, 2]. Коммутационные операции на подстанциях при включении и отключении линий электропередачи, подключенных к трансформаторам, могут вызвать сильные колебательные и нелинейные скачки напряжения [3]. Кроме того, срабатывание автоматических выключателей может вызвать множественные очень быстрые переходные всплески (VFTS) в линиях передачи и трансформаторах [4]. Без смягчения последствий коммутационные переходные процессы, возникающие в результате срабатывания выключателя, также могут привести к пробою изоляции в обмотках и повлиять на надежность трансформаторов [5].Если спектры переходных импульсных перенапряжений совпадают с обмотками трансформатора, в трансформаторах могут возникать резонансные колебания. Высокочастотные резонансные колебания являются одной из причин ухудшения изоляции обмоток трансформатора [2]. Кроме того, перенапряжения представляют угрозу для систем изоляции высоковольтного оборудования. Резонансы переходного напряжения, которые индуцируются на выводах обмоток, могут накладываться на волны входного напряжения трансформаторов.Как правило, внешние выбросы уникальны по величине, времени нарастания и времени задержки [6].

Эквивалентные схемы обмотки трансформатора традиционно используются для исследования распределения скачков напряжения в обмотках трансформатора [7–9]. Было проведено несколько исследований для изучения распространения скачков напряжения в переходных процессах с помощью моделирования и экспериментальных установок [10–16]. Сосредоточенные модели эквивалентных схем широко используются для анализа резонансных откликов обмоток, подверженных импульсным импульсам [6, 17–20].Для исследования переходного напряжения обмоток трансформатора использовались различные методы, такие как теория бегущей волны, характеристики выводов обмотки и модальный анализ [6, 21, 22]. Резонансные характеристики обмоток, подверженных внешним скачкам перенапряжения, в основном зависят от геометрической конструкции обмоток трансформатора. Выводы трансформатора, межвитковая и межслойная изоляция могут испытывать серьезные напряжения напряжения из-за амплитуды и крутизны внешнего импульса. Эти напряжения напряжения, если их не уменьшить, могут привести к выходу из строя трансформаторов и прекращению подачи электроэнергии пользователям [1, 23].Следовательно, для обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии важно надлежащим образом защитить трансформаторы от возможных внутренних или внешних скачков напряжения [24].

Нелинейность переходных напряжений может быть уменьшена путем изменения конструкции изоляции в обмотке трансформатора, как описано в IEEE PC62.69a / D3 [25]. Другой распространенный подход к смягчению указанных проблем — размещение электростатического экрана в соответствии с рекомендациями IEC 60076–3 и IEC 60076–4 в заранее определенных местах геометрии обмотки.Несколько исследований показали, что это может уменьшить влияние переходных напряжений и улучшить линейность распределения напряжения [26–32]. Кроме того, показано, что установка электростатического экрана более экономична по сравнению с другими подходами [25]. В общем, толщину алюминиевого электростатического экрана можно определить на основе потерь на вихревые токи и физической геометрии обмотки. Линейный характер распределения напряжения вдоль обмоток зависит от амплитуды импульса, при этом он характеризуется коэффициентом α [29, 30, 33, 34].Значение α зависит от геометрической конструкции трансформатора. Если α = 0, ожидается равномерное распределение напряжений напряжения, в результате чего резонансы вдоль обмотки будут низкими. Поскольку значение α отклоняется от 0, распределение напряжения напряжения может быть неоднородным, что приводит к увеличению вероятности отказов тонкой изоляции вдоль напряженных проводников [35, 36]. Конфигурация размещения электростатического экрана зависит от местоположения коммутационных перенапряжений из-за зависимости рассчитанных параметров RLC от механической конструкции конструкции обмотки.В этой статье представлено исследование влияния конфигураций размещения экрана на переходные напряжения в трансформаторе 33/11 кВ при скачках стандартного коммутационного импульса (SSI) и колеблющегося коммутационного импульса (OSI), что является основным вкладом в это исследование. Другие типы импульсов, такие как стандартные молнии и прерывистые молнии, существующие в энергосистеме, были рассмотрены в более раннем исследовании [33]. Поскольку импульсы переходного напряжения обычно воздействуют на внешнюю поверхность обмоток, т.е.То есть только на сторону ВН обмотки трансформатора подаются импульсные перенапряжения [3, 36]. Рассчитываются элементы сопротивления, индуктивности и емкости (RLC) обмотки трансформатора, и полученная эквивалентная схема обмотки трансформатора используется для исследования переходного напряжения в SSI и OSI с различной конфигурацией размещения экрана. Вклад исследования — знание влияния SSI и OSI на скачки переходного напряжения в трансформаторе и оценка эффективности экрана в качестве выбранного подхода к смягчению.

Методология

A. Общая структура моделирования обмотки трансформатора

Общая структура исследований переключения в трансформаторе 33/11 кВ может быть увидена в. SSI и OSI были созданы с использованием MATLAB Simulink. Параметры RLC обмоток как ВН, так и НН трансформатора были рассчитаны на основе его геометрических характеристик. Затем был проведен анализ различных положений экрана в обмотке ВН трансформатора на основе MATLAB Simulink.Последним шагом было определение влияния экрана на распределение перенапряжения с помощью статистического индикатора.

Основа для изучения влияния экрана на распределение импульсного напряжения.

B. Генерация стандартного и колеблющегося импульсного напряжения переключения

SSI 250/2500 мкс согласно IEEE Std C57.98–2011 [37] был смоделирован на основе схемы генератора импульсов Simulink, как показано на рисунке и его параметры показано в [38]. Результирующий SSI показан в.

(A) Стандартная схема генератора импульсных импульсов; (B) стандартная форма волны импульсного напряжения переключения (250/2500 мкс).

Таблица 1

Спецификация цепи генератора импульсов для стандартного коммутирующего импульса.

Параметры L C 1 C 2 L м R R 1 R 39 2
Единицы 0 10 мкФ 1 мкФ 0.9 H 1000 Ом 1155 Ом 56 Ом 400 В

Колебательная форма импульса переключения (OSI) может быть сгенерирована, если цепь генератора импульсов недостаточно демпфирована (R 2 <2 [L (C 1 + C 2 ) / C 1 C 2 ] -1), как показано в. Единственная разница между SSI и схемой генератора OSI заключается в отсутствии волновой модулирующей индуктивности L, т. Е. L = 0. OSI был сгенерирован с пиковым временем, T p = 50 мкс, временем полупика, T 2 1000 мкс и амплитуда выходного напряжения U m = 556 В и f = 10 кГц, что можно увидеть и его параметры, приведенные в [38].Колебания в форме волны OSI можно изменять за счет изменения L. Частота OSI зависит от L, C 1 , C 2 и R 2 . Частота колебаний f может быть определена уравнением (1), а T p в OSI — период колебаний [38]:

(A) Цепь генератора импульсных импульсов; (B) колеблющаяся форма импульса переключения (50/1000 мкс).

Таблица 2

Характеристики цепи генератора импульсов для колебательного коммутационного импульса.

Параметры L C 1 C 2 L м R R 01 9039 9039 9039 9039 9039 9039 T p T 2
Единицы 1,2 м вод.

С.Расчет параметров RLC

a. Конструкция трансформатора дискового типа 30 МВА, 33/11 кВ

Трансформатор Dyn11 с дисковой обмоткой ВН и многослойной спиральной обмоткой НН с номинальной мощностью и напряжением 30 МВА, 33/11 кВ была исследована, как показано на. Вид спереди в разрезе обмотки для однофазной цепи можно увидеть на. Геометрические характеристики обмоток ВН и НН приведены в таблицах и.

Вид спереди в разрезе обмотки однофазного трансформатора 33/11 кВ.

Таблица 3

Характеристики геометрии обмотки ВН трансформатора 33/11 кВ.

Параметры Значения
Высота жилы 11,5 мм
Ширина жилы 2,4 мм
Толщина изоляции (двусторонняя) 0,5 мм
Число оборотов на диск 30
Число дисков в одной фазе 96
Расстояние между каждым витком 3 мм
Канал охлаждения между 12 и 13 витками 5 мм
Внутренний радиус обмотки ВН 374.5 мм
Наружный радиус обмотки ВН 466,5 мм
Общая окружность обмотки ВН 79,17 м
Высота обмотки ВН 1437 мм
Изоляция между ВН– Обмотки НН (9 мм масла + 1 мм картона) 20 мм
Относительная диэлектрическая проницаемость изоляции, ε r 2,3

Таблица 4

Геометрические характеристики обмоток НН для 33 / Трансформатор 11 кВ.

Параметры Значения
Высота жилы 11,5 мм
Ширина жилы 2,4 мм
Толщина изоляции (двусторонняя) 0,5 мм
Число витков на слой 94
Число слоев на одну фазу 25
Расстояние между каждым витком 3 мм
Канал охлаждения между слоями 12 и 13 5 мм
Внутренний радиус обмотки НН 275.5 мм
Толщина обмотки НН 80 мм
Внешний радиус обмотки НН 355,5 мм
Высота обмотки НН 1407 мм
б. Расчет параметров RLC дисковой обмотки ВН

Электрические параметры были рассчитаны на основе высоты и ширины проводника, количества витков в диске, толщины изоляции и других деталей структуры обмотки.Геометрические детали обмотки ВН представлены в.

Собственная индуктивность и взаимная индуктивность обмотки ВН были рассчитаны для формирования матрицы индуктивности длиной 96 x 96 в соответствии с уравнениями в [39, 40]. Межвитковая емкость C t между двумя соседними проводниками диска была рассчитана в соответствии с уравнениями в [39, 40]. Междисковая емкость C d между соседними дисками была рассчитана на основе уравнений в [39, 40]. Поскольку межвитковая емкость C t между любыми двумя проводниками не одинакова из-за разницы в длине проводника каждого витка, общая межвитковая емкость C t, всего , была рассчитана и рассмотрена в последовательной конфигурации. .Общая междисковая емкость, C d, всего , была рассчитана и рассмотрена в параллельной конфигурации. Поскольку информация о заземленном баке для исследуемого трансформатора была ограничена, емкостью заземления C g пренебрегли. Следовательно, вычисление α не могло быть выполнено для начального распределения напряжения в исследовании. Результирующая междисковая емкость C d, t и полная последовательная емкость C s всей обмотки, а также полная последовательная емкость одного диска были рассчитаны согласно [41].Последовательное сопротивление R s и проводимость G s высоковольтной обмотки были рассчитаны в соответствии с уравнениями в [39, 40, 42] с учетом скин-эффекта.

г. Расчет параметров RLC многослойной спиральной обмотки НН

Параметры RLC многослойных спиральных обмоток были рассчитаны на основе геометрических характеристик, приведенных в. Последовательные индуктивности каждого из слоев были получены индивидуально в предположении, что соответствующий слой является одним слоем согласно уравнениям в [33, 43].Взаимная индуктивность M между слоями обмотки рассчитывалась на основе уравнений [39]. Сопротивление R c для слоистых спиральных обмоток было рассчитано на основе уравнений в [33]. Были определены последовательная емкость между двумя соседними витками, C tt и общая последовательная емкость слоев всей обмотки, C tt ′, а также емкость между двумя слоями, C ll из слоя 1 и слоя n. согласно уравнениям из [33, 41, 42] при r = ∞.

Емкости промежуточного барьера ВН-НН, C HV-LV между обмотками ВН и НН трансформатора и диэлектрическая проницаемость, ε res промежутка, который состоит из пропитанной маслом изоляционной бумаги, намотанной вокруг медных проводников, были определяется на основе уравнений в [34] с учетом двух соседних слоев. Последовательные емкости слоя обмотки и эквивалентная емкость двух слоев, C ll ′, были рассчитаны на основе уравнений в [33].

D. Дисковый трансформатор 33/11 кВ модель

Эквивалентная RLC-схема трансформатора 33/11 кВ Dyn11 с соответствующими взаимными индуктивностями для обмоток ВН и НН можно увидеть на. Обмотка ВН одной фазы состоит из 96 дисков, каждый из которых имеет 6 проводов по 5 витков. Толщина изоляции между каждым из проводов составляет 0,5 мм. Между 12 и 13 витками находится охлаждающий канал толщиной 5 мм. Расстояние между дисками 3 мм. Расстояние между обмоткой ВН и НН составляет 20 мм.Внутренний и внешний радиусы обмотки ВН составляют 374,5 мм и 462,5 мм соответственно. Каждая из секций представлена ​​диском и учитывается в сосредоточенных параметрах RLC обмотки ВН. Можно увидеть 96 дисков обмотки высокого напряжения внутри подсистемы, а на рисунке показаны 25 слоев обмотки низкого напряжения внутри подсистемы. Значения RLC обмоток ВН и НН можно увидеть в таблице S1. Rs — последовательное сопротивление, L s и M L — собственная индуктивность и взаимная индуктивность для каждого из дисков.Rs и Ls были соединены последовательно. C s и G cs — это общая последовательная емкость и проводимость, соединенные параллельно. C g и G cg — это емкость и проводимость земли между заземлением и проводником обмотки, которые соединены параллельно. Кроме того, влияние сердечника трансформатора не учитывалось, поскольку индуктивности намагничивания сердечника не были доминирующими в текущей высокочастотной модели [44, 45]. Было сделано предположение, что обмотки ВН и НН были соединены, чтобы представить идеальный трансформатор, чтобы упростить расчет.Скин-эффект обмотки НН не учитывался в расчетах, поскольку основное внимание уделялось поведению обмотки ВН при перенапряжении. Кроме того, потери, вызванные скин-эффектом, оказались низкими в обмотке LV [46]. Проверка модели трехфазного трансформатора была проведена в [33] путем сравнения расчетных и смоделированных значений начального распределения напряжения.

(A) Схема замещения трансформатора с 96 дисками слоев ВН в обмотке и 25 слоями обмотки НН; (Б) принципиальная схема 96 дисков обмотки ВН в подсистеме; (C) принципиальная схема от слоя 1 до слоя 25 обмотки низкого напряжения в подсистеме для трансформатора 33/11 кВ.

Таблица 5

Параметры RLC обмотки ВН трансформатора 33/11 кВ.

Параметр Значения
Межвитковая емкость, C т 33,5 пФ
Общая междисковая емкость, C мкФ

4
Последовательная емкость, C с 208,68 мкФ
Последовательное сопротивление, R с 4.67 Ом
Проводимость G с 131,12 мкОм
Емкость между обмоткой ВН и НН, C ВН-НН 3494,95 нФ

E. Конфигурации размещения экрана a.

900 Случай 1: Размещение экрана в качестве проводника 7

Электростатический алюминиевый экран толщиной и длиной 0,075 мм и 11,5 мм был помещен в качестве проводника 7 в обмотке ВН. Так как экран не предназначен для управления током, его размер должен быть как можно меньше, чтобы сохранить компактность обмотки трансформатора, и он должен иметь низкие паразитные потери [47].В исследовании использовался экран толщиной 0,075 мм из-за низкой стоимости изготовления и малых потерь на вихревые токи [48, 49]. Экран имеет 5 витков, и он был размещен как плавающий потенциал, как показано на рис. Так как экранов 5 витков, внешний радиус обмотки ВН увеличен в 5 раз до 0,375 мм. Введение электростатического экрана увеличило последовательную емкость. Модель обмотки трансформатора и обновленные значения RLC можно увидеть на и.

Модель обмотки трансформатора с разными вариантами размещения экрана.

Таблица 6

Существующие и обновленные параметры RLC обмотки ВН с размещением экрана для трансформатора 33/11 кВ.

Параметр Без экрана Экран после проводника 7 Экран между проводником 1-2 Экран между обмотками ВН и НН
Межвитковая емкость, C

4 т

31,8 пФ 33,5 пФ 31,79 пФ 31,77 пФ
Общая междисковая емкость, С d 526.89 мкФ 533,06 мкФ 527,11 мкФ 526,98 мкФ
Последовательная емкость, C с 208,68 мкФ 211,11 мкФ 208,77 мкФ 208,7 Сопротивление 208,7 900 с 4,67 Ом 4,68 Ом 4,68 Ом 4,68 Ом
Проводимость G с 131,12 мкОм 132,65 мкОм 131,17 мкОм 131.11 мкОм
Емкость между обмотками ВН и НН, C HV-LV 3494,95 нФ 3481,63 нФ 3494,95 нФ 3481,63 нФ
б. Случай 2: Размещение экрана между проводниками 1 и 2

Экран был помещен как плавающий потенциал между проводниками 1 и 2 и считался дополнительным проводником, как показано на. Внешний радиус обмотки ВН увеличен на 0,375 мм. Параметры RLC для 5 внутренних витков проводника почти не изменяются по сравнению с состоянием без экрана, как показано на рис.

г. Случай 3: Размещение экрана между обмотками ВН и НН

Электростатический алюминиевый экран был помещен между обмотками ВН и НН. Экран состоял из 1 витка и был размещен как плавающий потенциал, показанный на. Экран имеет спиральную форму, что приводит к смещению обмоток ВН на 0,075 мм наружу. Обновленную модель и значения RLC можно увидеть в и, соответственно.

F. Статистический индикатор

Сравнение форм сигналов проводилось с помощью статистических показателей.Поскольку начальное распределение напряжения вдоль обмотки должно быть линейным по своей природе, стандартные ошибки наклона (SEb) использовались для изучения влияния экрана на линеаризацию распределения напряжения вдоль обмоток.

а. Стандартная ошибка наклона (SEb)

Стандартная ошибка оценок (SEE) генерирует величины для стандартной ошибки наклона (SEb), которые можно использовать для оценки вычисленных и измеренных откликов. Если для интерпретации используются линейные модели, SEE можно использовать для измерения отклонения точек прогноза для кривой регрессии.где наблюдаемая точка — это y и для звездной величины i в конкретной точке отсчета t. Средняя абсолютная разница между каждой из предсказанных и наблюдаемых точек i была определена как SEE. Поведение переходного напряжения вдоль дисков было проанализировано, чтобы определить различия в наклоне. SEE и SEb рассчитывались на основе формул (2) и (3) [50].

где d — случай различных углов наклона, SD — стандартное отклонение, а n — количество точек сигнала. Значение SEb должно быть 0 для прямой линии.

Были проанализированы переходные напряжения 11 дисков из 96 дисков трансформатора 33/11 кВ при импульсных импульсах переключения. Самый верхний диск считался 96, а диски 93, 83, 73, 63, 53, 43, 43, 33, 23, 13 и 3 были проанализированы на предмет распределения напряжения. Импульс напряжения был приложен к самому верхнему диску 96 в модели трансформатора, и результирующие формы волны переходного напряжения на 3 верхних дисках 93, 83 и 73 были показаны в исследовании. В данном исследовании рассматривалась только обмотка высокого напряжения.

Потери на вихревые токи для исследуемого трансформатора не учитывались, поскольку расчетные значения оказались низкими по сравнению с расчетными полными потерями. Взаимосвязь между обмотками ВН и НН также не рассматривалась, поскольку было показано, что отношение витков трансформатора равно отношению переданной индуктивности [51].

Результаты

A. Переходное напряжение в трансформаторе 33/11 кВ согласно SSI

a. Переходное напряжение при SSI без экрана

Переходное напряжение при SSI для неэкранированной обмотки ВН можно увидеть в.Формы волны напряжения немного отклоняются от SSI в области хвоста волны во время от 500 мкс до 2400 мкс.

Переходное напряжение для неэкранированной обмотки под SSI.

г. Случай 1: Переходное напряжение при SSI с размещением экрана в качестве проводника 7

Аналогичная картина, как и неэкранированная обмотка, наблюдается для размещения плавающего экрана в качестве проводника 7 в обмотке ВН, при этом не наблюдается резонанса и обнаруживается лишь небольшое отклонение для переходного напряжения на конце дисков 93, 83 и 73 во время от 350 мкс до 2450 мкс, как показано на.Резонансы подавляются за счет уменьшения электромагнитных помех между проводниками обмотки, вызванных наличием электростатического экрана [52].

Переходное напряжение для размещения экрана в качестве проводника 7 в обмотке ВН под SSI.

г. Случай 2: Переходное напряжение под SSI с размещением экрана между проводниками 1 и 2

Переходное напряжение в модели трансформатора с размещением экрана между проводниками 1 и 2 можно увидеть на. Формы сигналов напряжения на концах дисков 93, 83 и 73 немного отклоняются от SSI в диапазоне времени от 400 мкс до 2450 мкс.Подобно неэкранированной обмотке, резонансных явлений не обнаружено.

Переходное напряжение для размещения экрана между проводниками 1 и 2 обмотки ВН под SSI.

г. Случай 3: Переходное напряжение под SSI с размещением экрана между обмотками ВН и НН

Размещение экрана между обмотками ВН и НН приводит к таким же характеристикам, что и неэкранированная обмотка, как показано на. Переходное напряжение на конце дисков 93, 83 и 73 немного отклоняется от SSI в промежутке времени между 350 мкс и 2450 мкс, и резонанса не наблюдается.

Переходное напряжение для размещения экрана между обмотками ВН и НН под SSI.

Б. Переходное напряжение в трансформаторе 33/11 кВ по OSI

а. Переходное напряжение под OSI без экрана

Переходное напряжение на конце дисков 93, 83 и 73 незначительно отклоняется от OSI в области хвоста волны от 500 мкс до 1500 мкс, как показано на. Однако изменения переходных напряжений не наблюдаются на концах дисков 93, 83 и 73 по сравнению с диском 96 от 0 до 500 мкс.Следует отметить, что амплитуда OSI зависит от типа электрической эквивалентной схемы и времени колебательных составляющих переходного напряжения [16].

Переходное напряжение для неэкранированной обмотки при OSI.

г. Случай 1: Переходное напряжение при OSI с размещением экрана в качестве проводника 7

Аналогично неэкранированной обмотке, переходное напряжение на конце дисков 93, 83 и 73 для размещения экрана, поскольку проводник 7 отклоняется от OSI в области хвоста волны от 600 мкс до 1500 мкс, как показано на рис.

Переходное напряжение для размещения экрана в качестве проводника 7 под OSI.

г. Случай 2: Переходное напряжение при OSI с размещением экрана между проводниками 1 и 2

Переходное напряжение на конце дисков 93, 83 и 73 показывает небольшое отклонение между 350 мкс и 1500 мкс по сравнению с OSI для размещения экрана между проводниками 1 и 2, как видно на.

Переходное напряжение для размещения экрана между проводниками 1 и 2 под OSI.

г. Случай 3: Переходное напряжение при OSI с размещением экрана между обмотками ВН и НН

Переходное напряжение на концах дисков 93, 83 и 73 для размещения экрана между ВН и НН демонстрирует те же модели, что и неэкранированная обмотка, при этом только незначительные резонансы между 300 мкс и 1500 мкс наблюдаются, как показано на.

Переходное напряжение для размещения экрана между обмотками ВН и НН под OSI.

Обсуждение влияния конфигурации размещения экрана на переходное напряжение

Колебательный характер переходных напряжений обусловлен наличием элементов RLC в эквивалентной цепи обмотки трансформатора [33]. Напряжения напряжения, возникающие в дисках или слоях обмотки, можно уменьшить за счет размещения алюминиевого электростатического экрана внутри геометрии обмотки.Такой подход может увеличить последовательную емкость между дисками в обмотках дискового типа [28]. Постоянная α должна быть близка к 0 и впоследствии улучшать линеаризацию падения напряжения вдоль обмоток [26, 34]. Изменение переходного напряжения вдоль дисков в обмотке может вызвать резонансные колебания, которые могут усилить градиенты напряжения и привести к нарушению изоляции между проводниками [32]. Величина пика внешних коммутационных перенапряжений обычно должна быть ниже апериодических напряжений, генерируемых трансформатором.Однако внешний импульс переходного напряжения может возбуждать колебания в обмотке трансформатора даже при небольшой величине, если внутренняя частота импульса напряжения совпадает с собственной или резонансной частотой трансформатора [19].

Начальные распределения напряжения для каждого размещения экрана получены для обмотки трансформатора при SSI и OSI, как показано на рис. SEb, вычисленные на основе начального распределения напряжения для каждого из размещений экрана как для SSI, так и для OSI, перечислены в.

Влияние экрана на начальное распределение напряжения при SSI.

Влияние экрана на начальное распределение напряжения при OSI.

Таблица 7

SEb по SSI.

Размещение экрана Стандартная погрешность наклона (SEb)
SSI × (10 12 ) OSI × (10 11 )
Неэкранированный
Экран как проводник 7 4.399 1,192
Экран между проводником 1 и 2 4,378 1,143
Экран на HV-LV 4,222 1,122

Под SSI линеаризация кривой распределения напряжения показывает оптимизировать улучшение, поскольку экран размещается между обмотками ВН и НН, как показано на рис. Размещение экрана между проводниками 1 и 2 существенно влияет на линеаризацию распределения напряжения, за счет чего небольшое падение напряжения от диска 96 к диску 93.Это явление указывает на возможность пробоя изоляции между этими дисками из-за приложения высокого напряжения вдоль дисков [53–56]. Размещение экрана в качестве проводника 7 приводит к аналогичной линеаризации кривой распределения напряжения, как и для неэкранированной обмотки, что указывает на то, что α не равно 0, поскольку кривизна кривой распределения как для неэкранированной обмотки, так и для обмотки с размещением экрана в качестве проводника 7 выше, чем линейное поведение постоянного наклона [33].

Размещение экрана в качестве проводника 7 и между проводниками 1 и 2 приводит к падению напряжения вдоль дисков, что указывает на то, что α не равно 0 при OSI, как показано на рис. Линеаризация кривой распределения напряжения для размещения экрана между обмотками ВН и НН лучше, чем для неэкранированной обмотки, при этом наблюдается значительное отклонение от диска 93 к диску 3.

Значения SEb можно использовать для оценки различий вычисленного и идеального наклона кривые распределения начального напряжения.Для обмоток трансформатора под SSI размещение экрана между обмотками ВН и НН приводит к самому низкому SEb со значением 4,222 × 10 12 , как показано на рис. Неэкранированная обмотка имеет более низкое SEb по сравнению с размещением экрана в качестве проводника 7 и между проводниками 1 и 2, как показано на рис.

Аналогичная картина, как при SSI, наблюдается для OSI, при этом самый низкий SEb обнаруживается при размещении экрана между обмотками ВН и НН, как показано на. Однако размещение экрана в качестве проводника 7 и между проводниками 1 и 2 имеет более низкое значение SEb, чем неэкранированная обмотка, как показано на рис.

На основе исследуемого трансформатора размещение незаземленного экрана между обмотками ВН и НН может уменьшить резонансные колебания и привести к линейному распределению напряжений, что впоследствии может снизить напряжения напряжения вдоль дисков обмотки трансформатора.

Заключение

На основе моделирования с использованием эквивалентной схемы RLC модели обмотки трансформатора очевидно, что размещение экрана между обмотками ВН и НН приводит к линейному распределению напряжений вдоль обмоток для обмоток дискового трансформатора при SSI и OSI. .Кроме того, SEb является самым низким с размещением экрана между обмотками ВН и НН и имеет более линейное распределение напряжения как при SSI, так и в OSI. Размещение экрана в качестве проводника 7 и между проводниками 1 и 2 не улучшает переходное напряжение на дисках трансформатора при SSI. Однако такое расположение экрана улучшает линеаризацию кривой распределения напряжения при OSI.

В целом можно сделать вывод, что конфигурация размещения важна для снижения переходного напряжения вдоль дисков, чтобы обеспечить устойчивую и бесперебойную подачу энергии через трансформаторы.Дополнительные экраны не гарантируют оптимального снижения переходных напряжений в обмотках. Это исследование могло бы помочь производителям разработать четкую техническую основу для размещения экрана для адекватной защиты обмотки трансформатора от внешних переходных импульсных перенапряжений, действующих в энергосистеме.

Вспомогательная информация

S1 Таблица

Параметры RLC обмотки НН для трансформатора 33/11 кВ.

(DOCX)

Благодарности

Авторы выражают искреннюю благодарность ALPER UPM за техническую поддержку данного исследования.

Отчет о финансировании

Это исследование было поддержано Universiti Putra Malaysia PUTRA Berimpak в виде гранта, предоставленного NA (GPB / 2017/9570300), и схемы FRGS Министерства высшего образования, предоставленной NA (FRGS / 1/2019 / TK07 / UPM / 02/3) (03-01-19-2071FR). TNB Research Sdn. Bhd также оказала поддержку в виде заработной платы для MAT. Конкретные роли этого автора сформулированы в разделе «Авторский вклад». Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Доступность данных

Все соответствующие данные находятся в рукописи.

Ссылки

1. Shipp DD, Dionise TJ, Lorch V, MacFarlane BG. Отказ трансформатора из-за переходных процессов переключения, вызванных автоматическим выключателем. IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 47, pp. 707–718, 2011. [Google Scholar] 2. Гафуриан С.М., Арана И., Холбёлл Дж., Соренсен Т., Попов М., Терзия В. Общий анализ коммутационных перенапряжений вакуумных выключателей в морских ветроэлектростанциях. IEEE Trans. Мощность Del., Т. 31, нет.5. С. 2351–2359, октябрь.
2016. [Google Scholar] 3. Stein GM. Исследование начального распределения перенапряжения в концентрических обмотках трансформатора. IEEE Trans. Силовой Аппарат. Syst., Т. ПАС-83, стр. 877–893, сентябрь
1964. [Google Scholar] 4. Soloot AH, Hoidalen HK, Gustavsen B. Влияние конструкции обмотки трансформаторов ветряных турбин на уязвимость к резонансному перенапряжению. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul., Т. 22, нет. 2, pp. 1250–1257, 2015. [Google Scholar]

5. Руководство IEEE по описанию возникновения и смягчения переходных процессов переключения, вызванных трансформаторами, коммутационным устройством и взаимодействием системы », в IEEE Std C57.142–2010, pp.1-56, 27 April 2011.

6. Попов М., Смитс РПП, Ван дер Слуис Л., Де Хердт Х., Деклерк Дж. Экспериментальный и теоретический анализ воздействия предварительного разряда вакуумного выключателя на трансформатор. IEEE Trans. Pow. Deliv., Vol. 24, pp. 1266–1274, 2009. [Google Scholar] 7. AlFuhaid AS. Частотные характеристики однофазных двухобмоточных трансформаторов с использованием моделирования с распределенными параметрами. IEEE Trans. Мощность Del., Т. 16, нет. 4. С. 637–642, октябрь.
2001. [Google Scholar] 8. Джаярам С., Чандрасекхараян Х.С.Влияние условий вторичных выводов на распределение импульсов в обмотках трансформатора. Электрические машины и энергетические системы, т. 21, pp. 183–198, 1993. [Google Scholar] 9. Гринвуд А. Электрические переходные процессы в энергосистемах, 2-е изд.
Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1991. [Google Scholar] 10. Попов М., Ван дер Слуис Л., Паап Г.К., Де Хердт Х. Расчет очень быстрых переходных перенапряжений в обмотках трансформатора. IEEE Trans. Мощность Del., Т. 18, нет. 4. С. 1268–1274, октябрь.
2003. [Google Scholar] 11.Лопес-Ролдан Дж., Де Хердт Х., Селс Т., Ван Доммелен Д., Попов М., Ван дер Слуис Л. и др.
Анализ, моделирование и тестирование нарушений изоляции трансформаторов, связанных с коммутационными переходными перенапряжениями. представлены на CIGRE, Париж, Франция, стр. 12–116, 2002 г. [Google Scholar] 12. Theocharis A, Popov M, Seibold R, Voss S, Eiselt M. Анализ коммутационных эффектов вакуумного выключателя на трансформаторах с фольгированной обмоткой сухого типа, подтвержденный экспериментами. IEEE Trans. Мощность Del., Т. 30, нет. 1. С. 351–359, февраль.
2015 г.[Google Scholar] 13. Попов М. Общий подход к точному анализу резонанса в обмотках трансформаторов. Электроэнергетическая система. Res., Vol. 161, pp. 45–51, 2018. [Google Scholar] 14. Smajic J, Steinmatz T., Rüegg M, Tanasic Z, Obrist R, Tepper J, et al.
Моделирование и измерение распределения грозового импульсного напряжения по обмоткам трансформаторов. IEEE Trans. Магн., Т. 50, нет. 2 февраля
2014, ст. нет. 7013604. [Google Scholar] 15. Зупан Т., Тркуля Б., Обрист Р., Франц Т., Крангану-Крету Б., Смайич Дж. Расчет параметров RLC обмоток трансформатора и моделирование распределения импульсного напряжения молнии.IEEE Trans. Магн., Т. 52, нет. 3 марта
2016, ст. нет. 8400204. [Google Scholar] 16. Florkowski M, Frugal J, Kuniewski M. Распространение перенапряжений в виде импульсных, прерывистых и колебательных сигналов в обмотках трансформатора — подход во временной и частотной области. Энергия, т. 13, вып. 2. С. 1–16, январь.
2020. [Google Scholar] 17. Ю Й, Занджи В., Сюн Ц., Ван З. Д.. Улучшенная модель с сосредоточенными параметрами для моделирования быстрых переходных процессов трансформатора. Электроэнергетические приложения ИЭПП, т. 5, вып. 6. С. 479–485, 2011.[Google Scholar] 18. Дуган Р.С., Габрик Р., Райт Дж. К., Паттен К. В.. Проверенные методы моделирования трансформаторов сверхвысокого напряжения в форме оболочки. IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 4, вып. 2, pp. 1070–1078, 1989. [Google Scholar] 19. Дегенефф Р.С., МакНатт В.Дж., Нойгебауэр В., Панек Дж., МакКаллум М.Э., Хани CC. Реакция трансформатора на коммутируемое напряжение системы. IEEE Trans. Power App. Syst., Т. ПАС-101, № 6. С. 1457–1470, июнь.
1982. [Google Scholar] 20. Теохарис А., Попов М. Моделирование обмоток фольгового трансформатора для расчета оконечного импеданса и распространения внутреннего напряжения.Электроэнергетические приложения ИЭПП, т. 9, вып. 2. С. 128–137, 2015. [Google Scholar] 21. Хеллер Б., Веверка А. Явления перенапряжения в электрической машине. Лондон, Великобритания: ILIFFE, 1968. [Google Scholar] 22. Густавсен Б. Применение векторной аппроксимации для моделирования высокочастотных трансформаторов. Int. Конф. Pow. Syst. Пер. — IPST 2003, Новый Орлеан, США, стр. 1–5, 2003 г. [Google Scholar] 23. Хори М., Нисиока М., Икеда Й, Ногучи К., Каджимура К., Мотояма Х. и др.
Отказ внутренней обмотки из-за резонансного перенапряжения в распределительном трансформаторе, вызванного зимней молнией.IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 21, нет. 3, pp. 1600–1606, 2006. [Google Scholar] 24. МакДермит Д., Шипп Д.Д., Дионис Т.Дж., Лорч В. Отказ трансформатора напряжения, вызванный переходными процессами при переключении среднего напряжения: прогнозирование, измерение и практические решения. IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 49, нет. 4. С. 1726–1737, июль-август.
2013. [Google Scholar]

25. Утвержденный IEEE проект стандарта для параметров перенапряжения изолирующих трансформаторов, используемых в сетевых устройствах и оборудовании. Поправка 1: добавление 4.5, Параметры вторичной обмотки с насыщенным сердечником, в IEEE Std PC62.69a / D3, стр. 1-15, январь 2017 г.

26. Багери М., Хекмати А., Хейдарзаде Р., Надери М.С. Распределение импульсного напряжения в межэкратной дисковой обмотке по сравнению с чередующимися и непрерывными дисковыми обмотками в силовом трансформаторе. IEEE Power and Energy Conf. (PECON), pp 387–392, 2008. [Google Scholar]

27. Паскуотто де Лима, PA, Cabral SHL. известные способы согласованного распределения импульсного напряжения по регулирующей обмотке.представлен на IEEE EIC 2013, 31-й конференции по электроизоляции, Оттава, Канада, июнь 2013 г.

28. Адамчик Б., Флорковски М., Святковски М. Влияние экранирования на перенапряжения в многослойных обмотках силового трансформатора. IEEE Transactions по диэлектрикам и электроизоляции, т. 23, нет. 3. С. 1627–1635, 2016. [Google Scholar] 29. Багери М., Фунг Б.Т., Надери М.С. Распределение импульсного напряжения и частотная характеристика межэкратных обмоток. IEEE Electrical Insulation Magazine, vol.32, нет. 5, pp. 32–40, 2016. [Google Scholar]

30. McNutt WJ. Распределение переходных напряжений улучшает линейный экран для силового трансформатора со слоистой обмоткой. Патент США 4 153 891, 8 мая 1979 г.

31. IEC 60076-4 Силовые трансформаторы — Часть 4: Руководство по испытаниям грозовым импульсом и импульсным переключением — Силовые трансформаторы и реакторы. Международная электротехническая комиссия, Женева, 2002 г.

32. IEC 60076–3 (2013) Силовые трансформаторы — Часть 3: Уровни изоляции, диэлектрические испытания и внешние зазоры в воздухе, Int.Электротехническая комиссия, Женева, Швейцария, 2013.

33. Мурти А.С., Азис Н., Юсоф М.Ф.М., Ясни Дж., Осман М.Л., Талиб М.А. и др.
Исследование резонансных колебаний в распределительном трансформаторе 11 кВ при стандартных и прерывистых грозовых импульсных перенапряжениях с различными конфигурациями размещения экрана. Энергия, т. 12, вып. 8, pp. 1466, 2019. [Google Scholar] 34. Ван З., Ли Дж., Софиан ДМ. Интерпретация характеристик FRA трансформатора — часть I: влияние структуры обмотки. IEEE Transactions on Power Delivery, vol.24, вып. 2, pp. 703–710, 2009. [Google Scholar] 35. Багери М., Вакилиан М., Хекмати А., Хейдарзаде Р. Влияние электростатического экранирования дисковой обмотки на увеличение последовательной емкости в трансформаторе. IEEE PowerTech, Лозанна, Швейцария, стр. 1780–1784, 2007 г. [Google Scholar] 36. Thomas BHL. Напряжения изоляции в трансформаторах, с особым акцентом на перенапряжения и электростатическое экранирование. Журнал Института инженеров-электриков, вып. 87, нет. 526, pp. 427–443, 1940. [Google Scholar] 37.Руководство IEEE для импульсных испытаний трансформаторов », в стандарте IEEE C57.98–2011 (пересмотр стандарта IEEE C57.98–1993), том, №, стр. 1–146, 9
маршировать
2012. [Google Scholar] 38. Ren M, Zhang C, Dong M, Ye R, Albarracín R. Новый импульсный генератор переключения, основанный на повышении трансформатора и управлении триггером биполярного транзистора с изолированным затвором. Энергия, т. 9, вып. 8, 2016. [Google Scholar] 39. Аль-Амери С., Юсоф М.Ф.М., Азис Н., Авинаш С., Талиб М.А., Салем А.А. Моделирование частотной характеристики обмотки трансформатора для исследования влияния RLC.Индонезийский журнал электротехники и информатики, вып. 14, вып. 1, стр. 219, 2019. [Google Scholar] 40. Бьеркан Э. Высокочастотное моделирование силовых трансформаторов. Кандидат наук. диссертация, Норвежский ин-т. Technol., Тронхейм, Норвегия, ноябрь
2005. [Google Scholar] 41. Уилкокс Д. Д., Херли В. Г., Конлон М. Расчет собственных и взаимных сопротивлений между секциями обмоток трансформатора. IEE Proceedings C (Generation, Transmission and Distribution), vol. 136, нет. 5, pp. 308–314, 1989. [Google Scholar] 42.Мохаммад С., Хоссейни Х., Мохсен С., Мадар Э. Использование метода конечных элементов в расчете параметров детальной модели обмотки трансформатора для исследования частичных разрядов. Турецкий журнал электротехники и
Компьютерные науки, т. 23, нет. 3. С. 709–718, 2015. [Google Scholar] 43. Уиллер HA. Простые формулы индуктивности для радиокатушек. Труды Института Радиоинженеров, вып. 16, нет. 10, pp. 1398–1400, 1928. [Google Scholar] 44. Рахимпур Э., Кристиан Дж., Фесер К. Метод передаточной функции для диагностики осевого смещения и радиальной деформации обмоток трансформатора.IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 24, pp. 730–739, 2009. [Google Scholar] 45. Нода Т., Накамото Х., Йокояма С. Точное моделирование распределительных трансформаторов сердечника для исследований электромагнитных переходных процессов. IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 17, pp. 969–976, 2002 [Google Scholar] 46. Шишан В., Шенчан Дж., Янмин Л. Исследование потерь на вихревые токи в коаксиально изолированных обмотках силового трансформатора. Ход работы. Международная конференция по технологиям энергосистем, Куньмин, Китай, октябрь
2002; стр.1392–1395. [Google Scholar] 47. Франклин А.С., Франклин Д.П. The J &
Книга трансформатора П: практическая технология силового трансформатора. Elsevier, 2016. [Google Scholar] 50. Христос TJ. Краткосрочные оценки роста с использованием измерения беглости устного чтения на основе учебной программы: оценка доверительных интервалов. Обзор школьной психологии, т. 35, нет. 1, pp. 128–133, 2006. [Google Scholar]

51. Massaro UR, Antunes R. Взаимодействие электрических переходных процессов между трансформаторами и энергосистемой — опыт Бразилии.Международная конференция по переходным режимам энергосистем (IPST2009), Киото, июнь 2009 г .; С. 3–6.

52. Gauper Jr HA, Walden JP. Электромагнитно-экранированный источник питания с пониженным выходом синфазных электромагнитных помех. Патент США 3963975A, 5 марта 1976 г.

53. Khanali M, Jayaram SH. Эффективность электростатического экранирования при подавлении воздействия быстрых переходных процессов на изоляцию трансформатора. Конференция IEEE по электрической изоляции и диэлектрическим явлениям (CEIDP), Анн-Арбор, октябрь 2015 г.2015; С. 652–655.

54. Soloot AH, Høidalen HK, Густавсен Б. Моделирование трансформаторов ветряных турбин для анализа резонансных перенапряжений. Исследование электроэнергетических систем, т. 115, стр. 26–34, 2014. [Google Scholar] 55. Florkowski M, Furgal J, Pajak P. Анализ распределений быстрого переходного напряжения в обмотках трансформатора при различных условиях изоляции. IEEE Transactions по диэлектрикам и электроизоляции, т. 19, нет. 6, pp. 1991–1998, 2012. [Google Scholar] 56. Флорковски М., Фургал Дж., Куневски М., Паяк П.Сравнение реакции обмотки трансформатора на стандартные грозовые импульсы и эксплуатационные перенапряжения. IEEE Transactions по диэлектрикам и электроизоляции, т. 25, нет. 3, pp. 965–974, 2018. [Google Scholar]

2017 Руководство NEC по требованиям к установке включенных в список маловоспламеняющихся трансформаторов с жидким наполнением

% PDF-1.5
%
136 0 объект
>>>
эндобдж
188 0 объект
> поток
False11.08.5322019-01-18T10: 36: 06.512-05: 00 Библиотека Adobe PDF 15.0Eaton449e0155e43531bdfcb37e535a42ffdfa7808277844111Adobe InDesign CC 2017 (Windows) 2019-01-18T09: 30: 58.000-06: 002019-01-18T10: 30: 58.000-05: 002019-01-10T03: 47: 33.000-05: 00application / pdf2019-01-18T10: 37: 31.469-05: 00

  • Eaton
  • Настоящее руководство отражает понимание и интерпретацию Eaton Национального электротехнического кодекса, UL Classification of Envirotemp FR3 Fluid и FM Global Property Prevention Data Sheet 5-4 — Transformers, Approved Transformer Fluids Standard 6933, FM Approved Transformer Standard 3990 и IEEE. на момент публикации.Он не обязательно отражает позицию Eaton в отношении защиты и установки менее воспламеняющихся трансформаторов.
  • Eaton, 2016 г. Все права защищены.
  • 2017 Руководство NEC по требованиям к установке включенных в список наименее воспламеняющихся трансформаторов с жидким заполнением
  • xmp.id:e3995cfc-8a00-f14b-a354-35ad647e686fadobe:docid:indd:324f0745-684b-11db-9287-d09935121358proof:pdfuuid:0af947e9-1ac8-4898-ae44-85cfd0d6d6d6d1-dd1-dd1-dd6ddd6dd6dd6dd6dd1dd6d1 0325a997c9e1adobe: docid: indd: 324f0745-684b-11db-9287-d09935121358defaultxmp.сделал: 9c358bd8-f03b-f54d-ab6d-c94781e15cac

  • преобразовано Adobe InDesign CC 2017 (Windows) 2019-01-10T14: 17: 33.000 + 05: 30из приложения / x-indesign в приложение / pdf /
  • Библиотека Adobe PDF 15.0false

  • EATON: ресурсы / технические ресурсы / технические данные
  • eaton: классификация продукции / системы распределения-управления-среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трансформатор-подстанция-триплекс для помещений
  • EATON: классификация продукции / системы распределения-управления-среднего напряжения / трансформаторы-подстанции среднего напряжения / трансформаторы-подстанции vfi
  • EATON: классификация продукции / системы управления-распределения-питания среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трехфазные трансформаторы с монтажом на площадках vfi
  • EATON: классификация продукции / системы управления-распределения-мощности / среднего напряжения-трансформаторы / трансформатор-подстанция-критическая нагрузка-окружающая среда
  • eaton: классификация продукции / системы управления-распределения-питания среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трансформатор с трехфазным монтажом
  • eaton: классификация продукции / системы распределения-управления-среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трансформатор-пик-подстанция
  • eaton: вкладки поиска / тип содержимого / ресурсы
  • eaton: страна / северная америка / сша
  • EATON: классификация продукции / системы распределения-управления мощностью среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трехфазные трансформаторы, монтируемые на контактных площадках, envirotran
  • EATON: классификация продукции / системы управления-распределения электроэнергии среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трехфазный трансформатор, установленный на контактной площадке, envirotran-Solar
  • eaton: классификация продукции / системы управления-распределения-мощности / среднего напряжения-трансформаторы / трансформатор-подстанция-энергоцентр для помещений
  • eaton: классификация продукции / системы распределения-управления-среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трансформатор-подстанция с несколькими ответвлениями
  • eaton: классификация продукции / системы управления-распределения-среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / envirotran-hardened-data-center-three-phase-pad-installed-transformer
  • eaton: language / en-us
  • eaton: классификация продукции / системы распределения-управления-среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трехфазный трансформатор с критической нагрузкой envirotran
  • eaton: классификация продукции / системы распределения-управления-среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трансформатор подстанции
  • eaton: классификация продукции / системы управления-распределения-мощности / среднего напряжения-трансформаторы / трансформатор-подстанция-центр обработки данных / трансформатор-подстанция-центр обработки данных
  • eaton: классификация продукции / системы управления-распределения-мощности среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трехфазный трансформатор с пиковым напряжением
  • eaton: классификация продукции / системы распределения-распределения-среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трансформатор smart-vfi
  • eaton: классификация продукции / системы распределения-управления-среднего напряжения / трансформаторы среднего напряжения / трансформатор-редуктор дуги
  • конечный поток
    эндобдж
    126 0 объект
    >
    эндобдж
    127 0 объект
    >
    эндобдж
    128 0 объект
    >
    эндобдж
    129 0 объект
    >
    эндобдж
    130 0 объект
    >
    эндобдж
    131 0 объект
    >
    эндобдж
    132 0 объект
    >
    эндобдж
    79 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 0,0 612,0 792,0] / Тип / Страница >>
    эндобдж
    81 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 0.0 612.0 792.0] / Type / Page >>
    эндобдж
    83 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 0.0 612.0 792.0] / Type / Page >>
    эндобдж
    85 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 0.0 612.0 792.0] / Type / Page >>
    эндобдж
    88 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 0,0 612,0 792,0] / Тип / Страница >>
    эндобдж
    90 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 0.0 612.0 792.0] / Type / Page >>
    эндобдж
    92 0 объект
    > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.0 0.0 612.0 792.0] / Type / Page >>
    эндобдж
    93 0 объект
    > поток
    HT] o0} WGGEJVm] ׸ C: M8) Hk & i {= p (jLjLFZh:} @,

    Четыре важных момента при замене силового трансформатора

    «Вернуться в категорию управления объектами« Электропитание и связь »На главную

    Алан Обер

    При замене силовых трансформаторов несколько советов могут обеспечить быстрое возобновление работы, а также сократить будущие расходы и время простоя.

    Когда силовые трансформаторы выходят из строя, все останавливается. Это может оказать серьезное давление на тех, кто отвечает за восстановление работы на полной скорости. Что еще хуже, поскольку силовые трансформаторы редко выходят из строя, нередки случаи, когда те, кто отвечает за покупку заменяемого блока, практически не имеют опыта в этом процессе. Кроме того, тому, кто не покупает много трансформаторов или мало разбирается в их конструкции, может показаться, что трансформаторы — это больше товарный товар и, следовательно, их можно купить по самой низкой цене.Однако есть четыре соображения, которые могут иметь долгосрочные последствия.

    Выбор правильной конструкции и конструкции трансформатора может иметь огромное значение, поскольку увеличивает срок службы, снижает общие затраты и снижает потребность в техническом обслуживании в будущем. Важно помнить, что качество не всегда увеличивает начальную закупочную цену, но может значительно снизить долгосрочные затраты по ряду важных направлений.

    Эти четыре соображения могут помочь избежать распространенных ошибок при поиске и установке трансформаторов.

    1. Выберите правильный трансформатор

    Чтобы получить максимальную отдачу от инвестиций, важно понимать некоторые основы. Начиная с самого верха, требуются силовые трансформаторы для понижения более высоких напряжений, подаваемых электроэнергетической компанией.

    Для внутреннего применения трансформаторы сухого типа являются наиболее распространенными, отчасти из-за того, что они имеют воздушное охлаждение, поэтому они несут меньший риск проблемной утечки, проблем с окружающей средой и возгорания. Поскольку их можно безопасно использовать внутри объекта, блоки сухого типа можно размещать рядом с оборудованием, которое они питают, что может еще больше снизить затраты.

    Завод может сэкономить дополнительные эксплуатационные расходы, выбрав новый агрегат вместо отремонтированного. Это связано с более высокими стандартами эффективности, принятыми Министерством энергетики в 2010 году, а затем ужесточенными в 2016 году для всех новых трансформаторов.

    2. Оценка конструкции обмотки

    Способ намотки катушек на сердечник сухого трансформатора сильно влияет на его надежность и способность выдерживать «импульсы», которые могут возникать в результате таких явлений, как коммутационные скачки и удары молнии.

    Две наиболее распространенные сегодня конструкции трансформаторов имеют либо круглую (с круглой обмоткой), либо прямоугольную обмотку.

    Хотя многие производители трансформаторов по-прежнему предлагают прямоугольные обмотки, изготовление которых обходится дешевле, они могут создавать проблемные воздушные ловушки, горячие точки и другие проблемы.

    С другой стороны, конструкция с круглым змеевиком обеспечивает значительные эксплуатационные преимущества и экономию затрат. Трансформаторы с круглой обмоткой остаются более холодными, работают тише и представляют меньший риск короткого замыкания при подключении к вторичной обмотке с листовой обмоткой.

    3. Рассмотрите материал

    Материал, используемый для обмоток и изоляции, может сильно повлиять на производительность и предотвратить катастрофические аварийные ситуации в течение срока службы устройства.

    Для обмоток трансформаторов чаще всего используются медь и алюминий. Хотя у меди действительно более высокая начальная стоимость, она более чем компенсирует это, превосходя по характеристикам и долговечность алюминия.

    Выбор надлежащей изоляции также играет важную роль в обеспечении надежности трансформатора.Температура в сухом трансформаторе может достигать 200 градусов Цельсия ежедневно; Следовательно, экономия на изоляции может привести к катастрофическим последствиям.

    Следовательно, следует настоятельно рассмотреть вопрос о более качественной изоляции, такой как огнестойкая метаарамидная изоляция. Это та же самая изоляция, которая используется в защитном снаряжении, которое носят водители гоночных автомобилей и пожарные команды, и используется в военных приложениях, а также во многих электрических устройствах.

    4. Изучите «неожиданное» решение

    И, наконец, фактор, который часто упускается из виду: демонтаж старого трансформатора и установка нового могут потребовать много времени и денег, если не будут должным образом решены заранее.Это особенно важно, когда существуют корпуса с ограничениями по размерам / зазорам.

    Монтаж трансформаторов может занять несколько дней, а затем еще несколько дней, чтобы установить новый блок и подключить его к распределительному устройству и шине. Частью решения может быть заказная автобусная работа для агрегатов сухого типа.

    Необходимо проконсультироваться с производителем трансформатора, и он должен иметь возможность незначительно модифицировать трансформатор — новый или модернизированный — так, чтобы его можно было «вставить» или соединить с существующей инфраструктурой трансформатора в соответствии со стандартами UL, IEEE плюс все необходимые зазоры. , в течение нескольких часов.

    Консультации с поставщиками по конкретному применению пользователя, а также по текущим и ожидаемым потребностям в источниках питания, а также получение информированной оценки доступных вариантов могут привести к эффективному выбору трансформатора, который принесет значительные дивиденды в производительности и значительно снизит общую стоимость владение.

    Алан Обер — главный инженер электросервисной компании (ELSCO) с более чем 40-летним опытом проектирования и производства трансформаторов.


    (PDF) ИМПУЛЬС МОЛНИИ НА ОВОЩНЫХ МАСЛАХ И МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

    М.T. Ishak et al. J Fundam Appl Sci. 2017, 9 (3S), 373-383 383

    [2] Азис Н., Ясни Дж., Аб Кадир М. З. А., Мохтар М. Н. Пригодность пальмового масла в качестве диэлектрика

    изоляционная жидкость в трансформаторах. Журнал электротехники и технологий. , 2014,

    9 (2): 662-669

    [3] Malaysian Palm Oil Board (MPOB). О пальмовом масле. Вашингтон, округ Колумбия: MPOB, 2015

    [4] Kano T, Suzuki T, Oba R, Канетани А., Койде Х.Исследование окислительной стабильности пальмового эфира

    жирных кислот (PFAE) в качестве изоляционного масла для трансформаторов. В Международном симпозиуме IEEE

    по электрической изоляции, 2012, стр. 22-25

    [5] Лю Ц., Ван З. Д. Пробой и сопротивление жидкостям сложноэфирных трансформаторов в квазиоднородном поле

    при импульсных напряжениях. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical

    Insulation, 2013, 20 (2): 571-579

    [6] Лю К. Электрические характеристики Жидкости на основе сложных эфиров под импульсным напряжением для применения в силовых трансформаторах

    .Докторская диссертация, Англия: Манчестерский университет, 2011 г.

    [7] Международная электротехническая комиссия (IEC). IEC 60897: Методы определения

    напряжения молниевого импульсного пробоя изоляционных жидкостей. Женева: IEC,

    1987

    [8] Катим Н. И., Исхак М. Т., Исхак А. М., Тейн Ю. В., Азис Н., Кадир МЗАА, Ясни. J, Yunus R,

    Yaakub Z. Исследование молниеносной прочности биоразлагаемой нефти в квазиоднородном поле

    .В Международной конференции по энергетике и энергетике IEEE, 2014 г., стр. 17-20

    [9] Катим Н. И., Исхак М. Т., Исхак А.