Трансформаторы напряжения назначение и принцип действия – Tokzamer

Понятие трансформатор тока, назначение

Трансформаторы тока (ТТ) представляют собой статические устройства с электромагнитным принципом действия с обмотками (двумя или более) на металлическом стержне (магнитопроводе) с проводниками для подключения к сети и к измерительным приборам.

Для чего нужен ТТ:

• подключение счетчиков релейной защиты и автоматики (реле защиты), не выдерживающих начальных нагрузок. Изоляция подключенного и работающего узла от избыточных мощностей обслуживаемого оборудования;
• расширить пределы измерений;
• снизить ток по мощности и создать защиту;
• управление в цепях с высокими значениями, например в сварочном аппарате, где ток достигает 150-250 А;
• во всех остальных случаях, когда необходимо уменьшить ток.

ТТ работает с переменными, в крайнем случае с пульсирующим напряжением: при подключении к постоянному напряжению выходной потенциал будет равен нулю. Иногда встречается название «трансформатор постоянного тока», что означает, что в нем используются специальные выпрямители.

Где используются

ТТ широко используются при транспортировке электроэнергии на большие расстояния, для распределения между приемниками. Они отличаются тем, что предназначены для выпрямителей, стабилизаторов сигналов, усилителей, блоков управления, на станциях и заводах, производящих электроэнергию. Поэтому требования к их точности и подключению крайне высоки – даже незначительные отклонения значительны.

Где его чаще всего используют и почему:

• в промышленной, промышленной энергетике, в релейных узлах подстанций, распределительных сооружениях, мощных электроустановках;
• для измерений и в устройствах, выполняющих эту функцию. Размещены в узлах учета (торговых, бытовых);
• проверять высокие значения при подключении измерительных приборов, счетчиков электроэнергии.

Общее устройство и принцип работы трансформаторов

Как правило, трансформатор состоит из двух обмоток, расположенных на общей магнитной цепи. Обмотки изготовлены из медной или алюминиевой проволоки с эмалированной изоляцией, а магнитопровод состоит из тонких пластин из электротехнической стали, изолированных краской для уменьшения потерь энергии из-за вихревых токов (так называемые вихревые токи).

Обмотка, подключенная к источнику питания, называется первичной обмоткой, а обмотка, к которой подключена нагрузка, называется вторичной обмоткой соответственно. Если напряжение (U2) снимается со вторичной обмотки (W2) трансформатора ниже напряжения (U1), подаваемого на первичную обмотку (W1), этот трансформатор считается понижающим трансформатором, а если оно выше, то он считается повышающим трансформатором.

Металлическая часть, на которой расположена электрическая обмотка (катушка), т. е расположена в ее центре, называется сердечником, в трансформаторах этот сердечник имеет замкнутую конструкцию и является общим для всех обмоток трансформатора, такой сердечник называют контуром магнитного.

Как уже говорилось выше, принцип работы трансформаторов основан на законе электромагнитной индукции, чтобы понять, как он работает, представьте простейший трансформатор, подобный изображенному на рисунке 2, т. е у нас есть магнитопровод, на котором находятся 2 Обмотки, представьте, что первая обмотка состоит только из одного витка, а вторая – из двух.

Теперь мы подаем напряжение в 1 Вольт на первую обмотку, ее единственный виток условно создаст магнитный поток 1 Втб (для справки: Вебер (Вб) – единица измерения магнитного потока) в магнитной цепи, поскольку магнитная Схема имеет замкнутую конструкцию, магнитный поток будет течь в ней по кругу, проходя через 2 витка второй обмотки, при этом в каждом из этих витков за счет электромагнитной индукции он индуцирует (индуцирует) электродвижущую силу (ЭДС) 1 Вольт, складывается ЭДС этих двух витков и на выходе второй обмотки мы получаем 2 Вольта.

Итак, приложив 1 Вольт к первичной обмотке на вторичной обмотке, мы получили 2 Вольта, т. е в этом случае трансформатор будет называться лифтом, потому что приложенное к нему напряжение увеличивается.

Но этот трансформатор может работать и в обратном направлении, т. е если на вторую обмотку (с двумя витками) подать 2 Вольта, то с первой обмотки по такому же принципу мы получим 1 Вольт, в этом случае трансформатор будет называть понижающим трансформатором.

Общие характеристики трансформаторов

К основным техническим характеристикам трансформаторов можно отнести:

• номинальная мощность;
• номинальное напряжение обмоток;
• номинальный ток обмоток;
• трансформационные отношения;
• эффективность;
• количество обмоток;
• рабочая частота;
• количество фаз.

Мощность – один из основных параметров трансформаторов. В (заводских) паспортных данных трансформатора указана его полная мощность (обозначается буквой S), зависит от типа используемого магнитопровода, количества и диаметра витков в обмотках, то есть веса и габариты аппарата электромагнитные.

Мощность измеряется в единицах В ∙ А (Вольт-Ампер). На практике для мощных трансформаторов обычно используются кратные Вольт-Ампер киловольт-Ампер – кВА (103 В ∙ А) и Мегавольт-Ампер – МВА (106 В ∙ А).

Фактически, каждый трансформатор имеет 2 значения мощности: вход (S1) – мощность, которую трансформатор потребляет от своей сети питания и выходной сети (S2) – мощность, которую трансформатор подает на подключенную нагрузку, в то время как выходная мощность всегда меньше чем входная мощность из-за электрических потерь в самом трансформаторе (потери из-за нагрева обмоток, потери из-за вихревых токов и т д. ) величина этих потерь определяется другим основным параметром – КПД, сокращенно – КПД (обозначается буквой η), этот параметр указывается в процентах.

Например, если КПД составляет 92%, это означает, что выходная мощность трансформатора будет на 8% меньше входной мощности, т. 8% – потери в трансформаторе.

Формулы расчета мощности:

• Входная мощность: S1 = U1х I1, ВА;
• Выходная мощность: S2 = U2x I2, ВА;

где это находится:

• I1, I2 – соответственно токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора в Амперах;
• U1, U2 – соответственно напряжение первичной и вторичной обмоток трансформатора в Вольтах.

Помните, что полная мощность складывается из активной мощности (P) и реактивной мощности (Q)

• Активная мощность определяется по формуле: P = U x I x cosφ, Ватт (Вт)
• Реактивная мощность определяется по формуле: Q = U x I x sinφ, реактивный вольт-ампер (VAR)
• Коэффициент мощности: cosφ = P / S;
• Коэффициент реактивной мощности: sinφ = Q / S

Формулы для расчета КПД (η) трансформатора:

Как уже упоминалось выше, КПД определяет величину потерь в трансформаторе, или, другими словами, КПД трансформатора и определяется соотношением между выходной мощностью (P2) и входной мощностью (P1):

= P2 / P1

В результате этого расчета определяется значение КПД в относительных единицах (в виде десятичной дроби), например – 0,92, для получения значения КПД в процентах рассчитанное значение необходимо умножить на 100% (0,92 * 100% = 92%).

Чем ближе КПД к 100%, тем лучше, например, идеальный трансформатор – это трансформатор, в котором P2 = P1, но на самом деле из-за потерь в трансформаторе выходная мощность всегда меньше входной.

Это хорошо видно из так называемой энергетической диаграммы трансформатора (рис. 3):

• P1 – активная мощность, потребляемая трансформатором источником;
• P2 – активная (полезная) мощность, подаваемая трансформатором на приемник;
• ∆Pel – электрические потери в обмотках трансформатора;
• ∆Рm – магнитные потери в магнитопроводе трансформатора;
• ∆Рдоп – дополнительные потери в других элементах конструкции.

В режиме холостого хода (работа без нагрузки, подключенной к трансформатору), КПД трансформатора составляет η = 0. Мощность P0 без нагрузки, потребляемая трансформатором в этом режиме, используется для компенсации магнитных потерь. При увеличении нагрузки в довольно небольшом диапазоне (примерно β = 0,2) КПД достигает высоких значений. В остальном рабочем диапазоне КПД трансформатора сохраняется на высоком уровне. В режимах, близких к номиналу, КПД трансформатора η ном = 0,9 – 0,98.

Номинальное напряжение первичной обмотки U1n – это напряжение, которое должно быть приложено к первичной обмотке трансформатора для получения номинального напряжения вторичной обмотки U2n без нагрузки.

Вторичное номинальное напряжение U2n – это значение, которое устанавливается на выводах вторичной обмотки, когда первичное номинальное напряжение U1n прикладывается к первичной в режиме холостого хода.

Номинальный первичный ток I1n – это максимальный ток, протекающий в первичной обмотке, т. Потребляемый трансформатором из сети, на которую рассчитан этот трансформатор и в которой возможна его длительная работа.

Номинальный вторичный ток I2n – это максимальный ток нагрузки, протекающий во вторичной обмотке, на который рассчитан данный трансформатор и при котором возможна его длительная работа.

Коэффициент трансформации (kt) – это отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки k = W1 / W2.

Также kt определяется как отношение напряжений на выводах обмотки: kt = U1n / U2n.

Для понижающего трансформатора коэффициент трансформации больше 1, а для повышающего трансформатора меньше 1.

Примечание: для трансформаторов тока kt определяется как отношение номинальных значений первичного и вторичного токов kt = I1n / I2n

Количество обмоток у однофазных трансформаторов часто бывает две, но может быть больше. Одно значение напряжения подается на первичную обмотку, а другое значение снимается со вторичной обмотки.

Когда для питания нескольких устройств требуются разные напряжения, в этом случае может быть несколько вторичных обмоток. Также существуют трансформаторы с общей точкой на вторичной обмотке для биполярного питания.

Рабочая частота трансформаторов может быть разной. Но при тех же первичных напряжениях трансформатор, рассчитанный на частоту 50 Гц, можно использовать с частотой сети 60 Гц, но не наоборот. При частоте ниже номинальной увеличивается индукция в магнитопроводе, что может привести к его насыщению и, как следствие, резкому увеличению тока холостого хода и изменению его формы. При частоте выше номинальной увеличивается величина вихревых токов в магнитопроводе, увеличивается нагрев магнитопровода и обмоток, что приводит к ускоренному старению и разрушению изоляции.

Размеры трансформатора напрямую зависят от частоты тока в цепи, в которой он будет установлен. Конечно, трансформатор должен быть рассчитан на эту частоту. Эта зависимость обратная, то есть с увеличением частоты габариты трансформатора значительно уменьшаются. Поэтому импульсные источники питания (с высокочастотными импульсными трансформаторами) намного компактнее.

В зависимости от назначения трансформаторы делают однофазными и трехфазными.

Однофазный трансформатор – это устройство для преобразования электрической энергии в однофазную цепь. В основном он имеет две обмотки, одну первичную и одну вторичную, но может быть несколько вторичных обмоток.

Трехфазный трансформатор – это устройство для преобразования электрической энергии в трехфазную цепь. Конструктивно он состоит из трех сердечников магнитопровода, соединенных верхним и нижним ярмом. Каждый стержень имеет обмотки W1 и W2 максимального (U1) и минимального (U2) напряжения каждой фазы (рис.

Виды трансформаторов

Все трансформаторы можно разделить на следующие типы:

• власть;
• автотрансформаторы;
• измерение;
• расколоть;
• переписка;
• запястье;
• пиковые трансформаторы;
• сварка.

Силовые трансформаторы являются наиболее распространенным типом промышленных трансформаторов. Они используются для увеличения или уменьшения напряжения. Они являются неотъемлемой частью электросетей предприятий, населенных пунктов и т.

Автотрансформатор – это трансформатор, имеющий только одну обмотку с числом витков W1. Часть этой обмотки с числом витков W2 принадлежит как первичной, так и вторичной цепи:Этот тип трансформатора используется в устройствах автоматического регулирования напряжения. Эти устройства используются, например, в учебных заведениях для лабораторных работ, их можно встретить в электротехнических лабораториях различных предприятий для проведения испытательных работ.

Измерительные трансформаторы подразделяются на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Они обеспечивают гальваническую развязку между цепями высокого и низкого напряжения. Как следует из названия, основным приложением является снижение первичного напряжения или тока до значения, используемого в измерительных схемах, например, для подключения амперметров, вольтметров и электросчетчиков. Их также можно использовать в различных схемах защиты, управления и сигнализации. От других типов трансформаторов они отличаются более высокой точностью и стабильностью коэффициента трансформации.

Изолирующие трансформаторы эти устройства мало чем отличаются от обычных понижающих или повышающих трансформаторов. Единственное отличие состоит в том, что на общем магнитопроводе размещены абсолютно одинаковые обмотки. То есть полностью совпадают с такими параметрами, как сечение провода, количество витков, изоляция. Следовательно, их коэффициент трансформации равен единице.

Назначение этих устройств – обеспечить гальваническую развязку, исключая прямое электрическое соединение между электрической сетью и оборудованием, подключенным к ней через этот трансформатор.

Их применяют в тех сферах, где есть повышенные требования к электробезопасности, например, при подключении медицинского оборудования.

Согласующие трансформаторы используются для согласования сопротивлений различных частей каскадов электронных схем, а также для подключения нагрузки, не соответствующей по сопротивлению допустимым значениям источника сигнала, что позволяет передавать максимальную мощность к такой нагрузке. В этом случае не имеет значения само прямое изменение показателей тока и напряжения.

Они используются в усилителях низкой частоты в качестве входных, межкаскадных и выходных трансформаторов.

В качестве входа в звуковоспроизводящей аппаратуре используются согласующие трансформаторы для подключения микрофонов и звукоснимателей различных типов.

Трансформаторы этого типа используются для согласования сигнала при подключении антенн к приемным и передающим устройствам.

Импульсные трансформаторы – это устройства с ферромагнитным сердечником, которые используются для изменения импульсов тока или напряжения. Полученный сигнал преобразуется в прямоугольный импульс. Они используются для предотвращения высокочастотных помех. Импульсные трансформаторы чаще всего используются в устройствах электронной обработки, радиолокационных системах, импульсной радиосвязи, в качестве измерительных приборов в счетчиках электроэнергии

Пиковые трансформаторы: преобразуют синусоидальное напряжение в пики импульсов, сохраняя при этом их полярность и частоту колебаний.

Они незаменимы там, где для запуска привода требуется одиночный импульс с заданной амплитудой напряжения. Это, например, электронные схемы управления, установленные на тиристорах. Они также используются в качестве генераторов импульсов, в основном в высоковольтных исследовательских установках, в коммуникационной и радиолокационной технике. Пиковые трансформаторы наиболее широко используются при автоматизации технологических процессов.

Сварочные трансформаторы являются основными источниками питания для ручной дуговой сварки на переменном токе. Они используются для понижения сетевого напряжения с 220 В или 380 В до безопасного и в то же время увеличения значения тока для повышения температуры электрической дуги.

Трансформаторы напряжения назначение и принцип действия

Трансформаторы напряжения предназначены для преобразования энергии источника напряжения в напряжение с нужным нам значением (амплитудой). Следует отметить, что такие трансформаторы работают только от переменного напряжения, а его частота остается неизменной.

Для чего нужен трансформатор напряжения?

Из-за своей универсальности трансформаторы напряжения востребованы в источниках питания, устройствах обработки сигналов, устройствах передачи, устройствах передачи энергии и во многих других устройствах.

По коэффициенту трансформации эти устройства можно разделить на 3 типа:

• повышающий трансформатор – на выходе устройства напряжение выше напряжения на входе (n <1), например, используется в ламповых усилителях;
• согласование: трансформатор не меняет параметры напряжения, происходит только гальваническая развязка цепей (n ~ 1), например, в усилителях звука.

Работа трансформатора основана на принципе электромагнитной индукции, и для наиболее полной передачи энергии, для уменьшения потерь при трансформации устройство обычно выполняется на магнитной цепи.

Как правило, первичная обмотка одна, а вторичных может быть несколько, все зависит от назначения трансформатора.

Как работает трансформатор напряжения?

После появления переменного напряжения U1 в первичной обмотке в магнитопроводе появляется переменный магнитный поток, который возбуждает напряжение во вторичной обмотке U2. Это наиболее простое и лаконичное описание принципа работы трансформатора напряжения.

Самым важным параметром трансформаторов является «коэффициент трансформации», он обозначается латинским «n». Он рассчитывается путем деления первичного напряжения на вторичное или количества витков первой катушки на количество витков второй катушки.

Этот коэффициент позволяет рассчитать необходимые параметры трансформатора для выбранного устройства. Например, если первичная обмотка имеет 2000 витков, а вторичная – 100 витков, то n = 20. При сетевом напряжении 240 вольт на выходе устройства должно быть 12 вольт. Кроме того, можно определить количество оборотов при заданном напряжении на входе и выходе.

Как работает трансформатор

Трансформатор работает по взаимной индукции. Во-первых, давайте посмотрим, что такое индукция.

Что такое индукция

Если через провод пропускается электрический ток, создается магнитное поле. Магнитное поле является неотъемлемой частью электрического. А электрическая энергия хранится в магнитном поле.

В постоянных магнитах наличие магнитного поля объясняется направлением «доменов в одном направлении». Каждый атом имеет собственное небольшое магнитное поле. У постоянных магнитов эти небольшие магнитные поля направлены в одном направлении. Вот почему постоянный магнит имеет такое сильное магнитное поле.

Кстати, у ремонтников очень популярен магнит, который намагничивает и размагничивает отвертки. Такими отвертками удобно пользоваться, так как винтики и шурупы останутся на отвертке и не выпадут при неосторожном движении. А индуктивность – это способность материала создавать магнитное поле, когда электрический ток течет через этот материал.

Чем больше материал может создавать магнитное поле, тем больше его индуктивность.

Магнитное поле можно увеличить, создав катушку.

Просто возьмите нить и оберните ею рамку. И магнитные поля катушек складываются. Это индуктор.

Провод в индукторе должен быть изолирован. Потому что, если хотя бы один виток замкнуть накоротко, магнитное поле будет неравномерным. Между витками произойдет короткое замыкание, в результате чего магнитное поле потеряет однородность.

Если подать на катушку постоянный ток, магнитное поле также будет постоянным. Это не изменится. Что делать, если вы отключите катушку от источника? Тогда наступит явление самоиндукции. По мере уменьшения тока не остается ничего, что могло бы поддерживать магнитное поле. И так вся энергия, которая была в магнитном поле, превращается в электрическую.

Увеличение индуктивности сердечником

Как увеличить индуктивность? Только по количеству витков и диаметру провода? На индуктивность также влияет окружающая среда. Воздух – не лучший материал для хранения или передачи магнитных полей. Обладает низкой магнитной проницаемостью. Кроме того, это значение изменяется при изменении плотности и температуры воздуха. Поэтому для увеличения индуктивности используются ферромагнетики. К ним относятся железо, никель, кобальт и др.

Если сделать из таких материалов сердечник в центре катушки, можно увеличить индуктивность катушки.

Ферромагнетики используются для изготовления сердечников (магнитных цепей). В основном они используют электротехническую сталь, специально изготовленную для этих целей. Кстати, теперь индуктивность сердечника регулировать намного проще. Просто плавно переместите сердечник внутри катушки, и индуктивность изменится плавно. Это удобнее, чем сдвигать кривые друг от друга.

Взаимоиндукция и принцип передачи тока

Поскольку в одной катушке можно накапливать энергию из-за магнитного поля, можно передавать эту энергию другой катушке.

Допустим, есть две одинаковые катушки индуктивности. Один запитан, другой нет.

Когда питание подключено, первая катушка будет иметь магнитное поле. А если поднести вторую катушку ближе к первой, во второй катушке наведется ЭДС из-за магнитного поля первой.

Но ЭДС второй катушки долго не протянет. Если к первой катушке приложить постоянное напряжение, магнитное поле также будет постоянным.

А электрический ток возникает только в переменном магнитном поле. Следовательно, ток во второй катушке исчезнет сразу же, как только стабилизируется магнитное поле.

Если мы изменим полярность на первой катушке, ее магнитное поле изменится. Это означает, что он изменится и во второй катушке. Это снова вызывает ток во второй катушке, но ненадолго. Для непрерывной передачи тока от первой катушки ко второй требуется источник переменного тока. Переменный ток создает переменное магнитное поле. А переменное магнитное поле, пронизывающее проводник, создает в нем переменный индуцированный ток.

И поэтому, если на первую катушку подать переменное напряжение, также возникнет переменное магнитное поле. Это магнитное поле индуцирует электромагнитное поле во второй катушке, и ток будет во второй катушке.

Это явление называется взаимной индукцией. Когда из-за индуктивности ток из одной части цепи может передаваться в другую с помощью электромагнитного поля.

Многие путают электромагнитную индукцию и взаимную индукцию. Но это разные явления, хотя принцип действия во многом схож.

Кроме переменного тока, можно также использовать импульсный ток, при котором больше и меньше местами не меняются. Главное, соблюдать правило: сила тока должна менять свое значение. И тогда будет переменное магнитное поле. Кстати, при работе балластов и ламп издаваемый ими гул – это звук катушек или их сердечников. Это связано с индукцией. Магнитное поле из-за разного направления катушек частично смещает катушки и ядра, поэтому появляется один и тот же звук. Это касается и электродвигателей. Поэтому такие детали залиты смолой или компаундом, чтобы уменьшить производимый звук.

Устройство трансформатора

Что, если бы катушки были другими? Таким образом, вы можете преобразовывать напряжение из одного значения в другое. Так работает трансформатор. Трансформатор преобразует напряжение первичной обмотки в напряжение разной величины на вторичной обмотке.

Трансформатор работает только с переменным током, импульсным или любым другим, значение которого со временем меняется.

Классический трансформатор

Разберем устройство классического трансформатора. Его основная функция – уменьшить или увеличить напряжение источника питания. Работает за счет сетевого напряжения и низкой частоты (от 50 Гц). Частота переменного тока важна для расчетов.

Классический трансформатор состоит из первичной и вторичной обмоток, а также сердечника (магнитопровода). На первичную обмотку подается напряжение, которое необходимо преобразовать. А со вторичной обмотки снимается напряжение, полученное за счет взаимной индукции. Сердечник увеличивает магнитный поток.

Как происходит трансформация? Это просто. Можно рассчитать индуктивность первичной и вторичной обмоток. Если требуется низкое напряжение, вторичная обмотка имеет меньше витков, чем первичная. Поскольку первичка работает за счет сетевого напряжения, то она рассчитана на 220В с небольшим запасом из-за колебаний сети.

Вторичное напряжение не в фазе относительно первичного. Это связано с явлением взаимной индукции. График показывает приблизительную разницу синусоид.

Трансформаторы могут быть источниками фазовых искажений. Сигналы изменяются по фазе из-за индуктивности, как показано на графике выше.

На принципиальных схемах классический трансформатор обозначен двумя катушками с сердечником. Следовательно, если у трансформатора несколько вторичных обмоток, количество катушек в цепи будет другим.

Количество обмоток на трансформаторе может быть любым. Может быть несколько первичных и вторичных обмоток. А есть трансформаторы с общей точкой для двухполюсного питания.

Кстати, если вы думаете, что у трансформатора нет сторон, таких как диоды или транзисторы, то вы ошибаетесь. Трансформатор также имеет начало и конец обмотки. На принципиальных схемах обозначение начала обмотки указано точкой и цифрами. Зачем это нужно? Дело в том, что магнитная индукция имеет свое направление, и на этом основан весь принцип работы схемы. Если вы подключите обмотку не так, как показано на схеме, вся схема перестанет работать так, как задумано изначально. Другой пример – трехфазные электродвигатели. Для них для правильной работы важно знать начало и конец намотки.

Коэффициент трансформации

Трансформеры имеют понятие трансформационных отношений. Это соотношение его входных и выходных характеристик (отношение количества витков первичной обмотки к вторичной).

Например, при уменьшении трансформатора с 220 В до 12 В его коэффициент больше единицы, то есть K &lt;1. А если вниз, наоборот, K&gt; 1. Коэффициент разделения равен 1.

От чего зависит мощность трансформатора

При расчете учитываются следующие параметры:

• Размеры магнитопровода (сердечника);
• Количество кругов;
• Сечение провода;
• Количество обмоток;
• Частота работы.

И все эти значения меняются в зависимости от проектной мощности и требуемых параметров.

Типы классических трансформаторов

Классические трансформаторы по типу магнитопровода и расположению катушек делятся на три основных типа:

Броня часто состоит из E (или W, как многие ее называют) пластин, которые изолированы друг от друга краской. В этом типе катушки заключены в сердечник, как и под якорь. Поэтому их так и называют.

И сердечник тоже может быть лентой, но положение витков от этого не меняется.

Однако с точки зрения эффективности преобразования мощности это не лучший вариант. Магнитный поток неоднороден. А бронированный трансформатор более уязвим для помех и помех извне. Но с другой стороны, у этого типа есть неоспоримое преимущество. Катушка наматывается довольно просто и сборка магнитопровода не составляет труда.

Такие трансформаторы часто используются в малогабаритной бытовой технике. Например, они часто встречаются в мощных компьютерных колонках. Стержни различаются особенностями расположения катушек и конструкцией магнитопровода. Этот тип трансформатора еще называют U-образным, это связано с тем, что конструктивно сердечник такого трансформатора представляет собой ленту и собирается из узкой полосы электротехнической стали. А для установки катушек в сердечник он состоит из двух фигур в форме буквы П.

После установки двух катушек на первую часть сердечника вторая часть замыкает его при окончательной сборке.

Этот тип является противоположностью бронетранспортера. Такой трансформатор имеет обмотки снаружи, а у бронированного наоборот – изнутри.

Тороидальные трансформаторы являются наиболее эффективными и сложными в производстве. Сложности изготовления заключаются в том, что сердечник имеет форму тора. Он замкнут и легко размещает катушки как в сердечнике, так и в стержневом и якорном. утюг трансформатора можно разделить на две полукруглые части (как у П-образного трансформатора), но намотать обмотку нельзя. Он не будет таким плотным и однородным.

Поэтому витки наматываются прямо на сердечник. А это намного дольше и такой процесс сложнее автоматизировать. В результате цена на такой трансформатор будет выше.

Режимы работы трансформаторов

Есть три основных режима:
1. Режим ожидания. Первичная обмотка подключена к сети, а вторичная обмотка не подключена к нагрузке. Способы загрузки. Это способ работы. Первичная обмотка преобразует сетевое напряжение, а вторичная принимает его и подает на нагрузку. Режим короткого замыкания. Короткое замыкание вторичной обмотки. Это аварийный режим для большинства трансформаторов. В такой ситуации он может быстро перегреться и выйти из строя. Все режимы и их критические параметры также зависят от типа трансформатора. Например, для трансформатора тока режим холостого хода аварийный.

Импульсные трансформаторы

Импульсные трансформаторы имеют другой тип действия. Они преобразуют напряжение в высокие частоты с помощью схемы управления. Конечно, из-за этого схема работы усложняется, но это позволяет накапливать большое количество энергии в катушках. Большим преимуществом перед традиционными трансформаторами является его компактность. Если классический трансформатор мощностью 100 Вт имеет большие размеры, импульсный трансформатор будет в десять раз меньше. Одним из недостатков импульсных блоков питания является наличие импульсных помех. Но даже эти помехи можно сгладить. Поэтому все блоки питания компьютеров, ноутбуков и зарядных устройств часто изготавливаются на импульсных трансформаторах.

Импульсные трансформаторы также питают лампы подсветки в мониторах, которые освещают матрицу. Это касается TFT-мониторов.

Отличия импульсных трансформаторов от классических

Можно выделить несколько отличий тезиса:

• Частота работы;
• Основной состав;
• Габаритные размеры;
• Схема работы;
• Цена.

К тому же, как правило, импульсные трансформаторы имеют больше обмоток, чем классические.

Почему сердечник не делают сплошным

Сердечники (магнитопроводы) изготовлены из железных пластин, так как во время работы возникают вихревые токи. Их еще называют вихревыми токами. Эти токи возникают из-за индукции обмоток в сердечнике. В результате сердечник может перегреться и даже расплавить катушки.

Поэтому у низкочастотных трансформаторов сердечники состоят из изолированных друг от друга пластин.

Листы можно покрасить или заизолировать бумагой. Это уменьшает короткое замыкание в пластинах.

можно ли сделать сердечник твердым? Да, ты можешь. А в импульсных трансформаторах сердечники сделаны из ферромагнитной пыли, в которой частицы изолированы друг от друга. Его называют железным сердечником. Но это возможно только на высоких частотах, на которых работает импульсный трансформатор.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения?

По определению эти устройства предназначены для работы с разными электрическими величинами, например с основными, и, следовательно, схемы переключения будут разными. Например, трансформатор тока питается от источника тока и не работает, он может даже выйти из строя, если его обмотки не нагружены и через них не протекает электрический ток. Трансформатор напряжения питается от источников напряжения и, наоборот, не может длительно работать в режиме с большими токовыми нагрузками.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

При использовании оборудования с высокими рабочими напряжениями и большими токами потребления возникает вопрос об их измерении и контроле. Здесь на помощь приходят инструментальные трансформаторы. Они обеспечивают гальваническую развязку измерительного оборудования от цепей повышенной опасности и снижают измеряемое значение до уровня, необходимого для измерений.

Дополнительная информация

Перед покупкой трансформатора напряжения необходимо проанализировать все требования к устройству. При использовании трансформатора в различных устройствах необходимо учитывать не только рабочие напряжения, но и токи нагрузки.

В чем разница между трансформаторами тока и напряжения

Если рассматривать вопрос, чем трансформатор тока отличается от трансформатора напряжения, то это алгоритм действия, назначение и компоновка, но иногда внешне устройства могут быть похожими.

ТрансформерыТок (TT) и Напряжения (VT, мощность)

Следует различать принцип работы трансформатора тока: трансформатор тока не имеет ограниченного диапазона расхода вторичной обмотки, а его ток зависит от тока первичных (измеренных) витков, поэтому первый всегда замыкается при подключении нагрузки. В этом отношении установка трансформаторов напряжения также отличается. Первичное устройство может проходить через окно магнитопровода с одним оборотом. На другом барабане – строго определенный номинал. Основное отличие: он работает как источник тока со значением охраняемой территории. Это значение практически не зависит от нагрузок на вторичную обмотку. Как работает трансформатор напряжения: при переключении между катушками (витков всегда много) в зависимости от параметров потребителя меняются характеристики блока питания. То есть здесь на втором месте утеплитель и защита, они имеют другой характер. Нагрузка может варьироваться в зависимости от возможностей продукта. Цель – изолировать счетчики от источников высокой мощности, для мониторинга, измерения электрических сетей. Обозначение трансформаторов напряжения, режим работы и принцип действия отличаются от таковых у трансформаторов тока. Цель состоит в том, чтобы преобразовать мощность в силовые нагрузки разной мощности. Напряжение, вырабатываемое электростанциями, чрезвычайно велико. Для обеспечения мощности используются заниженные модели, а при передаче на большие расстояния (когда возможны потери) – увеличивающие. На электростанциях, станциях, где чрезвычайно мощная сеть подключена до такой степени, что для измерений также требуется дополнительная изоляция. Для чего нужен трансформатор напряжения: для работы бытовых электроприборов и тому подобное. «Приспосабливаться» к приемникам энергии, что позволяет использовать универсальную сеть где угодно. Напряжение меняется в зависимости от потребностей потребителя, оно становится подходящим для любой техники. Встраивается практически во все бытовые приборы, имеющиеся в обычных домашних сетях.

Наличие в блоке управления трансформаторов тока малой и средней мощности обеспечит работу: элемент разделяет цепи большой / малой мощности, упрощает счетчики, реле.

Например, устройства могут работать с током от тысяч ампер до 5А, 1А.

Разновидности

Существует много типов трансформаторов тока, но в самом общем виде при выборе трансформаторов тока принимается во внимание то, что изделия делятся на измерительные (TTI) и защитные.

Деловое свидание, встречазащита или контроль (измерение);промежуточные – для измерений, уравнивания токов в АВДТ;лаборатория. ДизайнВ обмотке первичная обмотка включается последовательно с измеряемым проводником. В тороидальных на его месте находится сетевой шнур (в отверстии ТА), а в стержневых в его роли – цепной трос, что эквивалентно 1 витку. Сборкадля размещения снаружи (во внешней панели) или внутри (во внутренней панели);встраиваемые (в электростанциях, счетчиках, коммутационных устройствах);накладные;для транспорта (для лабораторий, тестов). Количество круговс множеством витков (кольцевая, восьмерка);один оборот. Изоляциясухая: (фарфор, эпоксидная смола, бэкелит);промасленное покрытие;составлен. ШагиОдин или несколько (каскадный)Под каким наименованиемДо 1 кВ и выше (например, для тока 10 кВ)

Трансформатор тока может быть выполнен с возможностью его открытия, установки и запирания, без отключения, в онлайн-режиме.

Защитные ТТ

Трансформаторы защиты обычно бывают релейными, они «выглядят» так, чтобы манипулятор, входящий в электрическую сеть электростанции, не получил смертельного удара. Внутри электрических систем, которые создают, транспортируют и распределяют энергию, есть опасные значения для правильной работы. Но любое оборудование необходимо проверить, отремонтировать, отремонтировать, чтобы оно оставило «окно» безопасности в виде ТТ для специалистов по ремонту.

Измерительные ТТ

Задача измерительного трансформатора тока TTI – преобразовывать значения, позволяя подключить вольтметр, амперметр, еще один измеритель, не опасаясь, что он сгорит от чрезмерной нагрузки. При этом получаются наиболее точные и достоверные данные измерений. Другими словами, TT изолирует подключенное устройство не только для измерений, но и любое другое устройство большой мощности по мере необходимости.

Устройство и принцип работы

Работа основана на электромагнитной индукции. Устройство разделяет части, по которым проходит ток высокого напряжения, и преобразует значения энергии в безопасные или требуемые.

Суть ТТ. Если через первичную обмотку протекает переменный ток определенной интенсивности, то вторичная обмотка, будучи с постоянной активной нагрузкой, например (резистор или UE обслуживается), создает на них падение напряжения пропорционально первичному току (в зависимости от от коэффициента трансформации) и сопротивления. Напряжение снижается в максимально возможном диапазоне, потенциал просадки практически бесконечен.

Устройство, схема трансформатора тока:

• две (реже больше) обмотки на магнитопроводе из электротехнической стали:
• первичный (подключен к сети). Это любая токопроводящая жила;
• вторичный (от него энергия поступает в приемник). Один одиночный или групповой снабжен несколькими выходами для схем защиты, измерительных и управляющих устройств;
• выводы, клеммы.

Первичные витки подключаются последовательно, поэтому есть полная нагрузка, вторичный замыкается на нее (реле защиты, счетчики), пропуская ток, пропорциональный значению на первом. Сопротивление счетчиков низкое, и считается, что все трансформаторы тока закорочены.

Есть несколько вариантов вторичных обмоток, обычно они создаются для подключения защитных устройств и для контрольно-измерительных устройств. К катушкам должна быть подключена нагрузка со строго регулируемым сопротивлением – даже незначительные отклонения приводят к критическим ошибкам измерения, а не к селективности реле.

Работа ТТ поэтапно на примере схемы

Трансформатор тока, как он работает, принцип работы в несколько этапов:

• Ток I1 протекает через первичную цепь (количество витков W1), его полное сопротивление Z1 превышено.
• Направленное магнитное поле F1 формируется вокруг катушки и улавливается стержнем, перпендикулярным вектору (I1) заданного значения. Ориентация деталей делает потери энергии практически нулевыми.
• Поток F1, проходящий через катушки W2 перпендикулярно к ним, создает в них движущую силу E2.
• За счет последнего во вторичной обмотке (Z2) появляется ток I2, преодолевая сопротивление (его и подключенную нагрузку Zн).
• Уменьшение напряжения U2 происходит на выводах витков вторичной катушки. Магнитное поле Ф2 от вторичных обмоток I2 опускает другую Ф1 в стержне. Возникающий в нем поток трансформатора Фт определяется суммой векторов (Ф1 и 2).

Принцип действия, отличия в трансформаторе напряжения основаны на электромагнитных явлениях, как и в токовых. Но разница заключается в количестве витков обмоток и назначении. Важно учитывать цели, для которых разработана конструкция, трансформаторы напряжения обслуживают потребителей, поэтому они «острые» для преобразования питания электроприборов, ТТ – для устройств защиты и учета, а также используются для контроля и работа в режиме короткого замыкания.

Монтаж, подключение, опасные факторы

В случае разрыва изоляции обмотки существует вероятность поражения электрическим током, но риск предотвращается путем заземления вывода (обозначенного на корпусе) вторичной обмотки.

На выводах вторичной катушки I1 и I2 токи полярные, они обязательно постоянно подключены к нагрузке. Энергия течет в первичном контуре со значительным потенциалом (S = UI). В другом случае происходит преобразование, и когда оно прерывается, там падает напряжение. Потенциал открытых концов во время потока энергии высок, что представляет значительную опасность.

По причинам, описанным выше, все вторичные цепи ТТ собраны особенно аккуратно и надежно; на них всегда устанавливаются шунтирующие КЗ, а на выведенных из строя сердечниках.

Как подключается ТТ

Существует несколько схем изделий защитного типа. Рассмотрите возможность подключения ТТ для трехфазного напряжения.

• наиболее распространенная защита от короткого замыкания одно- и многофазных систем;
• три ТТ подключены к звезде.

Если ток ниже уставки на реле КА1-КА3, то это нормальная ситуация, защита не срабатывает. Ток на K0 – это сумма всех трех фаз. При увеличении значений в одном из них ток в ТТ также увеличивается. Реле сработает в случае короткого замыкания и превышения нагрузки.

• защита от цепных КЗ для создания цепей с заземленной нейтралью;
• для маломощных приемников с другими вариантами защиты.

Дельта и звезда – для дифференциальной защиты.

Используется цепь без замыкания на землю, но редко по той же причине. Для защиты от короткого замыкания между фазами и перенапряжения в одной из них.

TTI подключаются через простое последовательное соединение первичных шлейфов продукта.

Монтаж

Монтаж трансформаторов тока:

• Капитальный ремонт прибора, проверка изоляции (должно быть больше 1 кОм на 1 В);
• Выключите EI;
• Убедитесь, что питание отключено, закрепите заземление.
• Разметка, установка крепежа. Запрещается размещать трансформатор близко к ЭУ (минимальное расстояние – 10 см).
• Выставлена ​​посуда, заборы.
• Первичные витки соединены последовательно, но с нагрузкой на вторичную. Если нет возможности подключить счетчик, его контакты замыкаются, чтобы на него не было больших мощностей, которые могут его повредить.

ТТ не допускает работы без нагрузки, его режим близок к короткому замыканию: при подключении прибора к измеряемому току вторичные витки замыкаются. В противном случае произойдет перегрев, повредив изоляцию. Перед отключением счетчиков сначала закорачивают катушки. Некоторые модели имеют клеммные группы, для этого перемычки.

Расчет

Расчет трансформатора тока можно произвести с помощью онлайн-калькуляторов, подобранных по номиналу (например, на 10 кВ). Но это слишком упрощенные инструменты. Расчеты и параметры для выбора – тема чрезвычайно обширная, поэтому мы опишем основы.

Крайне важна точность, поэтому потребуются точные расчеты специалистов. Нужно знать множество специфических нюансов, например:

• при разных схемах подключения, типах коротких замыканий существуют разные формулы определения сопротивления;
• проверить первичный ток на термическое и электродинамическое сопротивление;
• есть нюансы по ТТ, по релейной защите и в целях учета, замеров.

Правила, как выбрать трансформатор тока в общих чертах:

• номинальное рабочее напряжение ТТ должно превышать или сравниваться с номиналом ES (стандартные значения: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330 , 750 кВ). Если обслуживаемое оборудование имеет напряжение 10 кВ, изделие должно быть рассчитано на этот показатель;
• первичный ток ТТ больше номинального тока блока управления, но с учетом перегрузочной способности;
• оценить размеры и положение установки, номинальные нагрузки (есть таблица), среднее время наработки на отказ, срок полезного использования, класс точности.

Проверка после расчета

• после расчета TT проверьте максимальную и минимальную нагрузку на значения проходящих через нее нагрузок;
• согласно п. 1.5. 17 ПУЭ при максимальном токе нагрузки, подключаемой во вторичной обмотке – не менее 40% от номинала счетчика, при мин. – не менее 5 %;
• максимальная нагрузка должна составлять 40% и мин. – от 5%, и в любом случае не должно превышать 100%, за исключением случаев перегрузки трансформатора;
• если расчетные значения составляют макс. / мин нагрузки соответственно ниже 40% и 5%, то необходимо выбрать продукт с более низкими номинальными характеристиками, а если это невозможно сделать в соответствии с параметрами максимальной нагрузки, необходимо предусмотреть установку двух счетчиков – на максимальную и минимальную нагрузку.

Самостоятельная сборка ТТ

Создание ТТ своими руками – отдельная тема, так как процедура потребует развернутого описания расчетов с формулами, но в упрощенном виде процесс вроде намотки рассчитанного количества витков медной проволоки на один стержень (железный , сталь).

Он основан на известном принципе. Токи в первичной и вторичной обмотках указываются соотношением. Например, 100/5: значение первого в 20 раз выше, чем второго, то есть, когда оно имеет 100 А, тогда другое будет 5 А. Продукт 500/5 понижает 500 А до 5 А (на вторичном смены). Указанные значения зависят от соотношения количества оборотов.

Технические параметры

Основную информацию можно найти на паспортной табличке трансформатора напряжения.

Рис. Заводская табличка трансформатора

Технические параметры трансформаторов:

• значение напряжения на входе первичной фазы;
• напряжение на вторичных фазных обмотках;
• коэффициенты мощности;
• максимальные напряжения короткого замыкания.

Важная информация включает параметры номинальной частоты и класса точности для номинального коэффициента трансформации. На некоторых моделях производители указывают допуски по углу и натяжению.

Схемы подключения

Наиболее простая схема подключения используется в точках обслуживания ЛЭП 6-10 кВ. Подключенные по этой схеме трансформаторы служат для включения вольтметра и подачи напряжений на реле устройства АВР. Пример такой схемы показан на рис.

Рис. Простая схема подключения трансформатора напряжения

На рисунке 8 показана схема подключения однофазных трансформаторов для подачи безопасного напряжения на нагрузки, питаемые от вторичных обмоток. В этой схеме используется группа однофазных трансформаторов, катушки которых соединены по принципу звезды. Обратите внимание, что первичные обмотки подключены к твердой заземленной нейтрали.

Рис. Еще один пример схемы подключения

Данная схема применяется в сетях 0,5 – 10 кВ для подключения приборов учета, счетчиков. Аналогичным образом подключаются вольтметры, используемые для контроля изоляции.

Схема эффективна для приема сигналов, указывающих на однофазные замыкания на землю. Существуют и другие схемы подключения, в частности, для типа открытого треугольника. Особенность таких схем в том, что мощность группы из двух телевизоров меньше мощности трех устройств, подключенных по полной схеме дельта, не в 1,5 раза, а в √3 раза.

В некоторых схемах используется комбинированное соединение обмоток. Для этого подходит соединение треугольником. При работе таких цепей номинальное напряжение составляет 173 В. Указанный способ подключения применяется в системах регулирования возбуждения обмоток генераторов и компенсаторов.

Закон Фарадея

По закону электромагнитной индукции во вторичной обмотке создается напряжение ЭДС. Рассчитывается по формуле – U2 = −N2 * dΦ / dt.

Ссылка! Фарадей – основной закон электродинамики. В нем говорится, что генерируемая электродвижущая сила равна скорости изменения магнитного потока, но взята со знаком минус. Это открытие сделал Майкл Фарадей, когда в ходе экспериментов объявил, что электродвижущая сила начинает проявляться в проводнике только при изменении магнитного поля. Величина этой силы прямо пропорциональна скорости изменения магнитного поля.

Все факты содержатся в уравнении. Однако знак минус в законе – это правило Ленца, которое указывает на возникновение индукционного электрического тока при изменении магнитного поля в проводнике. Действие тока направлено на магнитное поле, которое начинает противодействовать изменению магнитного потока.

Правило Ленца не подчиняется законам электродинамики, потому что индукционный ток появляется как в обмотках, так и в твердых металлических блоках.

Как правильно подключить

Обычному человеку сложно разобраться во всех тонкостях работы электрика, но при использовании в быту понижающего трансформатора важно понимать, как происходит процесс подключения.

Бывает, что нужно подключить агрегат одновременно к нескольким потребителям.

• При подключении трансформатора к нескольким потребителям одновременно важно учитывать количество выходных клемм.
• Общее потребление энергии жителями должно быть идентично мощности трансформатора или немного меньше. По мнению экспертов, второй идеальный показатель на 20% выше первого%.
• Агрегат подключается электрическими кабелями, размеры которых не должны быть слишком большими. 2 м достаточно при установке светодиодного освещения, чтобы избежать потери мощности.
• Общая мощность электроприборов не должна превышать мощность трансформатора.

Если посмотреть на схему подключения понижающего трансформатора, то можно увидеть, что он устанавливается между распределительной коробкой 220Вт и лампами накаливания. Провода от распределительной коробки подключаются непосредственно к переключателю.

Подключение трансформатора напряжения

Дополнительная информация! Стоит изначально определиться с правильным местом установки понижающего силового трансформатора. Нельзя старательно скрывать его от посторонних глаз, ведь доступ для разборки или замены должен быть свободным. В этом случае потребляемая мощность не меньше мощности трансформатора, в противном случае запрещается процесс установки.

При подключении важно, чтобы все уравнения, относящиеся к модели устройства, совпадали. Время также важно, если несколько устройств одновременно подключены к цепи параллельно. Чтобы избежать больших потерь мощности, фазы должны быть правильно соединены друг с другом, чтобы образовать замкнутый контур. При рассогласовании фаз нагрузка начнет увеличиваться, а мощность уменьшаться. Может произойти короткое замыкание.

Важно! Посмотрите на фото, как выглядит упрощенный вид трансформатора.

Трансформатор – это электромагнитное устройство. Увеличьте или уменьшите напряжение переменного тока. В нем нет движущихся частей. Следовательно, он статичен. Он может быть как большим, как трехэтажное здание, так и миниатюрным, умещающимся в руке. В состав входят сердечник и несколько обмоток, расположенных на магнитопроводе. Хотя может держать только обмотку без сердечника.

При работе трансформатора срабатывает принцип электромагнитного взаимодействия. К первичной обмотке подается переменный ток, он меняет направление дважды за цикл. Это означает, что вокруг обмотки образуется магнитное поле, которое исчезает каждую секунду. Вторичная обмотка представляет собой проводник электромагнитного взаимодействия. Там тоже возникает напряжение.

Конечно, обычному человеку сложно разобраться в конструкции и предназначении устройства. Для познания можно просто дома разобрать, позвонить, подключить или разобрать.

Уравнения идеального трансформатора

В таком трансформаторе силовые линии проходят через все ветви первичной и вторичной обмотки. Это означает отсутствие вихревых течений и потерь энергии. Магнитное поле меняется, но генерирует одинаковую ЭДС во всех катушках, поэтому оно становится прямо пропорциональным их общему количеству.

Энергия, когда она исходит из первичного контура, превращается в магнитное поле, а затем поступает во вторичный контур.

Формула уравнения идеального трансформатора: P1 = I1 • U1 = P2 = I2 • U2:

• R1 – коэффициент мощности на входе от первой цепи к трансформатору;
• R2 – коэффициент преобразованной мощности, поступающей во вторичную цепь.

Если вы увеличите напряжение на концах вторичной обмотки, уровень тока первичной цепи снизится. Согласно уравнению – U2 / U1 = N2 / N1 = I1 / I2 преобразование сопротивления одной цепи в сопротивление другой возможно только путем умножения значения на квадрат отношения.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

Приборы, работающие под высоким напряжением, требуют периодических измерений.

Для чего эти цели – измерительные приборы, которые:

• снизить значение напряжения до нужного уровня;
• обеспечить гальваническую развязку измерительного оборудования от цепей повышенной опасности.

Номинальная мощность, напряжение и ток

Номинальная – мощность, с которой работает трансформатор в определенном классе точности и в соответствии с ГОСТом. Выражается в вольтах, амперах. Допускаются незначительные отклонения мощности, но не выше нормируемых значений.

Важно! Во избежание увеличения погрешности вторичной нагрузки общее потребление измерительного прибора и обмоток реле не должно превышать номинальную мощность трансформатора. Номинальную мощность можно узнать в паспорте на агрегат или на панели приборов.

Номинальный порог напряжения трансформатора 10 кВ.

Разница в зависимости от мощности электроприборов бывает:

• электроснабжение потребителей электроэнергии – 3-6,3 кВ;
• большие электродвигатели – до 1000В.

Мощность трехфазного трансформатора вычитается по формуле: – S = квадратный корень из цифры 3 UIU – номинальное межфазное напряжение, В; / – ток в одной фазе, А. Коэффициенты рабочих токов в обмотках при рабочем режиме трансформатора не должны быть выше номинальных. Даже при кратковременных перегрузках в масле и сухом приводе до определенных пределов (2,5 -3%) приемлемы.

Трёхфазный трансформатор

Среди электромагнитных устройств этого типа выделяется трехфазный трансформатор. Имеет магнитное и гальваническое соединение фаз. Наличие цепи первого типа обусловлено соединением магнитопроводов в единую систему. При этом потоки магнитного воздействия расположены друг относительно друга под углом 120 °. В этой системе стержень не нужен, поскольку при объединении центров трех фаз сумма электромагнитных каналов равна нулю независимо от времени. Это преобразует паттерн с шестью тактами в паттерн с тремя тактами.

Для соединения обмоток устройства можно использовать три типа схем:

• Соединение звездой может быть выполнено с общими точками или без них. Здесь каждая обмотка подключена к нейтральной точке.
• В треугольной схеме фазы соединены последовательно.
• Во время отката чаще всего используется зигзагообразный паттерн. Соедините три обмотки, расположенные на разных стержнях магнитопроводов.

Использование трехфазного трансформатора дешевле, чем использование подключенных однофазных структур.

Нагрузка трансформаторов напряжения

Вторичной нагрузкой трансформатора напряжения является мощность внешней вторичной цепи. Под номинальной вторичной нагрузкой подразумевается максимальная нагрузка, при которой погрешность не превышает допустимых пределов, установленных для трансформаторов данного класса точности.

Конструкции трансформаторов напряжения

В системах с напряжением до 18 кВ используются трехфазные и однофазные трансформаторы, при более высоких напряжениях – только однофазные.

На напряжение до 20 кВ существует большое количество типов трансформаторов напряжения: сухие (НОС), масляные (НОМ, ЗНОМ, НТМИ, НТМК), с литой смолой (ЗНОЛ). Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ от однофазных трехобмоточных трансформаторов ЗНОМ. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, -20-24 и ЗНОЛ-06 устанавливаются в сборные шины в комплекте с мощными генераторами. В установках напряжением 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ и емкостные делители напряжения НДЭ.

Измерительные трансформаторы напряжения

Трансформаторы измерительного напряжения предназначены для понижения первичных напряжений до наиболее удобных значений для подключения измерительных приборов, реле защиты и устройств автоматики. Использование измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность рабочих, поскольку цепи высокого и низкого напряжения разделены, а также позволяет унифицировать конструкцию устройств и реле.

Видео: Трансформаторы напряжения

Технические характеристики трансформаторов напряжения, коммутационных схем. Факторы, влияющие на класс точности. Типы трансформаторов напряжения, расшифровка маркировки.

Для чего нужен трансформатор напряжения?

Трансформатор напряжения – универсальное устройство. Он передает и распределяет энергию.

• электроустановки;
• запасы энергии;
• блок трансмиссии;
• устройства обработки сигналов;
• блоки питания устройства.

Силовой трансформатор высокого напряжения используется для:

• электроснабжение электрических сетей электростанций;
• увеличивают напряжение генератора, ЛЭП;
• снижение напряжения до уровня потребителя.

В электрических сетях используется трехфазный прибор со специальной системой охлаждения. Ядро в составе является общим для всех 3-х фаз.

Область применения сетевого трансформатора – источники питания, блоки электроприборов с различным напряжением. Импульсные блоки незаменимы для радиотехники, электронных устройств. Сначала выпрямляется переменное напряжение в источниках питания. Также благодаря инвертору преобразуются высокочастотные импульсы, стабилизирующие постоянное напряжение.

Трансформаторы включены во многие цепи питания, чтобы обеспечить минимальный уровень радиопомех. Например, разделительные устройства предотвращают риск поражения людей электрическим током. Ведь включение бытовой техники в сеть через трансформатор становится безопасным.

Вторая цепь устройства будет изолирована от заземляющих контактов, если, конечно, речь не идет о заземлении электрооборудования. В цепях генератора используются приборы учета мощности. Количество фаз на генератор от трансформатора должно быть одинаковым, чтобы получить стабильное выходное напряжение.

Согласующие трансформаторы незаменимы для электронных устройств с высоким входным сопротивлением и высокочастотными линиями, но с различным сопротивлением нагрузки.

Как работает трансформатор напряжения?

Устройства преобразуют энергию источника в требуемый коэффициент напряжения. Они работают только с переменным напряжением постоянной частоты. Работа основана на электромагнитной индукции как явлении, срабатывающем при изменении магнитного потока во времени, генерации ЭДС в обмотках.

Работа трансформатора начинается в первичной обмотке, где сердечник создает магнитный поток. Затем включается переменный ток, который намагничивает сердечник, увеличивает индуктивность первичной обмотки и предотвращает рост тока на выводах обмотки напряжения. Если первичная обмотка излучает магнитный поток, вторичная обмотка принимает его, изменяет его с определенной скоростью, проникая во все ветви и создавая ЭДС.

Напряжение на ветвях полностью зависит от скорости изменения магнитного потока в сердечнике. Хотя на ветвях первичной и вторичной обмоток получается одинаково за счет прохождения через них одного и того же магнитного потока.

Он, в свою очередь, создает вокруг себя в ядре электрическое поле, своего рода вихрь, воздействующий на электроны, начиная толкать их в определенном направлении.

Ссылка! Проще говоря, принцип работы трансформатора напряжения основан на возбуждении напряжения во второй обмотке за счет переменного тока, генерируемого в магнитной цепи.