Однофазный трансформатор

5.   ОДНОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

5.1.   Назначение   и   принцип   действия   трансформаторов.

Трансформатором   называется   статическое   электромагнитное   устройство,   имеющее   две   или   большее   число   индуктивно   связанных   обмоток   и   предназначенное   для   преобразования   посредством   электромагнитной   индукции   систему   переменного   тока   с   одним   уровнем   напряжения   в   систему   переменного   тока   с   другим   уровнем   напряжения   при   неизменной   частоте.

Трансформаторы   по   назначению   подразделяются   на   две   основные   группы:   силовые   и   измерительные.

Силовые   трансформаторы   служат   для   передачи   и   распределения   электрической   энергии   для   различных   технологических   целей.   Электрические   станции   обычно   располагаются   вблизи   естественных   источников   энергии   и   вырабатывают   электрическую   энергию   напряжением   6   -   20   кВ.   Для   снижения   потерь   мощности   в   линиях   электропередачи   и   уменьшения   сечения   проводов   при   передаче   электроэнергии   на   дальние   расстояния   необходимо,   чтобы   электроэнергия   передавалась   при   больших   напряжениях   (50,   150,   220,   330,   500,   750,   550   кВ).   Поэтому   на   электростанциях   устанавливают   мощные   трансформаторы,   повышающие   напряжение,   причем   мощность   этих   трансформаторов   может   достигать   1   млн.   кВА.

Распределение   электроэнергии   между   городами   и   населенными   пунктами,   между   промышленными   предприятиями   и   учреждениями   городов,   а   также   между   цехами   предприятий   чаще   всего   осуществляется   по   воздушным   и   кабельным   линиям   при   напряжениях   220,   50,   35,   20,   10   и   6   кВ.   Следовательно,   во   всех   узлах   распределительных   сетей   необходимо   устанавливать   трансформаторы,   понижающие   напряжение.   Большинство   приемников   (потребителей)   электроэнергии   переменного   тока   работают   при   напряжениях   220,   380   и   660   В,   поэтому   в   местах   потребления   электроэнергии   также   необходимо   устанавливать   понижающие   трансформаторы.  

Измерительные   трансформаторы   используются   для   преобразования   уровня   напряжения   или   изменения   тока   в   измерительных   устройствах   для   подключения   приборов   учета   электроэнергии.

По   исполнению   (числу   обмоток)   трансформаторы   подразделяются   на   одно-,   двух-   и   многообмоточные.   К   однообмоточным   трансформаторам   относятся   автотрансформаторы,   у   которых   между   первичной   и   вторичной   обмотками   существует   не   только   магнитная,   но   и   электрическая   связь.   Двухобмоточные   трансформаторы   имеют   одну   первичную   и   одну   вторичную   обмотки,   которые   электрически   изолированы   друг   от   друга.   Многообмоточные   трансформаторы   имеют   одну   первичную   обмотку   и   несколько   вторичных   электрически   несвязанных   обмоток.   В   зависимости   от   числа   фаз   трансформаторы   бывают   однофазными   и   многофазными   (в   основном   трехфазными),   причем   число   фаз   первичной   обмотки   определяется   числом   фаз   источника   питания,   а   число   фаз   вторичной   -   назначением   трансформатора.

Трансформаторы,   предназначенные   для   повышения   напряжения   в   электрической   цепи,   называют   повышающими,   а   служащие   для   понижения   напряжения   -   понижающими.

На   рис.   5.1,а   изображена   электромагнитная   схема   однофазного   двухобмоточного   трансформатора,   а   на   рис.   5.1,б   -   его   условное   графическое   обозначение.   Трансформатор   состоит   из   двух   обмоток,   первичной   1   и   вторичной   3,   размещенных   на   замкнутом   ферромагнитном   магнитопроводе   2,   который   для   уменьшения   потерь   от   вихревых   токов   набран   из   листов   электротехнической   стали   толщиной   0,35-0,5   мм,   легированной   кремнием.   Магнитопровод   служит   для   усиления   магнитной   связи   между   обмотками   трансформатора,   т.   е.   для   уменьшения   магнитного   сопротивления   контура,   через   который   проходит   магнитный   поток   трансформатора.   В   воздушных   трансформаторах   малой   мощности,   применяемых   при   частотах   свыше   ~20   кГц,   ферромагнитный   магнитопровод   отсутствует,   так   как   практически   он   не   может   проводить   магнитный   поток   из-за   вытеснения   его   к   поверхности   магнитопровода.