Мощность силового трансформатора

Советы электрика
Нет комментариев
1926 просмотров

МощностьВыбор силового трансформатора по  мощности и расчет мощности

Наверное, не нужно рассказывать о важности такого устройства как трансформатор. А вот о том, как его выбрать, пожалуй, будет полезно узнать. Существуют разнообразные методики, но наиболее популярной является выбор силовых трансформаторов по мощности.

Трансформаторы бывают сухими и масляными, при этом масляные распространены и применяются гораздо шире.

В двухтрансформаторных станциях используются объекты третьей категории надежности, в однотрансформаторных, соответственно, — первой и второй. При выборе мощности обязательно учитывается перегрузочная способность трансформатора при работе в аварийном и плановом режиме.

Мощности силовых трансформаторов таблица

В таблице ниже можно посмотреть коэффициенты работы трансформатора в разных режимах.

Коэффициент допустимой перегрузки для масляного трансформатора Коэффициент загрузки масляного трансформатора в плановом режиме
Для 2хтрансформаторной подстанции Для 3хтрансформаторной подстанции
1,0 0,5 0,666
1,1 0,55 0,735
1,2 0,6 0,8
1,3 0,65 0,86
1,4 0,7 0,93

Оговоримся, что для сухих максимальный коэффициент не может быть больше 1,2.

Для выбора мощности трансформатора следует сравнить полную планируемую мощность объекта (кВА) с возможными интервалами допустимой нагрузки трансформаторов в плановом и аварийном режимах и для разных потребителей.

А теперь вспомним устройство трансформатора. Он представляет собой сердечник, у которого есть 2 катушки. У каждой катушки есть обмотка, они носят названия «первичная» и «вторичная». При прохождении переменного тока между обмотками и его преобразования и происходит распределение электроэнергии.

строение трансформатора фото

При этом можно определить коэффициент трансформации, который определяется как отношение числа витков первичной обмотки ко вторичной (его обозначают как К).

Процесс ручного расчета мощности трансформатора достаточно трудоемкий, но вполне выполнимый, если у вас возникла в этом потребность.

Сперва рассчитывается мощность для каждой обмотки как произведение напряжения и силы тока каждой обмотки.

Формула будет выглядеть так:

Рх – мощность обмотки в вольтах,
Iх — сила тока в амперах;
Uх – напряжение обмотки в вольтах.

Чтобы рассчитать общую мощность трансформатора, нужно сложить мощности обмоток и умножить на коэффициент, который позволяет учесть возможные потери в трансформаторе и принимается равным 1,25.

При помощи полученного значения мощности трансформатора можно рассчитать величину сечения сердечника в квадратных сантиметрах по этой формуле:
А при помощи следующей формулы рассчитывается число витков на один вольт напряжения:
Теперь рассчитываем количество витков каждой обмотки. Для первичной вот по такой формуле:

А для остальных по следующей:

Для определения диаметра провода обмотки используется стандартная формула:

I — это сила тока в амперах в обмотке; d — собственно, диаметр провода в миллиметрах.
Отношением общей мощности трансформатора к напряжению в первичной обмотке определяется сила тока в ней.

Также, если вы рассчитываете заняться сборкой трансформатора самостоятельно, вам понадобится такая величина как типоразмер пластин сердечника. Он рассчитывается по формуле:

Dх – это величина диаметров проводов обмотки в миллиметра,
nх — общее количество витков обмотки.

По результату следует выбрать пластину так, чтобы ваша обмотка поместилась в ее окне.

Потери мощности в силовых трансформаторах

Так как трансформатор – статичное устройство, в нем не бывает потерь, связанных с плохой работы механики. Потери могут возникать в обмотках или иных составляющих устройства при отличающихся режимах его работы и это потери в активной мощности системы. Один из основных видов таких потерь – это основные потери, возникающие в обмотках трансформатора. При передаче электромагнитного импульса между первичной и вторичной обмотками в них возникает ток (соответственно, I1 и I2). При этом происходит потеря мощности, которая рассчитывается по формуле:

Рнагр = I21r1 + I22r2,
(r1, r2 — это величины сопротивления обмоток)

Потери находятся в зависимости и от мощности, которая нужна потребителю электроэнергии. Соответственно, если фактически потребляемая мощность составляет, например, 0,75 от номинальной, то и потери составят 0,75*0,75=0,5625. Так как фактическое потребление электроэнергии в разное время суток различно, то и потери могут очень значительно колебаться.

Кроме того, в обмотках бывают еще так называемые добавочные потери. Дело в том, что помимо названных токов, возникают еще токи, не выходящие за пределы обмотки, — внутри проводов (вихревые) и между ветвями обмотки, идущими параллельно (циркулирующие).

Поэтому при расчете потерь обмотки для получения реальной величины рекомендуется сложить все три показателя: ток нагрузки, циркулирующий и вихревой. Помимо названных, в конструкции трансформатора могут возникать и другие виды потерь, снижающие его эффективность (например, в стенках его бака или в прессующих кольцах). Поэтому для расчета общей суммы потерь используется суммирование всех потерь: активной мощности, нагрузочных и добавочных.

Еще один вид потерь возникает при работе трансформатора в режиме холостого хода и так и называется «потери холостого хода». Потери в этом случае возникают в магнитопроводе, они являются постоянными и присутствуют при любой нагрузке транформатора.

Рассчитываются по формуле:
Р0=Рм+I20r1, в которой r1 — это активное сопротивление первичной обмотки, Рм – потери в магнитопроводе.

 

Колпинский металлообрабатывающий завод КМЗ оснащенный самым современным высокотехнологичным сварочным оборудованием немецкой компании EWM, предоставляет клиентам  широкий спектр услуг по сварочным работам различной степени сложности, в том числе сварка меди. kmz-laser.ru/svarka-medi.html)

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх