Силовые трансформаторы и автотрансформаторы. Принцип устройства, системы охлаждения.

Ответ: Силовые трансформаторы предназначены для преобразования э/э одного напряжения на другое. На пути к потребителю электроэнергия многократно трансформируется, поэтому в энергосистеме установленная мощность трансформаторов в 4–5 раз больше установленной мощности генераторов. Основные параметры: мощность S_ном; напряжение U_ном; ток I_ном; напряжение короткого замыкания U_кз; ток холостого хода I_хх; потери холостого хода ΔP_хх;потери короткого замыкания ΔP_кз.

Номинальной мощностью трансформатора -называется значение полной мощности, с которой может длительно может работать трансформатор при номинальных условиях охлаждения, частоте и напряжении. Напряжение короткого замыкания U_кз – это напряжение при подведении которого к одной из обмоток трансформатора при замкнутой накоротко другой обмотке в ней протекает ток равный номинальному. U_кз характеризует полное сопротивление трансформатора. Потери холостого хода ΔP_хх - это активные потери мощности в стали на перемагничивание и на вихревые токи. Потери короткого замыкания ΔP_кз.- обусловлены потерями активной мощности в обмотках трансформатора при протекании токов нагрузкии добавочными потерями вызванными магнитными полями рассеяния.

Типы трансформаторов: однофазные и трехфазные. Наибольшее распространение получили трехфазные трансформаторы. Однофазные трансформаторы применяются при большой мощности и высоких напряжениях (500, 750 кВ), когда возникают затруднения по условиям транспортировки. Технико-экономические показатели трехфазных трансформаторов лучше, чем у однофазных. Расход активных материалов у них на 20–25 % меньше, чем у группы однофазных трансформаторов такой же мощности. По количеству обмоток различают двухобмоточные и трехобмоточные. В трехобмоточных трансформаторах мощность обмотки низкого или среднего напряжения может быть меньше номинальной (например, 67 %). Сумма нагрузок обмоток низкого и высокого напряжений при этом не должна превышать номинальной. Трансформаторы с расщепленной обмоткой являются разновидностью трехобмоточных трансформаторов. Обмотка низкого напряжения может выполняться из двух или более изолированных ветвей. Основные конструктивные элементы силовых трансформаторов: магнитопровод, обмотки, высоковольтные выводы, устройство регулирования напряжения, бак, радиаторы и охладители, газовые реле, термосифонный фильтр.

Автотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Преимуществом автотрансформаторов - 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.

Рисунок- Схема однофазного автотрансформатора

Мощность передаваемая электромагнитным полем называется трансформаторной: Sтр=Iв(Uв-Uс). Трансформаторная мощность в номинальном режиме называется типовой Sтип. Мощность, передаваемая из первичной обмотки во вторичную за счет электрической связи, называется электрической: Sэл= Iв*Uс. Размеры автотрансформатора определяются в основном магнитопроводом, а следовательно, типовой мощностью. Коэффициент типовой мощности: Системы охлаждения:Естественное воздушное охлаждение трансформаторов (С-сухие). Данная система охлаждения применяется для Т мощностью до 1600 кВА и напряжении до 15кВ.

Естественное масляное охлаждение (М): При данной системе происходит естественная конвективная циркуляция масла по баку и радиаторным трубам. Применяется для трансформаторов мощностью до 16000 кВА включительно. Масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла (Д):В данной системе для интенсификации охлаждения радиаторных труб применяются охладители. Применяется данная система охлаждения для Т до 100 МВА. Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла (ДЦ) - применяется для Т 63000 кВА и выше. Для интенсификации охлаждения применяются вентиляторы и маслонасосы для принудительной циркуляции масла. Как правило, применяется несколько групп охладителей (включающих насосы и вентиляторы), кот. включаются в зависимости от нагрузки и температуры масла. Масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла (Ц).