Коэффициент трансформации счетчика электроэнергии. Как найти коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации счетчика электроэнергии » АСД Екатеринбург

Разберемся, что такое, коэффициент трансформации. По сути это техническая величина. Все дело в следующем. В целях учета электроэнергии, потребленной крупным объектом (вроде жилой многоэтажки), появляется необходимость использования специализированного оборудования, понижающего мощность напряжения, передаваемого на контакты общедомового счетчика.

Эти приборы учета не соединяют, непосредственно с электрической сетью дома, в связи с невозможностью подключения большой мощности напряжения, через традиционный счетчик прямого включения (они не работают с большими токами).

Для того, чтобы не допустить выхода из строя счетчика, нужно уменьшить мощность подаваемого напряжения.

Для этих целей используют трансформаторы, их подбирают исходя из требуемого уровня нагрузки.

Коэффициент трансформации счетчика электроэнергии, изменяется в зависимости от смонтированного оборудования. Таким образом, прибор учета электроэнергии, работающий в паре с трансформатором, считывает нагрузку, пониженную в 30, 40 или 60 раз. Проще говоря, эти цифры и представляют собой коэффициенты трансформации.

Как определить коэффициент трансформации?

Часто бывает так, что на приобретенном трансформаторе, невозможно найти нужной информации, в частности данных, об уровне преобразования, подаваемого на него напряжения. Эта информация важна для выбора прибора учета электроэнергии. Обладая данными о коэффициенте трансформации используемого оборудования, можно понять, во сколько раз снижена электрическая нагрузка. Узнать эти показатели, можно проведя определенные расчеты.

Для этого, вам понадобиться выяснить уровень напряжения на вторичной обмотке. Далее цифры показателей тока, на первичной обмотке, делят на полученное значение (данные на вторичной обмотке). Таким образом, вы узнаете нужный вам коэффициент, для прибора учета электроэнергии.

Расчетный коэффициент учета, что это такое?

Для уточнения реального уровня электропотребления, необходимо снять показания с вашего прибора учета электроэнергии и умножить его на коэффициент трансформации трансформатора (то есть в 30,40 или 60 раз). Это будет выглядеть приблизительно следующим образом. На циферблате установленного у вас счетчика учета электроэнергии, показана цифра 60 кВт*ч. В доме используется трансформатор, понижающий напряжение в 20 раз (это коэффициент). Умножаем обе цифры (60*20=1200кВт*ч). Получившаяся цифра и есть реальный расход электроэнергии.

Разновидности приборов учета электроэнергии

Все существующие сегодня счетчики, разделяют по принципу их действия, бывают трехфазные и однофазные. К сети их подключают не напрямую, между ними, в цепи, в большинстве случаев, присутствует трансформатор. Но возможно и прямое включение. Для сетей с напряжением до 380В, применяют приборы учета электроэнергии от 5 до 20А. Мы уже знаем, что коэффициент трансформации, это разница между напряжением на входе в трансформатор, и напряжением на его выходе.

На электросчётчик попадает чистая электроэнергия, имеющая постоянное значение. Сегодня прибегают к использованию двух основных разновидностей приборов учета. До середины девяностых годов прошлого века, монтировали в основном счетчики индукционного типа. Они продолжают работать и сегодня, но постепенно идет замена их на электронные счетчики (это утверждение касается и общедомового счетчика).

Счетчик индукционного типа имеет устаревшую конструкцию. В основе его работы, взаимодействие магнитных полей, продуцируемых в индуктивных катушках и диске, который в процессе вращения считывает расход электричества. Недостаток этих приборов состоит в том, что они не в состоянии обеспечить многотарифный учет. К тому же, нет возможности удаленной передачи данных.

В основе работы электронных счетчиков, лежат микросхемы, они напрямую преобразуют считываемые сигналы. В этих устройствах нет вращающихся частей, что значительно повышает их надежность и долговечность службы. Проще говоря, коэффициент трансформации счетчика, оказывает прямое влияние на точность выдаваемых им данных.

Раньше, показатели точности составляли 2.5, но приборы учета, используемые сегодня, имеют класс точности, на уровне 2.0. Такие высокие данные точности, имеет именно оборудование электронного типа. Сегодня повсеместно устанавливают только электронные счетчики, которые уверенно вытесняют индукционные.

Главное преимущество, технологически продвинутого оборудования, состоит в том, что они являются многотарифными. Такое обстоятельство позволяет не только учитывать суточный уровень потребления электроэнергии, но также и в соответствии с порой года. Смена тарифов контролируется автоматикой и производится автономно, не требуя вмешательства человека.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Ещё больше интересного материала

asd-ekb.ru

Коэффициент трансформации - это... Что такое Коэффициент трансформации?

Коэффициент трансформации трансформатора — это величина, выражающая масштабирующую (преобразовательную) характеристику трансформатора относительно какого-нибудь параметра электрической цепи (напряжения, тока, сопротивления и т. д.).

Общие сведения

Термин «масштабирование» используется в описании вместо термина «преобразование» с целью акцентировать внимание на том, что трансформаторы не преобразовывают один вид энергии в другой, и даже не один из параметров электрической сети в другой параметр (как иногда привыкли говорить о преобразовании, например, напряжения в ток понижающими трансформаторами). Преобразование — это всего лишь изменение значения какого-либо из параметров цепи в сторону увеличения или уменьшения. И хотя такие преобразования затрагивают практически все параметры электроцепи, принято выделять из них самый «главный» и с ним связывать термин коэффициента трансформации. Это выделение обосновывается функциональным назначением трансформатора, схемой включения к питающей стороне и т. д.

Масштабирование напряжения

Для трансформаторов с параллельным подключением первичной обмотки к источнику энергии интересует, как правило, масштабирование в отношении напряжения, а значит, коэффициент трансформации n выражает отношение первичного (входного) и вторичного (выходного) напряжений :

где

Если пренебречь падениями напряжений в обмотках, то есть , считать равными нулю, то

Такие трансформаторы еще называют трансформаторами напряжения.

Масштабирование тока

Для трансформаторов с последовательным подключением первичной обмотки к источнику энергии вычисляют масштабирование в отношении силы тока, то есть коэффициент трансформации n выражает отношение первичного (входного) и вторичного (выходного) токов :

Кроме того эти токи связаны еще одной зависимостью

где

Если пренебречь всеми потерями намагничивания и нагрева магнитопровода, то есть считать равным нулю, то

Такие трансформаторы еще называют трансформаторами тока.

Масштабирование сопротивления

Еще одно из применений трансформаторов с параллельным подключением первичной обмотки к источнику энергии — масштабирование сопротивления.

Этот вариант используется, когда не интересует непосредственно само изменение напряжения или тока, а требуется подключить к источнику энергии нагрузку с входным сопротивлением, значительно отличающимся от величин, предъявляемых этим источником.

Например, выходные каскады звуковых усилителей мощности требуют нагрузочное сопротивление выше, чем имеют низкоомные динамики. Другой пример — высокочастотные устройства, для которых равенство волновых сопротивлений источника и нагрузки позволяет получить максимальную выделяемую мощность в нагрузке. И, даже, сварочные трансформаторы, по сути, являются преобразователями сопротивления, в большей мере, чем напряжения, поскольку последнее служит для повышения безопасности работ, а первое является требованием к сопротивлению нагрузки электрических сетей. Хотя сварщику может быть и не важно, каким образом была получена из сети требуемая тепловая энергия для нагрева металла, но вполне понятно, что практически «короткое замыкание» в сети не приветствуется энергоснабжающей стороной.

Соответственно, можно сказать, что масштабирование сопротивления предназначено для передачи мощности из источника в любую нагрузку наиболее «цивилизованным» способом, без «шоковых» режимов для источника и с минимальными потерями (например, если сравнивать трансформаторное масштабирование и простое повышение сопротивления нагрузки с помощью последовательного балластного сопротивления, которое «съест» значительную долю энергии у источника).

Принцип расчета такого масштабирования тоже основан на передаче мощности, а именно, на условном равенстве мощностей: потребляемой трансформатором из первичной цепи (от источника) и отдаваемой во вторичную (нагрузке), пренебрегая потерями внутри трансформатора.

где

, — мощности соответственно потребляемая и отдаваемая трансформатором
— потери в самом трансформаторе (в среднем 1-2 % от ), которыми можно пренебречь в данном случае

…..

где

, — входное сопротивление трансформатора вместе с нагрузкой относительно его первичной цепи и входное сопротивление нагрузки во вторичной цепи соответственно (то есть первое — это нагрузка для источника энергии при наличии трансформатора, второе — при отсутствии)

=> =>

Как видно выше, коэффициент трансформации по сопротивлению равен квадрату коэффициента трансформации по напряжению.

Такие трансформаторы иногда называют согласующими (особенно в радиотехнике).

Итоговые замечания

Несмотря на различия в схемах включения, принцип работы самого трансформатора не изменяется и, соответственно, все зависимости напряжений и токов внутри трансформатора будут такими, как показано выше. То есть, даже трансформатор тока, кроме своей «главной» задачи масштабировать силу тока, будет иметь зависимости первичных и вторичных напряжений такие же, как если бы он был трансформатором напряжения, и вносить в последовательную цепь, в которую он включен, сопротивление своей нагрузки, измененное по принципу согласующего трансформатора.

Следует также помнить, что токи, напряжения, сопротивления и мощности в переменных цепях имеют кроме абсолютных значений еще и сдвиг фаз, поэтому в расчетах (в том числе и вышеприведенных формулах) они являются векторными величинами. Это не так бывает важно учитывать для коэффициента трансформации трансформаторов общетехнического назначения, с невысокими требованиями по точности преобразования, но имеет огромное значение для измерительных трансформаторов токов и напряжений.

Для любого параметра масштабирования, если , то трансформатор можно назвать повышающим; в обратном случае — понижающим.

Дополнительные сведения

Особенность учета витков

Трансформаторы передают энергию из первичной цепи во вторичную посредством магнитного поля. За редким исключением так называемых «воздушных трансформаторов», передача магнитного поля осуществляется по специальным магнитопроводам (из электротехнической стали например, или других ферромагнитных веществ) с магнитной проницаемостью намного большей, чем у воздуха или вакуума. Это концентрирует магнитные силовые линии в теле магнитопровода, уменьшая магнитное рассеивание, а кроме того, усиливает плотность магнитного потока (индукцию) в этой части пространства, занятой магнитопроводом. Последнее приводит к усилению магнитного поля и меньшему потреблению тока «холостого хода», то есть меньшим потерям.

Как известно из курса физики, магнитные силовые линии — концентричные и замкнутые сами на себя «кольца», охватывающие проводник с током. Прямой проводник с током охватывается кольцами магнитного поля по всей длине. Если проводник изогнуть, то кольца магнитного поля с разных участков длины проводника сближаются на внутренней стороне изгиба (подобно витковой пружине, изогнутой набок, с прижатыми витками внутри и растянутыми снаружи изгиба). Этот шаг позволяет увеличить концентрацию силовых линий внутри изгиба и соответственно усилить магнитное поле в той части пространства. Еще лучше изогнуть проводник кольцом и тогда все магнитные линии распределенные по длине окружности «собьются в кучку» внутри кольца. Такой шаг называется созданием витка проводника с током.

Все вышеописанное очень хорошо подходит для трансформаторов без сердечника (либо других случаев с относительно однородной магнитной средой вокруг витков), но абсолютно бесполезно при наличии магнитных замкнутых сердечников, которые, к сожалению, по геометрическим причинам никак не могут заполнить все пространство вокруг обмотки трансформатора. И поэтому, магнитные силовые линии, охватывающие виток обмотки трансформатора находятся в неравных условиях по периметру витка. Одним силовым линиям «повезло» больше и они проходят только по облегченному маршруту магнитопроводника, другим же приходится часть пути проходить по сердечнику (внутри витка), а остальную по воздуху, для создания замкнутого силового «кольца». Магнитное сопротивление воздуха почти гасит такие линии поля и соответственно нивелирует наличие той части витка, которая породила эту магнитную линию.

Из всего вышесказанного и отображенного на рисунке существует вывод — в работе трансформатора с замкнутым ферромагнитопроводом принимает участие не весь виток, а только небольшая часть, которая полностью окружена этим магнитопроводом. Или другими словами — основной магнитный поток, проходящий через замкнутый сердечник трансформатора создается только той частью провода, которая проходит сквозь «окно» этого сердечника. Рисунок показывает, что для создания 2-х «витков» достаточно дважды пропустить провод с током через «окно» магнитопровода, экономя при этом на обмотке.

dal.academic.ru

Определение коэффициента трансформации однофазного трансформатора

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Цель:Изучить и понять принцип работы трансформатора и научиться рассчитывать коэффициент трансформации на основании измеряемых опытным путем величин.

Порядок выполнения работы:

1. Выполнить задание лабораторной работы.

2. Составить отчет.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Ход работы:

Электрическая схема (рисунок 3) содержит:

1. Т1 – трансформатор 220 В;

2. Т2 – трансформатор 36 В;

3. R1 – переменный резистор 100 Ом;

4. R2 – переменный резистор 220 Ом;

5. FU – предохранитель 2 А;

6. Выключатель;

7. Амперметр;

8. Вольтметр;

9. Выключатель короткого замыкания.

Основные теоретические положения:

Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат с двумя (или более) обмотками, имеющими между собой магнитную связь, осуществляемую переменным магнитным полем, и служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при сохранении частоты тока неизменной.

Для усиления магнитной связи между обмотками они помещаются на стальном сердечнике (рисунок 1). Трансформаторы, не имеющие стального сердечника, называются воздушными. Они применяются в специальных случаях при преобразовании переменных токов высокой частоты (от 10000— 20000 Гц и выше).

Г – генератор переменного тока.

Рисунок 1 – Двухобмоточный трансформатор

Трансформаторимеет не меньше двух обмоток; из них первичной обмоткой 1 называется обмотка, которая получает энергию преобразуемого переменного тока, вторичными обмотками 2 – обмотки, которые отдают энергию преобразованного переменного тока.

Трансформаторы применяются в основном для преобразования однофазного и трехфазного тока. В соответствии с этим различают однофазные и трехфазные трансформаторы.

Впервые трансформаторы получили техническое применение в схемах со свечами Яблочкова. П. Н. Яблочков разработал конструкцию однофазного трансформатора с разомкнутым сердечником и при своих опытах, а также при эксплуатации своих осветительных установок выявил основные его свойства.

Отношение ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения или же отношение витков обмоток называют коэффициентом трансформации:

При практических расчетах коэффициент трансформации с некоторым допущением принимают равным отношению номинальных напряжений обмоток ВН и НН:

Рисунок 2 – Основные электрические величины в однофазном трансформаторе

Рисунок 3 – Электрическая схема стенда

Ход работы:

Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания и стенд заземлен.

Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений, при этом QF1 замкнут, QF2 разомкнут (режим холостого хода трансформатора).

С помощью реостата R1 выставьте напряжение на выходе трансформатора Т1 (выводах первичной обмотки испытуемого однофазного трансформатора Т2) равным номинальному U1ном, которое регистрируется вольтметром V1.

Измерьте с помощью вольтметра V2 напряжение U20 на выводах вторичной обмотки испытуемого однофазного трансформатора.

Отключите стенд.

Вычислите искомый коэффициент трансформации однофазного трансформатора по формуле

k = U1 / U20.

Контрольные вопросы

1. Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат с двумя (или более) обмотками, имеющими между собой магнитную связь, осуществляемую переменным магнитным полем, и служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при сохранении частоты тока неизменной.

2. Трансформаторы можно классифицировать:

По признаку функционального назначения

-трансформаторы питания

-трансформаторы согласования

Рассмотрим трансформаторы питания, их можно классифицировать

По напряжению:

-низковольтные

-высоковольтные

-высокопотенциальные

В зависимости от числа фаз преобразуемого напряжения

-однофазные

-трёхфазные

В зависимости от числа обмоток

-двухобмоточные

-многообмоточные

В зависимости от конфигурации магнитопровода

-стержневые

-броневые

-тороидальные

В зависимости от мощности

-малой мощности

-средней мощности

-большой мощности

В зависимости от способа изготовления магнитопровода

-пластинчатые

-ленточные

В зависимости от коэффициента трансформации:

-повышающие

-понижающие

В зависимости от вида связи между обмотками:

-с электромагнитной связью (с изолированными обмотками)

-с электромагнитной и электрической связью (со связанными обмотками)

В зависимости от конструкции обмотки:

-катушечные

-галетные

-тороидальные

В зависимости от конструкции всего трансформатора

-открытые

-капсулированные

-закрытые

В зависимости от назначения:

-выпрямительные

-накальные

-анодно-накальные и т.д.

В зависимости от рабочей частоты трансформаторы делят на трансформаторы:

-пониженной частоты (менее 50 Гц)

-промышленной частоты (50 Гц)

-повышенной промышленной частоты (400, 1000, 2000 Гц)

-повышенной частоты (до 10000 Гц)

-высокой частоты

3.Номинальными токами обмоток трансформатора называют токи, определяемые по их номинальным мощностям и номинальным напряжениям. Под номинальной нагрузкой понимают нагрузку, равную номинальному току

Номинальное напряжение обмоток - это напряжение первичной и вторичных обмоток при холостом ходе (линейные - для 3-хфазных или - для однофазных трансформаторов Номинальным коэффициентом трансформации для 2-х обмоточных трансформаторов называют

4. Ток на мощность это произведение напряжения на ток и поэтому при потребления большей мощности на потреблении обмотке увеличивается и ток на первичной

5. Трансформатор работать не будет т.к. закон электромагнитной индукции говорит нам, что ЭДС наводится изменением магнитного потока. Если то постоянный, то создаваемый им магнитный потом не меняется и не наводит ЭДС во вторичной обмотке.

Вывод:

Коэффициент трансформации исследуемого трансформатора составляет 9, следовательно, он понижающий. В данной работе использован косвенный метод измерения коэффициента трансформации. Также коэффициент трансформации можно высчитать по следующей формуле:

megapredmet.ru

Коэффициент трансформации трансформатора

В основе работы каждого типа трансформаторов лежит принцип, связанный с электромагнитной индукцией. Стальные пластины, собранные в замкнутую раму различной формы, исполняют роль сердечника. На нем размещаются две обмотки (S1 иS2) с определенным количеством витков (W1 иW2). Обе обмотки обладают незначительным сопротивлением и большой индуктивностью. Одной из основных величин, характеризующих работу устройства, служит коэффициент трансформации трансформатора.

Понятие коэффициента трансформации

Если к обоим концам первичной обмотки S1 приложить переменное напряжение U1, то по обмотке будет проходить переменный ток I, намагничивающий сердечник и создающий в нем переменный магнитный поток.

С постепенным нарастанием тока, наблюдается и рост магнитного потока в сердечнике. При этом, в витках катушки возбуждается электродвижущая сила самоиндукции. При достижении величины прилагаемого напряжения, прекращается увеличение тока в первичной обмотке.

Переменный магнитный поток, который возникает в сердечнике, проходит и по виткам во вторичной обмотке, в которых возбуждается такая же электродвижущая сила, как и в первичной обмотке. Таким образом, соотношение напряжений на концах обмоток равно соотношению витков на первичной и вторичной обмотке. Это соотношение и представляет собой коэффициент трансформации трансформатора.

Как повысить напряжение

В случае необходимости повышения напряжения, во вторичной обмотке добавляется необходимое количество витков. Такое устройство становится повышающим трансформатором. Для того, чтобы сделать понижающий трансформатор, количество витков на вторичной обмотке, наоборот, уменьшается. В зависимости от первичной обмотки, один и тот же трансформатор может иметь либо повышающий, либо понижающий коэффициент трансформации.

При разомкнутой вторичной обмотке, в ней отсутствует ток, и работа трансформатора происходит вхолостую. Потребление энергии становится минимальным, ее передача из первичной цепи во вторичную отсутствует.

Во время нагрузки трансформатора происходит процесс непрерывной передачи электроэнергии во вторичную цепь из первичной обмотки. Согласно закону превращения и сохранения энергии в первичной и вторичной цепи мощность тока совершенно одинакова. Однако, на практике, это равенство не может быть сохранено, поскольку во время работы трансформатора возникают потери, хотя и в небольшом количестве. Таким образом, средний коэффициент трансформации будет находиться в пределах от 94 до 99%.

Как определить коэффициент трансформации трансформатора

electric-220.ru