Как узнать характеристики трансформатора: Определение характеристик силового трансформатора без маркировки

Определение характеристик силового трансформатора без маркировки

Чтобы использовать имеющийся в запасах силовой трансформатор, необходимо как можно точнее узнать его ключевые характеристики. С решением этой задачи практически никогда не возникает затруднений, если на изделии сохранилась маркировка. Требуемые параметры легко можно найти в Сети, просто введя в строку поиска выбитые на трансформаторе буквы и цифры.
Однако довольно часто маркировки нет – надписи затираются, уничтожаются коррозией и так далее. На многих современных изделиях (особенно на дешевых) маркировка не предусмотрена вообще. Выбрасывать в таких случаях трансформатор, конечно же, не стоит. Ведь его цена на рынке может быть вполне приличной.

Наиболее важные параметры силовых трансформаторов

Что же нужно знать о трансформаторе, чтобы корректно и, самое главное, безопасно использовать его в своих целях? Чаще всего это ремонт какой-либо бытовой техники или изготовление собственных поделок, питающихся невысоким напряжением. А знать о лежащем перед нами трансформаторе нужно следующее:

1. На какие выводы подавать сетевое питание (230 вольт)?
2. С каких выводов снимать пониженное напряжение?
3. Каким оно будет (12 вольт, 24 или другим)?
4. Какую мощность сможет выдать трансформатор?
5. Как не запутаться, если обмоток, а соответственно, и попарных выводов – несколько?

Все эти характеристики вполне реально вычислить даже тогда, когда нет абсолютно никакой информации о марке и модели силового трансформатора.
Для выполнения работы понадобятся простейшие инструменты и расходные материалы:

• мультиметр с функциями омметра и вольтметра;
• паяльник;
• изолента или термоусадочная трубка;
• сетевая вилка с проводом;
• пара обычных проводов;
• лампа накаливания;
• штангенциркуль;
• калькулятор.

Еще понадобится какой-либо инструмент для зачистки проводов и минимальный набор для пайки – припой и канифоль.

Определение первичной и вторичной обмоток

Первичная обмотка понижающего трансформатора предназначена для подачи сетевого питания. То есть именно к ней необходимо подключать 230 вольт, которые есть в обычной бытовой розетке. В самых простых вариантах первичная обмотка может иметь всего два вывода. Однако бывают и такие, в которых выводов, например, четыре. Это значит, что изделие рассчитано на работу и от 230 В, и от 110 В. Рассматривать будем вариант попроще.
Итак, как определить выводы первичной обмотки трансформатора? Для решения этой задачи понадобится мультиметр с функцией омметра. С его помощью нужно измерить сопротивление между всеми имеющимися выводами. Где оно будет больше всего, там и есть первичная обмотка. Найденные выводы желательно сразу же пометить, например, маркером.

Определить первичную обмотку можно и другим способом. Для этого намотанную проволоку внутри трансформатора должно быть хорошо видно. В современных вариантах чаще всего так и бывает. В старых изделиях внутренности могут оказаться залитыми краской, что исключает применение описываемого метода. Визуально выделяется та обмотка, диаметр проволоки которой меньше. Она является первичной. На нее и нужно подавать сетевое питание.
Осталось вычислить вторичную обмотку, с которой снимается пониженное напряжение. Многие уже догадались, как это сделать. Во-первых, сопротивление у вторичной обмотки будет намного меньше, чем у первичной. Во-вторых, диаметр проволоки, которой она намотана – будет больше.

Задача немного усложняется, если обмоток у трансформатора несколько. Особенно такой вариант пугает новичков. Однако методика их идентификации тоже очень проста, и аналогична вышеописанному. В первую очередь, нужно найти первичную обмотку. Ее сопротивление будет в разы больше, чем у оставшихся.
В завершение темы по обмоткам трансформатора стоит сказать несколько слов о том, почему сопротивление первичной обмотки больше, чем у вторичной, а с диаметром проволоки все с точностью до наоборот. Это поможет начинающим детальнее разобраться в вопросе, что очень важно при работе с высоким напряжением.
На первичную обмотку трансформатора подается сетевое напряжение 220 В. Это значит, что при мощности, например, 50 Вт через нее потечет ток силой около 0,2 А (мощность делим на напряжение). Соответственно, большое сечение проволоки здесь не нужно. Это, конечно же, очень упрощенное объяснение, но для начинающих (и решения поставленной выше задачи) этого будет достаточно.
Во вторичной обмотке токи протекают более значительные. Возьмем самый распространенный трансформатор, который выдает 12 В. При той же мощности в 50 Вт ток, протекающий через вторичную обмотку, составит порядка 4 А. Это уже довольно большое значение, потому проводник, через который будет проходить такой ток, должен быть потолще. Соответственно, чем больше сечение проволоки, тем сопротивление ее будет меньше.
Пользуясь этой теорией и простейшим омметром можно легко вычислять, где какая обмотка у понижающего трансформатора без маркировки.

Определение напряжения вторичной обмотки

Следующим этапом идентификации «безымянного» трансформатора будет определение напряжения на его вторичной обмотке. Это позволит установить, подходит ли изделие для наших целей. Например, вы собираете блок питания на 24 В, а трансформатор выдает только 12 В. Соответственно, придется искать другой вариант.

Для определения напряжения, которое возможно снять со вторичной обмотки, на трансформатор придется подавать сетевое питание. Это уже довольно опасная операция. По неосторожности или незнанию можно получить сильный удар током, обжечься, повредить проводку в доме или сжечь сам трансформатор. Потому не лишним будет запастись несколькими рекомендациями относительно техники безопасности.
Во-первых, при тестировании подсоединять трансформатор к сети следует через лампу накаливания. Она подключается последовательно, в разрыв одного из проводов, идущих к вилке. Лампочка будет служить в роли предохранителя на случай, если вы что-то сделаете неправильно, или же исследуемый трансформатор неисправен (закорочен, сгоревший, намокший и так далее). Если она светится, значит что-то пошло не так. На лицо короткое замыкание в трансформаторе, потому вилку из розетки лучше сразу же вытянуть. Если лампа не светится, ничего не воняет и не дымит – работу можно продолжать.
Во-вторых, все соединения между выходами и вилкой должны быть тщательно заизолированы. Не стоит пренебрегать этой рекомендацией. Вы даже не заметите, как рассматривая показания мультиметра, например, возьметесь поправлять скручивающиеся провода, получите хорошенький удар током. Это опасно не только для здоровья, но и для жизни. Для изолирования используйте изоленту или термоусадочную трубку соответствующего диаметра.
Теперь сам процесс. К выводам первичной обмотки припаивается обычная вилка с проводами. Как указано выше, в цепь добавляется лампа накаливания. Все соединения изолируются. К выводам вторичной обмотки подсоединяется мультиметр в режиме вольтметра. Обратите внимание на то, чтобы он был включен на измерение переменного напряжения. Начинающие часто допускают тут ошибку. Установив ручку мультиметра на измерение постоянного напряжения, вы ничего не сожжете, однако, на дисплее не получите никаких вменяемых и полезных показаний.

Теперь можно вставлять вилку в розетку. Если все в рабочем состоянии, то прибор покажет вам выдаваемое трансформатором пониженное напряжение. Аналогично можно измерить напряжение на других обмотках, если их несколько.

Простые способы вычисления мощности силового трансформатора

С мощностью понижающего трансформатора дела обстоят немного сложнее, но некоторые простые методики, все же, есть. Самый доступный способ определить эту характеристику – измерение диаметра проволоки во вторичной обмотке. Для этого понадобится штангенциркуль, калькулятор и нижеприведенная информация.
Сначала измеряется диаметр проволоки. Для примера возьмем значение в 1,5 мм. Теперь нужно вычислить сечение проволоки. Для этого необходимо половину диаметра (радиус) возвести в квадрат и умножить на число «пи». Для нашего примера сечение будет около 1,76 квадратных миллиметров.
Далее для расчета понадобится общепринятое значение плотности тока на квадратный миллиметр проводника. Для бытовых понижающих трансформаторов это 2,5 ампера на миллиметр квадратный. Соответственно, по второй обмотке нашего образца сможет «безболезненно» протекать ток силой около 4,3 А.
Теперь берем вычисленное ранее напряжение вторичной обмотки, и умножаем его на полученный ток. В результате получим примерное значение мощности нашего трансформатора. При 12 В и 4,3 А этот параметр будет в районе 50 Вт.
Мощность «безымянного» трансформатора можно определить еще несколькими способами, однако, они более сложные. Желающие смогут найти информацию о них в Сети. Мощность узнается по сечению окон трансформатора, с помощью программ расчета, а также по номинальной рабочей температуре.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что определение характеристик трансформатора без маркировки является довольно простой задачей. Главное – соблюдать правила безопасности и быть предельно внимательным при работе с высоким напряжением.

формулы, фото и видео как рассчитать потери трансформатора

Конструкция трансформатора

Если посмотреть на трансформатор с внешней стороны, то это Ш-образное устройство, состоящее из металлического сердечника, картонного или пластикового каркаса и обмотки из медной проволоки. Обмоток две.

Сердечник – это несколько стальных пластин, которые обработаны специальным лаком и соединены между собой. Лак наносится специально, чтобы между пластинами не проходило напряжение. Таким способом борются с так называемыми вихревыми токами (токами Фуко). Все дело в том, что токи Фуко просто будут нагревать сам сердечник. А это потери.

Именно с потерями связан и состав пластин сердечника. Трансформаторное железо (так чаще всего называют сталь для сердечника специалисты), если посмотреть ее в разрезе, состоит из больших кристаллов, которые, в свою очередь, изолированы друг от друга окисной пленкой.

КАК УЗНАТЬ Сопротивление ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА

Знать сопротивление обмоток
трансформатора иногда просто необходимо. Но банальное измерение Омметром даст нам только сопротивление провода по постоянному току которое зависит от материала проволоки и длинны самого провода.

Сетевые трансформаторы

как наиболее часто применяемые в быту, рассчитаны на частоту сети в
50 герц
. Именно по этому нам будет проще делать расчеты и измерения. Большинство бытовых измерительных приборов как раз и предназначены для работы с тако частотой.

Есть формулы в которые нужно подставлять количество витков и длину провода с учетом сечения. Есть приборы которые сложны в использовании и не всегда под рукой. Я предлагаю простой и доступный (известный давно) способ, который поможет вам узнать сопротивление по переменному току обмоток интересующего вас трансформатора.

Для начала измеряем классическое сопротивление провода, а за одно и проверим целостность обмотки данного трансформатора.

Узнав это значение мы приступаем к сетевым испытаниям нашего подопытного.

Подключив последовательно с розеткой и трансформатором Амперметр, мы фиксируем ток протекающий по обмотке трансформатора на холостом ходу без нагрузки. В моем случае ток по обмотке оказался равным примерно 7 мА. Подключая и отключая нагрузку на вторичной обмотке , я убедился в незначительном изменении тока потребления и стабильности выходного напряжения в 20 вольт.

Осталось применить формулу Закона Ома I=V/R

и узнать значение сопротивления
R=V/I

Как видите вместо 200 Ом

сопротивления по постоянному току, сопротивление обмотки данного трансформатора переменному току оказалось равным
31,5 Ком
.

Такая метода практична и проста, но требует осторожности и соблюдения мер безопасности.

Источник



Назначение и функциональность

Итак, какие функции выполняет трансформатор?

1. Это снижение напряжения до необходимых параметров.
2. С его помощью снижается гальваническая развязка сети.

Что касается второй функции, то необходимо дать пояснения. Обе обмотки (первичная и вторичная) трансформатора тока между собой напрямую не соединены. Значит, сопротивление прибора, по сути, должно быть бесконечным. Правда, это идеальный вариант. Соединение же обмоток происходит через магнитное поле, создаваемой первичной обмоткой. Вот такой непростой функционал.

Определение обмоток визуальным осмотром.

При визуальном осмотре трансформатора обращают внимание на его внешний защитный слой изоляции, потому как у некоторых моделей на внешнем слое изображают электрическую схему с обозначением всех обмоток и выводов; у некоторых моделей выводы обмоток только маркируют цифрами. Также можно встретить старые отечественные трансформаторы, на внешнем слое которых указывают маркировку в виде цифрового кода, по которому в справочниках для радиолюбителей есть вся информация о конкретном трансформаторе.

Если трансформатор попался без опознавательных знаков, то обращают внимание на диаметр обмоточного провода, которым намотаны обмотки. Диаметр провода можно определить по выступающим выводам концов обмоток, выпущенных для закрепления на контактных лепестках, расположенных на элементах каркаса трансформатора. Как правило, первичную обмотку мотают проводом меньшего сечения, по отношению к вторичной. Диаметр провода вторичной обмотки всегда больше.

Исключением могут быть повышающие трансформаторы, работающие в схемах преобразователей напряжения и тока. Их первичная обмотка выполнена толстым проводом, так как генерирует высокое напряжение во вторичной обмотке. Но такие трансформаторы встречаются очень редко.

При изготовлении трансформаторов первичную обмотку, как правило, мотают первой. Ее легко определить по выступающим концам выводов обмотки, расположенных ближе к магнитопроводу. Вторичную обмотку наматывают поверх первичной, и поэтому концы ее выводов расположены ближе к внешнему слою изоляции.

В некоторых моделях сетевых трансформаторов, используемых в блоках питания бытовой радиоаппаратуры, обмотки располагают на пластмассовом каркасе, разделенном на две части: в одной части находится первичная обмотка, а в другой вторичная. К выводам первичной обмотки припаивают гибкий монтажный провод, а выводы вторичной обмотки оставляют в виде обмоточного провода.

Расчет

Существует несколько видов расчетов, которыми пользуются профессионалы. Для новичков все они достаточно сложные, поэтому рекомендуем так называемый упрощенный вариант. В его основе лежат четыре формулы.

Трансформатор позволяет понизить напряжение до необходимых параметров.

Формула закона трансформации

Итак, закон трансформации определяется нижеследующей формулой:

U1/U2=n1/n2, где:

• U1 – напряжение на первичной обмотке,
• U2 – на вторичной,
• n1 – количество витков на первичной обмотке,
• n2 – на вторичной.

Упрощенный вид расчета трансформатора

Трансформаторы

Но проще и дешевле собрать его своими руками. К тому же сам процесс сборки достаточно интересный. Но как показывает практика, в основе сборки лежит расчет трансформатора, он же блок питания. Поэтому стоит поговорить именно о проводимых расчетах, то есть, разобраться с формулами и указать на нюансы.

Как рассчитать мощность трансформатора

Чаще всего необходимость расчета мощности трансформатора возникает при работе со сварочной аппаратурой, особенно когда технические характеристики заранее неизвестны.

Мощность трансформатора тесно связана с силой тока и напряжением, при которых аппаратура будет нормально функционировать. Самым простым вариантом расчета мощности будет умножение значения напряжения на величину силы тока, потребляемого устройством. Однако на практике не все так просто, прежде всего из-за различия в типах устройств и применяемых в них сердечников. В качестве примера рекомендуется рассматривать Ш-образные сердечники, получившие наиболее широкое распространение, благодаря своей доступности и сравнительно невысокой стоимости.

Для расчета мощности трансформатора понадобятся параметры его обмотки. Эти вычисления проводятся по такой же методике, которая рассматривалась ранее. Наиболее простым вариантом считается практическое измерение обмотки трансформатора. Показания нужно снимать аккуратно и максимально точно. После получения всех необходимых данных можно приступать к расчету мощности.

Ранее, для определения площади сердечника применялась формула: S=1,3*√Pтр. Теперь же, зная площадь сечения магнитопровода, эту формулу можно преобразовать в другой вариант: Ртр = (S/1,3)/2. В обеих формулах число 1,3 является коэффициентом с усредненным значением.

Понятие начала и конца обмотки, обозначения по ГОСТ 11677-85

По сфере применения преобразователи напряжения делятся на промежуточные, измерительные, защитные, лабораторные. Электрический ток создает магнитное поле, направление которого зависит от направления тока. Необходимость определять начало и конец обмотки трансформатора возникает, если требуется проверить достоверность маркировки или определить характеристики при ее отсутствии.

Сначала немного теории. Обмотка может быть правая (с витками, расположенными по часовой стрелке) или левая (с витками, расположенными против часовой стрелки). Хотя понятия «начало» и «конец» условные, в процессе эксплуатации и при необходимости в ремонте они имеют значение, так как определяют полярность. Проверки проводятся, если нет данных производителя и паспорта.

Порядок маркировки силового трансформаторного оборудования установлен ГОСТ 1167- 85. В однофазном трансформаторе начало обозначается буквой A (для высокого напряжения), a (для низкого напряжения), конец – буквой X, x. При наличии третьей катушки ее начало Am, конец Xm.

В трехфазных трансформаторах:

• высокое напряжение – А, В, С; X, Y, Z;
• среднее напряжение – Аm, Вm, Сm; Хm, Ym, Zm;
• низкое напряжение – а, b, с; х, у, z.
• При отводе нейтрали она обозначается как О, Оm и о.

Схема «в звезду» указывается как Y, в треугольник – Δ. При отводе нейтрали соединение определяется знаком Yн. Если обвивка высокого напряжения соединяются «в звезду», низкого – в треугольник, сочетание помечается как Y/Δ.

Расчет силового трансформатора

Для точного расчета трансформатора требуются довольно сложные вычисления. Тем не менее, существуют упрощенные варианты формул, используемые радиолюбителями при создании силовых трансформаторов с заданными параметрами.

В начале нужно заранее рассчитать величину силы тока и напряжения для каждой обмотки. С этой целью на первом этапе определяется мощность каждой повышающей или понижающей вторичной обмотки. Расчет выполняется с помощью формул: P2 = I2xU2; P3 = I3xU3;P4 = I4xU4, и так далее. Здесь P2, P3, P4 являются мощностями, которые выдают обмотки трансформатора, I2, I3, I4 – сила тока, возникающая в каждой обмотке, а U2, U3, U4 – напряжение в соответствующих обмотках.

Определить общую мощность трансформатора (Р) необходимо отдельные мощности обмоток сложить и полученную сумму умножить на коэффициент потерь трансформатора 1,25. В виде формулы это выглядит как: Р = 1,25 (Р2 + Р3 + Р4 + …).

Исходя из полученной мощности, выполняется расчет сечения сердечника Q (в см2). Для этого необходимо извлечь квадратный корень из общей мощности и полученное значение умножить на 1,2:

. С помощью сечения сердечника необходимо определить количество витков n , соответствующее 1 вольту напряжения: n = 50/Q.

На следующем этапе определяется количество витков для каждой обмотки. Вначале рассчитывается первичная сетевая обмотка, в которой количество витков с учетом потерь напряжения составит: n1 = 0,97 xn xU1. Вторичные обмотки рассчитываются по следующим формулам: n2 = 1,03 x n x U2; n3 = 1,03 x n x U3;n4 = 1,03 x n x U4;…

Любая обмотка трансформатора имеет следующий диаметр проводов: где I – сила тока, проходящего через обмотку в амперах, d – диаметр медного провода в мм. Определить силу тока в первичной (сетевой) обмотке можно по формуле: I1 = P/U1.

Здесь используется общая мощность трансформатора.

Далее выбираются пластины для сердечника с соответствующими типоразмерами. В связи с этим, вычисляется площадь, необходимая для размещения всей обмотки в окне сердечника. Необходимо воспользоваться формулой: Sм = 4 x (d1 2 n1 + d2 2 n2 +d3 2 n3 + d4 2 n4 + …), в которой d1, d2, d3 и d4 – диаметр провода в мм, n1, n2, n3 и n4 – количество витков в обмотках. В этой формуле берется в расчет толщина изоляции проводников, их неравномерная намотка, место расположения каркаса в окне сердечника.

Полученная площадь Sм позволяет выбрать типоразмер пластины таким образом, чтобы обмотка свободно размещалась в ее окне. Не рекомендуется выбирать окно, размеры которого больше, чем это необходимо, поскольку это снижает нормальную работоспособность трансформатора.

Заключительным этапом расчетов будет определение толщины набора сердечника (b), осуществляемое по следующей формуле: b = (100 xQ)/a, в которой «а» – ширина средней части пластины. После выполненных расчетов можно выбирать сердечник с необходимыми параметрами.

Расчёт трансформатора по сечению сердечника

Конструкция трансформатора зависят от формы магнитопровода. Они бывают стержневыми, броневыми и тороидальными. В стержневых трансформаторах обмотки наматываются на стержни сердечника. В броневых – магнитопроводом только частично обхватываются обмотки. В тороидальных конструкциях выполняется равномерное распределение обмоток по магнитопроводу.

Для изготовления стержневых и броневых сердечников используются отдельные тонкие пластины из трансформаторной стали, изолированные между собой. Тороидальные магнитопроводы представляют собой намотанные рулоны из ленты, для изготовления которых также используется трансформаторная сталь.

Возможно ли узнать мощность и ток трансформатора по его внешнему виду

Возможно ли узнать мощность и ток трансформатора по его внешнему виду

Трансформатор — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Если на трансформаторе имеется маркировка, то вопрос определения его параметров исчерпывается сам собой, достаточно лишь вбить эти данные в поисковик и мгновенно получить ссылку на документацию для нашего трансформатора. Однако, маркировки может и не быть, тогда нам потребуется самостоятельно эти параметры вычислить.

Для определения номинальных тока и мощности неизвестного трансформатора по его внешнему виду, необходимо в первую очередь понимать, какие физические параметры устройства являются в данном контексте определяющими. А такими параметрами прежде всего выступают: эффективная площадь сечения магнитопровода (сердечника) и площадь сечения проводов первичной и вторичной обмоток.

Речь будем вести об однофазных трансформаторах, магнитопроводы которых изготовлены из трансформаторной стали, и спроектированы специально для работы от сети 220 вольт 50 Гц. Итак, допустим что с материалом сердечника трансформатора нам все ясно. Движемся дальше.

Сердечники бывают трех основных форм: броневой, стержневой, тороидальный. У броневого сердечника эффективной площадью сечения магнитопровода является площадь сечения центрального керна. У стержневого — площадь сечения стержня, ведь именно на нем и расположены обмотки. У тороидального — площадь сечения тела тороида (именно его обвивает каждый из витков).

Для определения эффективной площади сечения, измерьте размеры a и b в сантиметрах, затем перемножьте их — так вы получите значение площади Sс в квадратных сантиметрах.

Суть в том, что от эффективной площади сечения сердечника зависит величина амплитуды магнитного потока, создаваемого обмотками. Магнитный поток Ф включает в себя одним из сомножителей магнитную индукцию В, а вот магнитная индукция как раз и связана с ЭДС в витках. Именно поэтому площадь рабочего сечения сердечника так важна для нахождения мощности.

Далее необходимо найти площадь окна сердечника — того места, где располагаются провода обмоток. В зависимости от площади окна, от того насколько плотно оно заполнено проводниками обмоток, от плотности тока в обмотках — также будет зависеть мощность трансформатора.

Если бы, к примеру, окно было полностью заполнено только проводами обмоток (это невероятный гипотетический пример), то приняв произвольной среднюю плотность тока, умножив ее потом на площадь окна, мы получили бы общий ток в окне магнитопровода, и если бы затем разделили его на 2, а после — умножили на напряжение первичной обмотки — можно было бы сказать, что это и есть мощность трансформатора. Но такой пример невероятен, поэтому нам необходимо оперировать реальными значениями.

Итак, давайте найдем площадь сечения окна.

Наиболее простой способ определить теперь приблизительную мощность трансформатора по магнитопроводу — перемножить площадь эффективного сечения сердечника и площадь его окна (все в кв.см), а затем подставить их в приведенную выше формулу, после чего выразить габаритную мощность Pтр.

В этой формуле: j — плотность тока в А/кв.мм, f — частота тока в обмотках, n – КПД, Вm – амплитуда магнитной индукции в сердечнике, Кс — коэффициент заполнения сердечника сталью, Км — коэффициент заполнения окна магнитопровода медью.

Но мы поступим проще: примем сразу частоту равной 50 Гц, плотность тока j= 3А/кв.мм, КПД = 0,90, максимальную индукцию в сердечнике — ни много ни мало 1,2 Тл, Км = 0,95, Кс=0,35. Тогда формула значительно упростится и примет следующий вид:

Если же есть потребность узнать оптимальный ток обмоток трансформатора, то задавшись плотностью тока j, скажем теми же 3 А на кв.мм, можно умножить площадь сечения провода обмотки в квадратных миллиметрах на эту плотность тока. Так вы получите оптимальный ток. Или через диаметр провода d обмотки:

Узнав по сечению проводников обмоток оптимальный ток каждой из обмоток, разделите полученную по габаритам мощность трансформатора на каждый из этих токов — так вы узнаете соответствующие найденным параметрам напряжения обмоток.

Одно из этих напряжений окажется близким к 220 вольтам — это с высокой степенью вероятности и будет первичная обмотка. Далее вольтметр вам в помощь. Трансформатор может быть повышающим либо понижающим, поэтому будьте предельно внимательны и аккуратны если решите включить его в сеть.

Кроме того, перед вами может оказаться выходной трансформатор от акустического усилителя. Данные трансформаторы рассчитываются немного иначе чем сетевые, но это уже совсем другая и более глубокая история.

Ранее ЭлектроВести писали, что АББ получила заказ на более 20 млн. долл. США от компании MHI Vestas Offshore Wind на поставку надежных энергоэффективных и компактных трансформаторов WindSTAR, разработанных для установки на ветровых турбинах.

По материалам: electrik.info.

Определение параметров неизвестного трансформатора

Расчет силовых трансформаторов | Полезные статьи

Процесс использования электроэнергии в хозяйственной практике складывается из трёх основных этапов:

1. генерирование;
2. передача от источников генерации к потребителям;
3. использование потребителями электроэнергии на местах.
4. На каждом из этих этапов оптимальны свои параметры напряжений:
5. генераторы электростанций в зависимости от типа 6,3-36,75 кВ;
6. передача электроэнергии по магистральным электросетям в зависимости от требуемой мощности 110-750 кВ;
7. промышленные и бытовые электросети 380-220 В;
8. питание систем бытовых электрических и электронных устройств от нескольких Вольт до десятков Вольт.  

Электромагнитным устройством, обеспечивающим преобразование напряжения и тока из одних величин к другим, является силовой трансформатор. Схематическое изображение трансформатора показано на Рисунке 1.

Трансформаторы отличаются друг от друга как по типам, так и по размерам. Внешний вид одного из типов силовых трансформаторов показан на Рисунке 2.

Профессиональный расчёт силовых трансформаторов достаточно сложен и трудоёмок. Он требует учёта многих факторов: диапазона напряжений, свойств применяемых материалов, геометрической конфигурации элементов устройства, требуемых режимов работы, теплового баланса и многого, многого другого, что необходимо для обеспечения экономичности, безопасности, долговечности.

В данной статье мы коснёмся упрощённых методов расчёта, достаточных для определения основных параметров трансформаторов единичного, непромышленного, изготовления трансформаторов любительских устройств.

Основные характеристики трансформатора для упрощённого расчёта

Характеристики, необходимы для выполнения упрощённого расчёта, следующие:

• напряжения первичной и вторичной обмоток  U₁, U₂;
• токи первичной и вторичной обмоток I1, I2;
• мощность вторичной обмотки трансформатора P2=I2*U2=Pвых; 
• площадь поперечного сечения сердечника Sс;
• площадь поперечного сечения окна Sо;
• рабочая частота трансформатора f = 50Гц. 2/4;
• Ш и П конфигурация: Sс=a*b, Sо=h*c;

Габаритная мощность сердечника

Этот параметр определяется способностью поддерживать магнитные потоки необходимой величины вне зоны магнитного насыщения.

Габаритная мощность сердечника вычисляется из следующей зависимости:

В данной методике следует всегда принимать следующее условие:

Pгаб>P2

КПД трансформатора

КПД трансформатора, η, является важнейшим параметром для определения габаритной мощности сердечника трансформатора Pгаб. Величину η нужно брать из Таблицы1 по параметру Pвых=I2*U2. Если трансформатор имеет несколько вторичных обмоток, то считается Pвых каждой, после чего они суммируются.

Магнитная индукция В

Магнитную индукцию B нужно брать из Таблицы 2. Она определяется конфигурацией магнитопровода и Pвых.

Плотность тока J

Плотность тока в проводе обмоток нужно брать из Табл. 3 в зависимости от конфигурации магнитопровода и Pвых.

Коэффициент заполнения окна сердечника медью Km

Коэффициент заполнения окна сердечника медью Km нужно брать из Таблицы 4 по конфигурации магнитопровода, рабочего напряжения U2 и Pвых.

Коэффициент заполнения сечения сердечника сталью Kc

Коэффициент заполнения сечения сердечника сталью Kc нужно брать из Таблицы 5. В случае изоляционного покрытия пластин сердечника лаком или фосфатной плёнкой нужно выбирать значения в скобках.

Ещё раз заметим, что при расчёте по этой методике необходимо выполнять требование: Pгаб ≥ P2.

В ином случае при расчёте необходимо уменьшить ток или напряжение вторичной обмотки.

После вычисления Pгаб определим напряжение одного витка u1 из следующей зависимости:

Магнитную индукцию B нужно брать из Таблицы2, ориентируясь на конфигурацию магнитопровода и Pвых.

Число витков первичной обмотки определим из зависимости:

W1= U1/u1

Число витков в трансформаторе любой из вторичных обмоток определим из зависимости:

Здесь W1 – количество витков первичной обмотки.

Мощность, потребляемую трансформатором от сети с учётом потерь, определим из зависимости:

P1 = Pвых / η

Ток в первичной обмотке определим из зависимости:

I1=P1/U1

Диаметры проводов обмоток трансформатора в миллиметрах определим из зависимости:

d=0,632*√I

Где I – соответственно токи первичной и вторичных обмоток в амперах.

Приведенная в данной статье методика расчёта позволяет подобрать параметры работоспособных силовых трансформаторов под те или иные задачи индивидуальных пользователей. Например, для питания бытовых электрических или электронных устройств, любительских радиосхем, самодельных игрушек или моделей, разного рода самодельного электроинструмента. Но, с другой стороны, учитывая упрощённость изложенного метода расчёта, необходимо отметить, что подбор параметров по этой статье не обеспечивает трансформатору экономичность, надёжность и безопасность эксплуатации во всех возможных режимах работы.

Какой трансформатор называется повышающим а какой понижающим?

Существует много разных электрических  устройств. Рассмотрим одно из основных и распространенных дошедших до наших дней и не потерявшей своей актуальности – трансформатор. Это устройство служит для повышения или уменьшения напряжения в электрических цепях, частоты и числа фаз переменного электрического тока. По изменению напряжения тока они делятся на понижающие  и повышающие значение напряжения сети.

  Какой трансформатор называется повышающим а какой понижающим?

Понижающий  трансформатор уменьшает напряжение тока в электрической цепи. Технически — это реализуется за счет разности напряжений между первичной обмотки устройства и вторичной.

 Какой трансформатор называется повышающим? Повышающий трансформатор повышает значение напряжения электрического тока. На первичной обмотке оно ниже, а на вторичной выше. Тем самым на выходе прибора напряжение выше и за счет определенного числа витков обмотки и сечения имеет нужное значение.

Автотрансформаторы

Наряду с обычными трансформаторами часто в быту и промышленности применяются автотрансформаторы. Отличие от обычных состоит в том, что первичную и вторичную обмотку связывает не только магнитное поле, но и электрическая связь. Мощность в этом устройстве передается не только за счет магнитного поля, но и за счет электрической связи. Какой трансформатор называют повышающим и какой понижающим в автотрансформаторах?  Принципы заложены те же. Какой трансформатор повышающий, а какой понижающий можно определить по соответствующей маркировке. Есть и универсальные устройства, которые выполняют обе функции на понижение и на повышение. Автотрансформаторы широко применяются в цепях  большой мощности и высокого напряжения и, а также регулируют напряжение  в устройствах небольшой мощности.

Как подобрать трансформатор

Чтобы грамотно выбрать  трансформатор необходимо вначале ознакомится с характеристиками приборов  сети, для которой вы будите покупать трансформатор. Узнать их потребляемую мощность и напряжение.

Далее узнать входное напряжение сети. Зная эти значения можно начать подбирать  устройство. Определим, вначале, нам необходим повышающий или понижающий трансформатор.  Какой трансформатор называют повышающим? Такой, у которого напряжение на входе меньше чем на выходе. Если приборы у нас потребляют напряжение больше, чем на входе сети, то выберем повышающий. Если нет – понижающий.

Смотрим на сумму значений мощности потребляемых приборов. Подбираем трансформатор с выходным параметром соответствующим этой мощности, добавив 20% и напряжению этих приборов. 

Входное напряжение устройства должно соответствовать напряжению сети.

Трансформатор ставим в безопасное место и обязательно заземляем.

Часто покупатели затрудняются в выборе трансформатора. В сложностях подсчета мощности потребляемых приборов. Какой трансформатор является повышающим , какой понижающим. Что выбрать и так далее. Проще обратиться к нашему специалисту и он все сделает. Рассчитает и подберет универсальный автотрансформатор на все случаи, когда будет необходимо добавить какой либо новый потребляющий прибор.

✅ КАК УЗНАТЬ МОЩНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРА | Дмитрий Компанец

Мощность трансформатора определяется и его весом и типом и диаметром провода в обмотках, а, кроме того еще и включением =)

Да именно включением в сеть! К примеру включая повышающий трансформатор от микроволновки в сеть не первичной , а вторичной обмоткой о его мощности можно только гадать. НО я предлагаю провести простейший сравнительный анализ и определить мощность трансформатора при таком странном включении.

Любой неизвестный трансформатор можно сравнить с эталоном и не прибегая к сложным формулам и расчетам примерно подсчитать его среднюю мощность.

Так как в большинстве случаев мощность трансформатора зависит от сопротивления первичной обмотки, то сравнивая сопротивление первички трансформатора с известной мощностью и сопротивлением первички исследуемого трансформатора, можно подсчитать примерную среднюю его мощность.

Для тех кто начитался формул и учебников могу предложить мало решаемую задачку по определению мощности известного трансформатора на который положили железяку определенных размеров. Вот тут даже тонкий электро-математический расчет по большей части зайдет в тупик. Так что не надо сильно умничать пролистав в торопях учебник с формулами и расчетами.

Да моя методика не совершенна, но она доступна проста и надежна, а претендовать на лабораторные исследования могут белые «сидоки» в белых халатах. =)

Трансформатор МОТ включен наоборот ? Каковы его параметры?

Что будет если включить трансформатор от микроволновки Наоборот? Да ничего страшного! Это повышающий трансформатор и потому использование его вторичной обмотки в качестве первички подключаемой к сети 220 вольт для трансформатора не опасно.

Обмотка рассчитанная на напряжение 2500 вольт и имеющая толстый провод прекрасно выдержит токи и напряжения меньшие.
А вот с отдаваемой мощностью будет такая картина — МОТ трансформатор работающий не постоянно в обычном режиме и его долгая работа приводит к перегреву.
Включенный наоборот , этот трансформатор прекрасно себя чувствует на «пониженных оборотах». Отдаваемая в активную нагрузку мощность примерно в 15 ватт конечно мала для силовых потребителей, но для зарядки автомобильных АКБ или лоя питания усилителя звука не самой гипермощи этот трансформатор хорошо сгодится!

В таком режиме он не перегреется и прекрасно выдержит даже короткие замыкания своих вторичных обмоток. Это позволяет сделать из него и точечную сварку и гальванизатор =)

Так что МОТ на оборот Трансформатор само ТОТ!

волновое сопротивление трансформатора | Forum for Electronics

Волновое сопротивление — это термин, который не часто можно услышать в связи с трансформатором. Если трансформатор имеет обмотки с разным числом витков на каждой обмотке, казалось бы, должно быть два разных «характеристических сопротивления»; каждая обмотка будет иметь свое «характеристическое сопротивление».

Однако существует еще одно свойство, известное как «импеданс изображения», которое аналогично характеристическому импедансу и более применимо к трансформаторам:

https://en.wikipedia.org/wiki/Image_impedance

Подробное объяснение, как это относится к аудиотрансформаторам:

https://www.electro-tech-online.com…chat/124261-audio-transformers-two-ports .html

Если вы прочитаете эту ветку, мое дальнейшее обсуждение здесь будет связано с ней.

Я намотал трансформатор 1:1 с 20 витками витой пары на ферритовом тороиде с проницаемостью 10000. Этот тороид не предназначен для использования в радиочастотах, но он послужит цели этого поста.

Я измерил полное сопротивление холостого хода и короткого замыкания первичной обмотки с помощью анализатора импеданса. Первое приложение показывает эти импедансы. Вертикальная шкала является логарифмической и имеет 0,1 Ом внизу, 10 кОм вверху. Развертка по частоте составляет от 1 кГц до 5 МГц. Как объяснено в упомянутой ветке, импеданс изображения будет кривой точно посередине между двумя показанными кривыми.

Второе изображение показывает импеданс первичной обмотки, как и первое изображение, но с еще 3 кривыми, показывающими влияние нагрузок 1 Ом, 10 Ом и 50 Ом на вторичную обмотку.Обратите внимание, что отраженный импеданс при нагрузке 50 Ом представляет собой почти горизонтальную линию (это вторая кривая сверху) с импедансом около 51 Ом. Это то, что мы ожидаем от нагрузки 50 Ом. Эта отраженная нагрузка начинает отклоняться от постоянных 51 Ом на крайних точках частотного диапазона.

Третье изображение показывает импеданс (величину) и действительную часть импеданса первичной обмотки с разомкнутой вторичной цепью. Мы можем видеть, что в импедансе преобладают потери в сердечнике, когда частота намного превышает 100 кГц. Вот почему этот материал сердечника предназначен только для использования в силовых преобразователях, а не для радиочастот.

— — — Обновлено — — —
На четвертом изображении показана другая развертка первичного импеданса с открытым вторичным, показывающая величину импеданса и фазу. Фаза показана желтой кривой и показана на линейной вертикальной шкале со 100 градусами вверху и -100 градусами внизу. Середина графика — ноль градусов. На низких частотах фаза составляет почти 90 градусов, а первичный импеданс выглядит как неплохая катушка индуктивности.Выше 100 кГц фаза начинает стремиться вниз, так как вступает в силу первый параллельный резонанс. При частоте около 500 кГц импеданс становится емкостным. Мы также знаем из третьего изображения, что потери сильно увеличились.

Пятое изображение показывает первичное сопротивление и фазу разомкнутой цепи, а также первичное сопротивление и фазу с резистором 50 Ом, подключенным к вторичной обмотке. Мы видим, что производительность на частоте 100 кГц вполне приличная. Средняя полоса этого трансформатора примерно сосредоточена вокруг 100 кГц.Вот где трансформатор будет работать лучше всего. Я не проектировал трансформатор таким образом; это просто сработало, и я был удивлен.

При частоте 100 кГц сопротивление изображения трансформатора составляет около 50 Ом. Это показывает, что знание импеданса изображения (характеристического импеданса) может помочь определить наилучший рабочий импеданс.

Трансформаторы среднего напряжения: основы трансформаторов среднего напряжения

кВА: Трансформаторы рассчитаны на киловольт-ампер (кВА).кВА используется для выражения номинальной мощности трансформатора, поскольку не все нагрузки трансформатора являются чисто резистивными. Резистивный компонент потребляет мощность, измеряемую в ваттах, тогда как реактивный компонент потребляет мощность, измеряемую в ВАР. Векторная сумма этих двух нагрузок представляет собой общую нагрузку, ВА или кВА

.

Напряжение:  Обозначение напряжения определяет как способ применения трансформатора в системе, так и конструкцию трансформатора. IEEE Std C57.12.00 определяет обозначение номинального напряжения однофазных и трехфазных трансформаторов.

Примеры обозначения напряжения:

Трехфазный

• 12470Y/7200 В
• 12470GY/7200 В
• 7200 В Треугольник

Однофазный

• 7200/12470Y В
• 12470GY/7200 В
• 7200 В Треугольник

Превышение температуры: Номинальная мощность в кВА основана на токе, который трансформатор может выдержать без превышения номинального превышения температуры. Чем сильнее нагружается трансформатор, тем выше становится его внутренняя температура.Максимальное повышение температуры, которое может выдержать трансформатор без ненормального выхода из строя, регулируется спецификациями заказчика или стандартами IEEE

.

Жидкость : Уже более века в трансформаторах используется обычное минеральное масло в качестве диэлектрической охлаждающей жидкости. Он предлагает разумную стоимость с проверенной, надежной и долгосрочной работой. Процедуры технического обслуживания хорошо известны, и отработанное минеральное масло обычно можно восстановить для использования путем фильтрации и дегазации. Температура воспламенения минерального масла составляет ок.155 ^o C, в то время как температура воспламенения менее воспламеняемой жидкости выше 300 ^o C. Это делает менее воспламеняющиеся жидкости, такие как Envirotemp FR3, лучшей альтернативой для установки внутри помещений, на крышах зданий или в высокотемпературных средах. зоны пешеходного движения. Использование менее воспламеняющихся жидкостей признано методом снижения опасности возгорания внутри и снаружи помещений Национальным кодексом электротехники (NFPA 70) и Национальным кодексом электробезопасности

.

::: SKM Power*Tools ::: ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

	Кривые повреждения оборудования Трансформаторы
	Информация, представленная в данном руководстве по применению, предназначена для просмотра, утверждения, интерпретации и применения только зарегистрированным профессиональным инженером. SKM отказывается от какой-либо ответственности и обязательств, возникающих в результате использования и интерпретации этой информации. Воспроизведение этого материала разрешено при условии надлежащего указания SKM Systems Analysis Inc. -кривые тока для защиты оборудования от перегрузок по току.Кривые повреждения определены в стандартах IEEE в расчете на единицу номинальной базовой мощности (кВА) трансформатора и не корректируются при изменении сердечника, материала обмотки или метода охлаждения. Ток при полной нагрузке (FLA) FLA — номинальная непрерывная допустимая нагрузка по току трансформатора при заданной температуре окружающей среды и допустимом повышении температуры, см. таблицу 1. Маркировка FLA расположена на времятоковой кривой (TCC). ) в верхней декаде на 1000 секунд. Общее повышение температуры трансформатора OA 65°C при средней/максимальной температуре окружающей среды 30/40°C составляет 110/120°C. Эти температуры действительно превышают номинальное значение изоляции трансформатора, равное 105°C, и разрешены стандартами.
	Таблица 1 Температурные характеристики трансформатора
	Охлаждение Метод пр./макс. посолТемп. Горячая точка Темп. Темп. Подъем Общая темп. Подъем Инсул. Темп. Максимальная обмотка СК Темп. АА 30°С/40°С 15°С 20°С 25°С 30°С 30°С 75°С 90°С 115°С 130°С 150°С 120°С/130°С 140°С/150°С 170°С/180°С 190°С/200°С 210°С/220°С 130°С 150°С 180°С 200°С 220°С 300°С 350°С 400°С 425°С 450°С ОНАН (ОА) 30°С/40°С 10°С 15°С 55°С 65°С 95°С/105°С 110°С/120°С 105°С 200°C-Al 250°C-CU
	SC Кривые стойкости (повреждения) ANSI C57. 109 определяет характеристики повреждения для маслонаполненных силовых трансформаторов, см. таблицы 2-5. ANSI C57.12.59 определяет характеристики повреждения для сухих трансформаторов, см. таблицы 6 и 7. Кривые повреждения сквозного тока не предназначены для перегрузочной способности. Стандарты гласят: «Если ток короткого замыкания выходит за пределы кривой теплового повреждения, изоляция может быть повреждена, или если ток короткого замыкания выходит за пределы кривой механического повреждения, может произойти кумулятивное механическое повреждение. Достоверность этих кривых предельного повреждения не может быть продемонстрирована испытанием, так как эффекты прогрессируют в течение срока службы трансформатора.Они основаны, главным образом, на обоснованных технических суждениях и благоприятном историческом полевом опыте».
	Кривые повреждений построены для первых 3 декад TCC от 2 до 1000 секунд.
	Таблица 2. Трансформаторы, погруженные в жидкость, категории I 5-500 кВА 1-φ 15-500 кВА 3-φ Частые (механические повреждения) или нечастые неисправности (тепловое повреждение) x Номинальный ток Время И2т 1-φ 3-φ (стр.у.) (сек.) (А о.е.-сек) (кВА) (кВА) 2 1800 7200 5-500 15-500 3 300 2700 5-500 15-500 4,75 60 1354 5-500 15-500 6. 3 30 1191 5-500 15-500 11,3 10 1277 5-500 15-500 25 2 1250 5-500 15-500 35 1,02 1250 5-100 15-300 40 0.78 1250 5-75 15-75
	Таблица 3. Трансформаторы, погруженные в жидкость, категории II 501-1667 кВА 1-φ 501-5000 кВА 3-φ Нечастые неисправности (тепловое повреждение) x Номинальный ток Время И2т (стр.у.) (сек.) (А о.е.-сек) 2 1800 7200 3 300 2700 4,75 60 1354 6. 3 30 1191 11,3 10 1277 25 2 1250 Частые неисправности (включая нечастые неисправности плюс) Места механических повреждений x Номинальный ток Время И2т (стр. у.) (сек.) (А о.е.-сек) 0,7 / Z 2551 Z2 1250 0,7 / Z 4,08 К 1,0 / Z 2 К
	Таблица 4. Трансформаторы, погруженные в жидкость, категории III 1668-10 000 кВА 1-φ 5001-30 000 кВА 3-φ Нечастые неисправности (тепловое повреждение) x Номинальный ток Время И2т (стр.у.) (сек.) (А о.е.-сек) 2 1800 7200 3 300 2700 4,75 60 1354 6. 3 30 1191 11,3 10 1277 25 2 1250 Частые неисправности (включая нечастые неисправности плюс) Места механических повреждений x Номинальный ток Время И2т (стр. у.) (сек.) (А о.е.-сек) 0,5 / Z 5000 Z2 1250 0,5 / Z 8 К 1,0 / Z 2 К
	Таблица 5. Трансформаторы, погруженные в жидкость, категории IV Более 10 000 кВА 1-φ Более 30 000 кВА 3-φ Частые (механические повреждения) или нечастые неисправности (тепловое повреждение) x Номинальный ток Время И2т (стр.у.) (сек.) (А о.е.-сек) 2 1800 7200 3 300 2700 4,75 60 1354 6. 3 30 1191 11,3 10 1277 25 2 1250 Частые (механические повреждения) или нечастые неисправности (тепловое повреждение) x Номинальный ток Время И2т (стр. у.) (сек.) (А о.е.-сек) 0,5 / Z 5000 Z2 1250 0,5 / Z 8 К 1,0 / Z 2 К
	IEEE Std C57. 12.01 определяет 3 категории сухих трансформаторов. Однако IEEE Std C57.12.59 определяет кривые повреждения только для трансформаторов категорий I и II. Кривые повреждения для трансформаторов категории III, 1668-10 000 кВА 1-φ, 5001-30 000 кВА 3-φ не определены.
	Таблица 6. Сухие трансформаторы категории I 1-500 кВА 1-φ 15-500 кВА 3-φ Частые (механические повреждения) или нечастые неисправности (тепловое повреждение) x Номинальный ток Время И2т (стр. у.) (сек.) (А о.е.-сек) 3,5 100 1250 11,2 10 1250 25 2 1250
	Таблица 7 Сухие трансформаторы категории II 501-1667 кВА 1-φ 501-5000 кВА 3-φ Нечастые неисправности (тепловое повреждение) x Номинальный ток Время И2т (стр. у.) (сек.) (А о.е.-сек) 3,5 100 1250 11,2 10 1250 25 2 1250 Частые неисправности (включая нечастые неисправности плюс) Места механических повреждений x Номинальный ток Время И2т (стр. у.) (сек.) (А о.е.-сек) 0,7 / Z 2551 Z2 1250 0,7 / Z 4,08 625 1,0 / Z 2 625
	Точки пускового тока намагничивания На TCC можно нанести одну или несколько точек пускового тока. Пусковые токи выражаются в пиковых амперах. Наиболее распространенная точка — это 8-12-кратное превышение FLA за 0,1 секунды. Еще один менее распространенный момент — это 25-кратное превышение FLA за 0,01 секунды. Пример 1 Нанесите характеристические ориентиры для маслонаполненного трансформатора подстанции мощностью 1000 кВА, 65°C, 4160–480/277 В, Δ-YG с импедансом 6,0%. Рассмотрите как частые, так и редкие случаи отказа для этого приложения. Решение Шаг 1 – Расчет FLA FLA = 1000кВА/(1.732 x 4,16 кВ) = 139 ампер Шаг 2. Определение применимой категории Это трансформатор категории II с номинальной мощностью 1000 кВА Шаг 3. Рассчитайте точки данных о нечастых отказах из таблицы 3 I 1800 с = 2 x 139 ампер = 278 ампер I 300 сек = 3 x 139 ампер = 417 ампер I 60 сек = 4,75 x 139 ампер = 660 ампер I 30 сек = 6,3 x 139 ампер = 876 ампер 10 сек = 11. 3 x 139 ампер = 1571 ампер I 2 сек = 25 х 139 ампер = 3475 ампер Поскольку трансформатор подключен Δ-YG, для защитных устройств первичной стороны необходимо рассчитать отдельный набор точек данных. Устройства на первичной стороне увидят только 58% однофазного замыкания на землю на вторичной стороне. I 1800 с = 0,58 x 2 x 139 ампер = 161 ампер I 300 сек = 0,58 x 3 x 139 ампер = 242 ампер I 60 сек = 0,58 х 4,75 х 139 ампер = 383 ампер I 30 сек = 0.58 х 6,3 х 139 ампер = 508 ампер I 10 сек = 0,58 х 11,3 х 139 ампер = 911 ампер I 2 сек = 0,58 х 25 х 139 ампер = 2016 ампер Шаг 4. Рассчитайте точки данных частых отказов из таблицы 3 I 2 сек = 139 ампер / Z = 139 ампер / 0,06 = 2316 ампер I 4,08 с = 0,7 x 139 ампер / Z = 97,3 ампер / 0,06 = 1622 ампер t 1622 ампер = 2551 (0,06)2 = 9,2 секунды Снова сдвиньте точки данных на 0.58. I 2 сек = 0,58 x 139 ампер / 0,06 = 1344 ампер I 4,08 с = 0,58 x 97,3 ампер / 0,06 = 941 ампер Шаг 5. Расчет точек пуска 12 x Пусковой ток = 12 x 139 А = 1668 А 25 x Пусковой = 25 x 139 А = 3475 А Результаты представлены на рисунке 1. Пример 2 Повторить пример 1, но теперь предположим, что вторичная обмотка заземлена с высоким сопротивлением (HRG). Решение Шаг 1 – аналогично примеру 1 Шаг 2 – То же, что и в примере 1 Шаг 3 – То же, что и в примере 1 Для вторичного HRG сдвига кривой повреждения не требуется. В этом случае защитные устройства на первичной стороне не увидят замыкания на землю на вторичной стороне. Величина замыкания на землю всегда будет намного ниже уровней тока нагрузки. Шаг 4 – То же, что и в примере 1 Опять же, сдвиг точек данных не требуется. Шаг 5 – То же, что и в примере 1 Результаты представлены на рисунке 2.
	Рис. 1 1000 кВА, Δ-YG, кривые повреждения трансформатора, погруженного в жидкость
	Рис.2 1000 кВА, Δ-YG (HRG), кривые повреждения гидротрансформатора
	Пример 3 Нанесите характеристические ориентиры для трансформатора подстанции 1500 кВА, 150°C, 13800-480/277В, Δ-Δ, сухого типа, трансформатора подстанции с импедансом 5,75%. Рассмотрим нечастый случай отказа для этого приложения. Решение Шаг 1 – Расчет FLA FLA = 1500кВА/(1.732 x 13,8 кВ) = 62,8 А Шаг 2. Определение применимой категории Это сухой трансформатор категории II с номинальной мощностью 1500 кВА Шаг 3. Рассчитайте точки данных о нечастых отказах из таблицы 7 I 100 сек = 3,5 x 62,8 А = 220 А I 10 сек = 11,2 х 62,8 ампер = 703 ампер I 2 сек = 25 х 62,8 ампер = 1570 ампер Поскольку трансформатор подключен Δ-Δ, для защитных устройств первичной стороны необходимо рассчитать отдельный набор точек данных.Устройства на первичной стороне увидят только 87% межфазных сбоев на вторичной стороне. I 100 сек = 0,87 х 3,5 х 62,8 ампер = 191 ампер I 10 сек = 0,87 х 11,2 х 62,8 ампер = 612 ампер I 2 сек = 0,87 х 25 х 62,8 ампер = 1366 ампер Шаг 4. Расчет точек пуска 12 x Пусковой = 12 x 62,8 А = 754 А 25 x Пусковой = 25 x 62,8 А = 1570 А Результаты представлены на рисунке 3.
	Рис. 3 1500 кВА, Δ- Δ, кривые повреждения сухого трансформатора
	Каталожные номера
	• Другие руководства по применению, предлагаемые SKM Systems Analysis на сайте www.skm.com •   ABB Protective Relaying Theory and Application, 2-е издание, 2004 г.
	Последняя версия:
	• IEEE Std 242, Рекомендуемая практика IEEE по защите и координации промышленных и коммерческих энергосистем (справочная книга IEEE) • EEE Std C57. 12.00, Общие требования стандарта IEEE к погруженным в жидкость распределительным, силовым и регулирующим трансформаторам . • Стандарт IEEE C57.12.01, Общие требования стандарта IEEE к сухим распределительным и силовым трансформаторам, включая трансформаторы с цельнолитыми и/или герметизированными смолой обмотками •  Стандарт IEEE C57.12.59, Руководство IEEE по длительности сквозного тока сухого трансформатора •  Стандарт IEEE C57.109, Руководство IEEE по длительности тока замыкания трансформатора с погружением в жидкость
	Изоляционные материалы
	Изоляция Класс Максимум Температура Изоляционные материалы Д 90°С Хлопок, шелк, бумага, дерево, целлюлоза, волокна без пропитка или масляная иммерсия А 105°С Класс Y, пропитанный натуральными смолами, сложные эфиры целлюлозы, изоляционные масла и т. д., также ламинированная древесина, лакированная бумага Гибрид А 110°С Изоляция TInsuldur®T Крафт-бумага с эпоксидным связующим активируется под давлением Е 120°C Эмали на синтетической смоле, хлопок и бумажные ламинаты  с формальдегидной связкой Б 130°C Слюда, стекловолокно, асбест и т.д., с подходящее связующее вещество; наплавленная слюда, ламинаты из стекловолокна и асбеста Ф 155°C Материалы класса В с более термостойкие связующие материалы Н 180°C Материалы из стекловолокна и асбеста, и наплавленной слюды с соответствующим Силиконовые смолы С >180°C Слюда, керамика, стекло, кварц и асбест без связующих или с силиконом смолы с повышенной термической стабильностью > Н 220°C Изоляция TNOMEX®, погружение в лак и вакуумное давление пропитанный (VPI)
	назад к Руководства по применению

6 Объяснение электрических испытаний трансформаторов тока

Необходимо регулярно осматривать и тестировать трансформаторы тока и подключенные к ним приборы. Кредит Фотографии: ABB

Трансформаторы тока играют важную роль в контроле и защите электроэнергетических систем. ТТ — это измерительные трансформаторы, используемые для преобразования первичного тока в уменьшенный вторичный ток для использования со счетчиками, реле, контрольным оборудованием и другими приборами.

Часто недооценивают важность испытаний измерительных трансформаторов. Трансформаторы тока для целей учета должны иметь высокую степень точности, чтобы обеспечить точный расчет, а те, которые используются для защиты, должны быстро и правильно реагировать в случае неисправности.

Риски, такие как путаница измерительных трансформаторов для измерения и защиты или перепутанные соединения, могут быть значительно снижены путем тестирования перед первым использованием. В то же время электрические изменения в ТТ, вызванные, например, старением изоляции, можно выявить на ранней стадии.

По этим и другим причинам необходимо регулярно проверять и калибровать трансформаторы тока и подключенные к ним приборы. Для обеспечения точности и оптимальной эксплуатационной надежности необходимо выполнить 6 электрических тестов трансформаторов тока:

1.Тест соотношения

Коэффициент трансформации трансформатора тока

описывается как отношение входного тока первичной обмотки к выходному току вторичной обмотки при полной нагрузке. Например, ТТ с соотношением 300:5 будет производить 5 ампер вторичного тока, когда 300 ампер протекают через первичную обмотку.

Если первичный ток изменится, вторичный ток на выходе изменится соответственно. Например, если 150 ампер протекает через первичную обмотку 300 ампер , выходной ток вторичной обмотки будет 2.5 ампер .

(300:5 = 60:1) (150:300 = 2,5:5)

В отличие от трансформатора напряжения или мощности, трансформатор тока состоит только из одного или нескольких витков в качестве первичной обмотки. Эта первичная обмотка может состоять из одного плоского витка, катушки из прочного провода, намотанной вокруг сердечника, или просто из проводника или шины, пропущенной через центральное отверстие.

Проверка коэффициента трансформации ТТ может быть выполнена путем подачи первичного тока и измерения выходного тока или путем подачи вторичного напряжения и измерения индуцированного первичного напряжения.Фото: TestGuy.

Тест соотношения проводится для подтверждения того, что коэффициент трансформации ТТ соответствует указанному, и для проверки правильности соотношения на разных ответвлениях многоотводного ТТ. Коэффициент трансформации эквивалентен коэффициенту напряжения трансформаторов напряжения и может быть выражен следующим образом:

Н2/Н1=В2/В1

• N2 и N1 количество витков вторичной и первичной обмоток
• V2 и V1 показания напряжения вторичной и первичной сторон

Тесты отношения выполняются путем подачи подходящего напряжения (ниже насыщения) на вторичную обмотку тестируемого ТТ, в то время как напряжение на первичной стороне измеряется для расчета отношения витков из приведенного выше выражения.

ОПАСНО: Соблюдайте осторожность при проведении проверки коэффициента трансформации трансформатора тока и НЕ применяйте достаточно высокое напряжение, которое может привести к насыщению трансформатора. Применение напряжения насыщения приведет к неточным показаниям.

2. Проверка полярности

Полярность ТТ определяется направлением, в котором катушки намотаны на сердечник трансформатора (по часовой стрелке или против часовой стрелки) и тем, как выводы выведены из корпуса ТТ.Все трансформаторы тока имеют вычитательную полярность и должны иметь следующие обозначения для визуального определения направления протекания тока:

• h2 — первичный ток, линия направление
• h3 первичный ток, нагрузка направление вращения
• X1 — вторичный ток

Предполагается, что испытуемый ТТ имеет правильную полярность, если направление мгновенного тока для первичного и вторичного тока противоположно друг другу. Фото: TestGuy.

Знаки полярности на ТТ обозначают относительные мгновенные направления токов. Проверка полярности подтверждает, что прогнозируемое направление вторичного тока ТТ (выход) соответствует заданному направлению первичного тока (вход).

При установке и подключении трансформатора тока к реле учета электроэнергии и защитным реле важно соблюдать полярность. В тот же момент времени, когда первичный ток входит в первичную клемму, соответствующий вторичный ток должен выходить из вторичной клеммы с аналогичной маркировкой.

Предполагается, что испытуемый ТТ имеет правильную полярность, если направление мгновенного тока для первичного и вторичного тока противоположно друг другу. Полярность ТТ имеет решающее значение, когда ТТ используются вместе в однофазных или трехфазных приложениях.

Большинство современного испытательного оборудования ТТ способно автоматически выполнять проверку соотношения с использованием упрощенной настройки измерительных проводов и отображать полярность как правильную или неправильную. Полярность ТТ проверяется вручную с использованием 9-вольтовой батареи и аналогового вольтметра со следующей процедурой проверки:

Маркировка на трансформаторах тока иногда неправильно наносилась на заводе.Вы можете проверить полярность трансформатора тока в полевых условиях с помощью 9-вольтовой батареи. Фото: TestGuy.

Процедура проверки полярности ТТ

1. Отключите все питание перед проверкой и подсоедините аналоговый вольтметр к вторичной клемме проверяемого трансформатора тока. Положительная клемма счетчика подключена к клемме X1 трансформатора тока, а отрицательная клемма подключена к X2.
2. Пропустите кусок провода через верхнюю сторону окна CT и на короткое время соедините положительный конец 9-вольтовой батареи со стороной h2 (иногда отмеченный точкой), а отрицательный конец со стороной h3.Важно избегать постоянного контакта, который приведет к короткому замыканию батареи.
3. При правильной полярности мгновенный контакт вызывает небольшое отклонение аналогового измерителя в положительном направлении. Если отклонение отрицательное, полярность трансформатора тока меняется на противоположную. Клеммы X1 и X2 необходимо поменять местами, чтобы можно было провести тест.

Примечание: Полярность не важна при подключении к амперметрам и вольтметрам.Полярность важна только при подключении к ваттметрам, ваттметрам, варметрам и реле индукционного типа. Для соблюдения полярности сторона трансформатора тока h2 должна быть обращена к источнику питания; тогда вторичная клемма X1 является соединением полярности.

3. Тест возбуждения (насыщения)

Когда ТТ «насыщен», магнитный путь внутри ТТ работает как короткое замыкание в линии передачи. Почти вся энергия, поступающая от первичной обмотки, отводится от вторичной обмотки и используется для создания магнитного поля внутри ТТ.

Испытание на насыщение для трансформатора тока определяет номинальную точку перегиба по стандартам IEEE или IEC, точку, в которой трансформатор больше не может выдавать ток пропорционально его указанному коэффициенту.

Испытания возбуждения выполняются путем подачи переменного напряжения на вторичную обмотку ТТ и ступенчатого увеличения напряжения до тех пор, пока ТТ не достигнет насыщения. Точка «колена» определяется путем наблюдения небольшого увеличения напряжения, вызывающего большое увеличение тока.

Испытательное напряжение медленно снижается до нуля, чтобы размагнитить ТТ. Результаты испытаний наносятся на логарифмический (логарифмический) график и оцениваются на основе периода перехода между нормальной работой и насыщением.

Испытания возбуждения выполняются путем подачи переменного напряжения на вторичную обмотку ТТ и ступенчатого увеличения напряжения до тех пор, пока ТТ не достигнет насыщения. Фото: TestGuy.

Кривая возбуждения вокруг точек скачка тока при небольшом увеличении напряжения; очень важно для сравнения кривых с опубликованными кривыми или аналогичными кривыми КТ.Результаты теста возбуждения следует сравнить с опубликованными данными производителя или предыдущими записями, чтобы определить любые отклонения от ранее полученных кривых.

IEEE определяет насыщение как «точку, в которой касательная находится под углом 45 градусов к вторичному току возбуждения». Также известна как точка «колена». Это испытание подтверждает, что ТТ имеет правильный класс точности, не имеет короткозамкнутых витков в ТТ и коротких замыканий в первичной или вторичной обмотках испытуемого ТТ.

4. Проверка сопротивления изоляции

Изоляция между обмотками трансформатора тока и обмотками заземления должна быть проверена на диэлектрическую прочность при выполнении комплексного испытания ТТ. Для определения состояния изоляции испытуемого ТТ проводятся три испытания:

1. Первичный и вторичный : Проверяет состояние изоляции между высоким и низким уровнем.
2. Первичная цепь к земле : Проверяет состояние изоляции между верхним и землёй.
3. Вторичная цепь к земле : Проверяет состояние изоляции между проводом «низкий» и «землей».

Показания сопротивления изоляции должны оставаться практически постоянными в течение определенного периода времени. Резкое падение значений сопротивления изоляции указывает на деградацию изоляции, и для диагностики проблемы требуется дальнейшее исследование.

Испытания изоляции трансформаторов тока на 600 В или менее обычно проводятся при 1000 В постоянного тока. Перед испытанием закоротите первичную обмотку испытуемого ТТ, соединив h2 и h3, затем закоротите вторичную обмотку испытуемого ТТ, соединив X1 и X2-X5.

Удалите заземление нейтрали и изолируйте ТТ от любой связанной с ним нагрузки. После того, как обмотки закорочены, трансформатор тока будет представлять собой образец с тремя выводами.

Проводятся три испытания сопротивления изоляции для определения состояния изоляции испытуемого ТТ. Фото: TestGuy.

Значения испытаний сопротивления изоляции трансформаторов тока следует сравнивать с аналогичными показаниями, полученными в ходе предыдущих испытаний. Любое большое отклонение в исторических показаниях должно потребовать дальнейшего расследования.

ANSI/NETA MTS-2019 Таблица 100.5 Указывает минимальное сопротивление изоляции 500 МОм при 1000 В постоянного тока для катушек трансформатора с номинальным напряжением 600 В или менее. См. Раздел 7.10.1 для получения дополнительной информации.

Минимальное общепринятое сопротивление изоляции составляет 1 МОм. Любое показание в мегаомах считается хорошей изоляцией, однако именно тренд результатов испытаний изоляции дает истинное состояние изоляции ТТ.

На показания изоляции сильно влияет температура образца.Если показания сравниваются с ранее снятыми показаниями, необходимо применить надлежащие поправочные коэффициенты, если они были получены при различных температурных условиях, прежде чем делать какие-либо выводы.

5. Проверка сопротивления обмотки

Измерение сопротивления обмотки постоянного тока является важным измерением для получения доступа к истинному состоянию, состоянию и точности ТТ. Сопротивление обмотки трансформатора тока будет изменяться с течением времени в зависимости от возраста образца, использования, внешних условий и эффекта нагрузки.

Рекомендуется периодически измерять сопротивление обмотки постоянного тока на одноотводном или многоотводном ТТ и отслеживать значения. Для получения такого малого сопротивления обмотки требуется высокоточная схема измерения низкого сопротивления.

Сопротивление обмотки трансформатора тока находится путем деления падения напряжения на обмотке (измеренного с помощью милливольтметра постоянного тока) на приложенный к обмотке постоянный ток. ТТ должен быть размагничен после завершения проверки сопротивления обмотки.

Измерьте сопротивление обмотки ТТ, пропуская постоянный ток через обмотку, и измерьте падение напряжения. Разделите измеренное напряжение на измеренный ток. Фото: TestGuy.

Совет: Запустите испытание насыщения для размагничивания ТТ по завершении всех испытаний сопротивления обмотки .

6. Испытание нагрузкой

Нагрузка трансформатора тока может быть определена как полное сопротивление в омах на вторичных выходных клеммах.Общая нагрузка представляет собой комбинацию импеданса катушек ваттметра, катушек тока реле, контактного сопротивления, клеммных колодок, сопротивления проводов и контрольных переключателей, используемых во вторичном контуре.

Каждый трансформатор тока имеет вторичную нагрузку при подключении к реле или измерительной цепи. Ожидается, что трансформаторы тока будут обеспечивать вторичный выходной ток в зависимости от их класса точности.

Если размер трансформатора тока не соответствует нагрузке вторичного контура, это может привести к уменьшению вторичного тока ТТ.Проверка нагрузки важна для проверки того, что ТТ подает в цепь ток, не превышающий номинальную нагрузку.

Нагрузочный тест также полезен для проверки того, что трансформаторы тока:

• Не находится под напряжением с установленными закорачивающими устройствами (если используется для измерения или защиты)
• Не оставлять с разомкнутой цепью, когда не используется
• Подключен к одной точке заземления
• Все соединения герметичны

Измерьте нагрузку, подав номинальный вторичный ток ТТ с его клемм в сторону нагрузки, изолировав вторичную обмотку ТТ со всей подключенной нагрузкой, и наблюдайте за падением напряжения в точках подачи и в каждой точке цепи относительно земли.

Этот метод требует много времени, но требует только источника напряжения, сопротивления и вольтметра. Измерение падения напряжения на источнике в сочетании с законом Ома даст нам импеданс нагрузки. Анализ характера падения напряжения по всей цепи подтверждает правильность подключения.

Нагрузка трансформатора тока обычно выражается в ВА. Испытание нагрузкой выполняется для проверки того, что ТТ способен подавать известный ток на известную нагрузку, сохраняя заявленную точность.Испытание под нагрузкой обычно выполняется при полном номинальном значении вторичного тока (например, 5 А или 1 А).

Как рассчитать нагрузку ТТ

В зависимости от класса точности трансформаторы тока делятся на две группы: Измерительные и Защитные (Реле). CT может иметь рейтинг нагрузки для обеих групп.

Измерительные трансформаторы тока обычно обозначаются как 0,2 B 0,5

Последнее число указывает нагрузку в омах. Для ТТ со вторичным током 5 А номинальная нагрузка ВА может быть рассчитана как:

ВА = Напряжение * Ток = (Ток) ² * Нагрузка = (5) ² * 0. 5 = 12,5 ВА

Релейные трансформаторы тока обычно обозначаются как 10 C 400

Последнее число указывает макс. Вторичное напряжение, в 20 раз превышающее номинальный вторичный ток, без превышения погрешности отношения 10 %. Для трансформатора тока с номинальным вторичным током 5 А увеличение номинального тока вторичной обмотки в 20 раз даст нагрузку 4 Ом.

Нагрузка = 400/(20*5) = 4 Ом

Нагрузка в VA может быть указана как:

ВА = Напряжение * Ток = (Ток) ² * Нагрузка = (5) ² * 4 = 100 ВА

Каталожные номера

Комментарии

всего 3 комментария

Оставить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Характеристики и свойства трансформатора из аморфного сплава | by Grace jia

Характеристики и свойства трансформатора из аморфного сплава

Силовой трансформатор из аморфного сплава Китай

Силовой трансформатор из аморфного сплава Китай — это новый тип энергосберегающего трансформатора, изготовленный из нового магнитного трансформатора. аморфный сплав).

Это более чем на 70% ниже, чем потери холостого хода трансформатора с листом кремнистой стали в качестве сердечника, и на 80% ниже, чем ток холостого хода.Обмотки и зажимные устройства трансформатора с эпоксидным литьем сухого типа из аморфного сплава в основном такие же, как у обычного трансформатора с эпоксидным литьем сухого типа, но материал сердечника сильно отличается от материала сердечника обычного трансформатора с эпоксидным литьем сухого типа, который это новый высокотехнологичный продукт под названием аморфный сплав. Аморфный сплав представляет собой магнитный материал толщиной около 0,03 мм.

Поставщик силового трансформатора из аморфного сплава сообщает, что это определенная доля сырья из сплава с использованием технологии ультразакалки (скорость охлаждения 107 ℃ / с), после охлаждающего буя, отлитого в тонкие полоски.По сравнению с холоднокатаным листом из кремнистой стали материал из аморфного сплава имеет пять преимуществ, но также имеет пять недостатков. Эти недостатки вносят много трудностей в проектирование и изготовление трансформатора. Из-за формирования полосы из аморфного сплава поперечное сечение сердечника обычно выполнено в виде прямоугольника, и обмотка также выполнена в виде прямоугольника. В положении хомута есть трещина, откройте обмотку пакета трещин, а затем закройте трещину. Ядро принимает новую трехфазную трехколонную структуру, закупленную за границей.Благодаря преимуществам огнестойкости, высокой надежности и необслуживаемости, сухой трансформатор из аморфного сплава имеет широкие перспективы развития на рынке распределения.

Структура сухого трансформатора из аморфного сплава сильно отличается от конструкции традиционного сухого трансформатора. Из-за особенностей материала из аморфного сплава потери увеличатся примерно на 60% после воздействия внешней нагрузки, а также увеличится шум, что серьезно повлияет на производительность.Поэтому ядро ​​из аморфного сплава не должно подвергаться внешнему напряжению. Выберите подходящую конструкцию зажима и сборки. Силы рассматриваются двумя способами: статическим и динамическим. Статическая сила учитывает вес сердечника и силу, приложенную во время сборки. Динамическая сила относится к воздействию внезапного короткого замыкания. Из-за того, что обмотка использует эпоксидную заливку и обмотку из фольги обычного трансформатора сухого типа с эпоксидной заливкой, она может полностью выдерживать ударную силу внезапного короткого замыкания.Основное соображение состоит в том, чтобы принять меры, чтобы обмотка низкого напряжения могла поддерживать себя, как можно меньше передавать усилие на сердечник. По сравнению с трансформатором масляного типа, трансформатор сухого типа не имеет пожара, взрыва, загрязнения и других проблем из-за отсутствия масла. Таким образом, электрические спецификации и процедуры не требуют размещения сухого трансформатора в отдельном помещении. Особенно новая серия, потери и шум снижены до нового уровня, больше трансформатора и низковольтного экрана в той же распределительной комнате для создания условий.

ECE 494 — Лабораторная работа 2: Испытания силового трансформатора на обрыв и короткое замыкание

Цели

• Для проведения стандартных испытаний на обрыв и короткое замыкание для определения параметров
  эквивалентной схемы трансформатора.
• Оценить регулирование и КПД трансформатора при заданной нагрузке.
• Проверьте характеристики возбуждения трансформатора.

Оборудование

• Один измеритель качества электроэнергии со склада.
• Два провода для прицела со склада.
• Один McLean Engineering Transformer EP-Trio с интегратором 0,1 МОм-1 микрофарад и
  два встроенных резистора по 25 Вт 1 Ом.
• 3-фазный переменный ток Variac.
• Один четырехобмоточный однофазный трансформатор. (Модель № Т-1000)
• Один осциллограф.

Каталожные номера

• A. Fitzgerald, C. Kinsley, Jr., S. Umans, Electric Machinery, Ch. 1,
  6-е издание, McGraw-Hill Inc., 2005.
• PC SEN, Принципы электрических машин и силовой электроники , 3-е издание, John Wiley, 2013 г.

Фон

Силовой трансформатор обычно используется для преобразования мощности при фиксированной
частоты, от одного напряжения к другому. Если он используется для преобразования энергии от высокой
преобразовать напряжение в низкое напряжение, он называется понижающим трансформатором. Эффективность преобразования
силового трансформатора чрезвычайно высока, и почти вся входная мощность подается
как выходная мощность на вторичной обмотке.

Рассмотрим магнитопровод, как показано на рисунке 3.1, несущий первичную и вторичную обмотки.
обмотки, имеющие N ₁ и N ₂ витков соответственно. Когда синусоидальная
на первичную обмотку подается напряжение, в сердечнике будет существовать поток Ф, который связывает
как первичная, так и вторичная обмотки, индуцирующие среднеквадратичное напряжение

V ₁ = 4,44f N ₁ Φ в первичной обмотке

(3. 1)

V ₂ = 4,44fN ₂ Φ во вторичной обмотке

(3.2)

Говорят, что трансформатор имеет коэффициент трансформации

(3.3)

Предварительная лаборатория

Определить способ подключения счетчиков к цепям:

1. Рисунок 3.4 (Тест разомкнутой цепи) для измерения напряжения (V ₁ ), тока (I _p ) и
   мощность (Вт _oc ) трансформатора.
2. Рисунок 3.5 (Испытание на короткое замыкание) для измерения напряжения (V _sc ), тока (I _sc ) и мощности (W _sc ) трансформатора.

Покажите соединения для каждой цепи с (a) обычным ваттметром (4 клеммы) (b) измерителем качества электроэнергии (Fluke 43B)

Эквивалентная схема

Трансформатор может быть представлен эквивалентной схемой, показанной на рисунке 3.2. То
параметры могут относиться как к первичной, так и к вторичной стороне. Сериал
сопротивления R ₁ и
R ₂ представляют потери в меди
в сопротивлении двух обмоток. Последовательные реактивные сопротивления X ₁
и X ₂ — индуктивности рассеяния и
с учетом того, что часть потока, создаваемого одной из обмоток, не полностью
Соедините другую обмотку.Эти реактивные сопротивления были бы равны нулю, если бы существовала идеальная связь.
между двумя обмотками трансформатора.

Шунт сопротивления
Р _р счета
для потерь в сердечнике (из-за гистерезиса и вихревых токов) трансформатора. Шунт
индуктивность X _p является репрезентативной
индуктивностей двух обмоток и был бы бесконечен в идеальном трансформаторе, если бы
число витков двух обмоток должно было быть бесконечным.

Знание параметров схемы замещения позволяет произвести расчет трансформатора
эффективности и регулирования напряжения без необходимости проведения реальных испытаний под нагрузкой.Но для определения этих параметров необходимо сначала получить экспериментальные данные.

По завершении первых двух частей этого эксперимента будет подтверждено, что
импедансы последовательной ветви схемы замещения трансформатора существенно
меньше полного сопротивления параллельной ветви. Из-за этого большого расхождения в
величин элементов мы можем перерисовать эквивалентную схему, показанную на рис. 3.2.
в то, что показано на рисунке 3.3. Ошибки, внесенные в расчеты с использованием рисунка 3.3
на месте рисунка 3.2 весьма незначительны. Кроме того, большая разница в
величины параметров трансформатора позволяют определить элементы
в последовательной ветви с использованием одного набора измерений и элементов в параллельной ветви
используя другой набор измерений.

Тест на разомкнутую цепь

Испытание на разомкнутую цепь используется для определения значений шунтирующей ветви
эквивалентная схема Р _р и
Х _р .Мы можем видеть из рисунка
3.3 что при оставленной разомкнутой вторичной обмотке единственная часть эквивалентной схемы
что влияет на наши измерения, так это параллельная ветвь. Импеданс параллели
ветвь обычно очень высока, но кажется ниже, когда речь идет о стороне низкого напряжения.
Поэтому это испытание проводится на стороне низкого напряжения трансформатора.
клеммы 1 − 1′ на рис. 3.3), чтобы увеличить ток, потребляемый параллельным
перейти к легко измеримому уровню. Кроме того, номинальное напряжение на низком напряжении
сторона ниже и, следовательно, более управляема.

Трансформатор

Т-1000 имеет четыре обмотки. Создайте повышающий трансформатор с соотношением сторон 1:2.
соединив две первичные обмотки последовательно и две вторичные обмотки последовательно.

Этот трансформатор также будет использоваться в следующей части эксперимента, поэтому
оставьте соединения нетронутыми, когда текущая часть будет закончена.

Этот трансформатор рассчитан на 1,0 кВА. Номинальный ток 1000 ВА/240 В
= 4,16 А на стороне 240 В и 1000 ВА/120 В = 8,32 А на стороне 120 В.

Инструкции

1. Подключите цепь, как показано на рис. 3.4. Убедитесь, что сторона низкого напряжения
   трансформатор соответствует левой части схемы подключения. Низкая мощность
   следует использовать факторный ваттметр.
2. Подсоедините измеритель качества электроэнергии к левой (первичной) стороне трансформатора. Если используется ваттметр с низким коэффициентом мощности, его также следует подключить к первичной обмотке и цифровому вольтметру, чтобы можно было измерять фазное напряжение (V ₁ ) и первичный ток (I _P )

.

3. Подключите источник питания от панели стенда к ВХОДУ трехфазного вариатора и подключите ВЫХОД вариатора к цепи.
4. Изменяйте входное напряжение, начиная с 0 В, с шагом 20 В до 120 В.
   V. При каждом шаге изменения записывайте
   I _p , W ₀ и
   V ₁   в таблице 3.1.
5. Выключите вариатор.

Отчет

1. Полная таблица 3.1
2. Вычислить параметры R _p и
   X _p   при номинальном напряжении с использованием

(3.4)

Таблица 3.1: Данные для испытания на разомкнутую цепь.
В 1 Вольт	I р Ампер	Вт 0 Вт	I c = Вт 0 / В 1 Ампер	Ампер	cosφ = W 0 / V 1 I p
20 40 60 80 100 120

(3. 5)

Эти параметры относятся к стороне низкого напряжения.

3. Найдите значение s из R _p и
   X _p относительно стороны высокого напряжения.
4. График тока холостого хода I _p ,
   ток намагничивания I _м ,
   потери в сердечнике Вт ₀  и
   коэффициент мощности холостого хода cos Φ по отношению к приложенному
   напряжение _{В 1} на той же миллиметровке.

Испытание на короткое замыкание

Испытание на короткое замыкание используется для определения значений
Р _с
и X _s последовательной ветви эквивалентной схемы.Эти импедансы обычно очень низкие, но кажутся более высокими, когда речь идет о высоком напряжении.
боковая сторона. Следовательно, это испытание выполняется на стороне высокого напряжения трансформатора (клеммы 2 − 2ʹ).
на рисунке 3.3), чтобы поддерживать ток, потребляемый этими импедансами, на управляемом уровне.

Таблица 3. 2: Данные для испытания на короткое замыкание.
I с Ампер	В с Вольт	Вт с Вт
4.0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5

Инструкции

1. Используя трансформатор с коэффициентом трансформации 2:1 из предыдущей части, подключите цепь, как показано на рисунке
   3.5. Убедитесь, что сторона высокого напряжения трансформатора соответствует левой стороне (первичной)
   схема подключения. Используйте клеммы напряжения ± и 150 В стандартного ваттметра переменного тока, если он используется.
2. Перед началом этого эксперимента убедитесь, что вариатор полностью выключен. Включите вариак.
3. Медленно увеличивайте вариатор до тока I _с
   (см. рис. 3.5) соответствует номинальному значению (около 4 ампер). Записывать
   I _с , V _с и W _с
   в таблице 3.2.
4. Повторите предыдущий шаг, уменьшив ток I _с в
   0,5 А и занести все значения в таблицу 3.2.
5. Выключите вариатор.

Отчет

1. График зависимости потерь в меди Вт _с от тока
   я _с .
2. Вычислить параметр эквивалентной схемы R _s
   и X _s   при номинальном токе обмотки высокого напряжения
   путем первого вычисления

(3.6)

(3.7)

Приведенные выше результаты можно использовать для нахождения

Эти параметры относятся к стороне высокого напряжения.

3. Рассчитать значения R _s и
   X _s относится к стороне низкого напряжения.
4. Теперь, когда у нас есть все параметры эквивалентной схемы трансформатора, вычислите
   регулирование напряжения на номинальной мощности и при отстающем коэффициенте мощности 0,8.
5. Рассчитайте удельный КПД при номинальной мощности и отстающем коэффициенте мощности 0,8.

Характеристики возбуждения

Инструкции

1. Верните трансформатор Т-1000 и достаньте из шкафа инженерный трансформатор Маклина.
2. Подключите цепь, как показано на рис. 3.6.
3. Подайте 20 вольт (от пика к пику) на первичную сторону трансформатора.
   Отображение и запись сигнала напряжения и полярности фазового сдвига как первичной, так и вторичной сторон на двухканальном
   осциллограф.
4. Отображение напряжения на резисторе 1 Ом (которое представляет ток возбуждения
   первичной обмотки) и напряжение вторичной обмотки на осциллографе и запишите
   их формы волны.Обратите внимание на несинусоидальность формы волны тока возбуждения и фазы
   сдвиг относительно вторичного напряжения.
5. Отсоедините провода осциллографа вторичной обмотки от трансформатора.
6. Используйте USB-кабель с оптическим разъемом для подключения глюкометра к компьютеру. Запустите программное обеспечение Flukeview на компьютере и сделайте
   уверены, что он соединяется с вашим счетчиком. Если нет, посмотрите в диспетчере устройств, чтобы определить порт, к которому он подключен, а затем
   выберите этот порт для программного обеспечения Flukeview.
7. Изменяйте приложенное напряжение и наблюдайте за изменением несинусоидального характера
   ток возбуждения. При 20 В _{действующее значение} и при 120 В _{действующее значение} проверьте гармоники напряжения и тока.
   Определить THD и принцип одной или двух гармоник. Используйте программное обеспечение Fluxview, чтобы захватить этот сигнал для вашего отчета.
   Лучше всего записывать данные в электронную таблицу Excel, чтобы вы могли манипулировать графиком для лучшего просмотра.
8. Подайте ток возбуждения на канал I осциллографа.Показать
   напряжение на конденсаторе пассивного интегратора R-C, доступного на
   задняя часть трансформатора на канале II
   осциллограф. Цель интегратора состоит в том, чтобы интегрировать напряжение, чтобы получить
   поток, поскольку e = N (dΦ/dt).
9. Нажмите кнопку X-Y на осциллографе, чтобы увидеть петлю гистерезиса.
10. Увеличьте напряжение, подаваемое на первичную обмотку, и запишите изменение формы
    петля гистерезиса.

Отчет

Показать захваченные формы сигналов и информацию THD.

Вопросы для обсуждения

1. Рассчитайте значение максимального КПД трансформатора Хэмпдена и определите
   ток, при котором это происходит.
2. Объясните разницу в гармоническом составе тока при 20 В и 120 В. Почему
   отсутствуют ли какие-либо гармоники в форме тока при напряжении 120 В?
3. Используя лабораторные данные, определите КПД трансформатора Хэмпдена в процентах при
   половина номинальной мощности и коэффициент отстающей мощности 0,8.

ECE 494 — Лабораторная работа 3: Испытания силового трансформатора на обрыв и короткое замыкание

Цели

• Для проведения стандартных испытаний на обрыв и короткое замыкание для определения параметров
  эквивалентной схемы трансформатора.
• Оценить регулирование и КПД трансформатора при заданной нагрузке.
• Проверьте характеристики возбуждения трансформатора.

Оборудование

• Один измеритель качества электроэнергии со склада.
• Два провода для прицела со склада.
• Один McLean Engineering Transformer EP-Trio с интегратором 0,1 МОм-1 микрофарад и
  два встроенных резистора по 25 Вт 1 Ом.
• 3-фазный переменный ток Variac.
• Один четырехобмоточный однофазный трансформатор. (Модель № Т-1000)
• Один осциллограф.

Каталожные номера

• A. Fitzgerald, C. Kinsley, Jr., S. Umans, Electric Machinery, Ch. 1,
  6-е издание, McGraw-Hill Inc., 2005.
• PC SEN, Принципы электрических машин и силовой электроники , 3-е издание, John Wiley, 2013 г.

Фон

Силовой трансформатор обычно используется для преобразования мощности при фиксированной
частоты, от одного напряжения к другому. Если он используется для преобразования энергии от высокой
преобразовать напряжение в низкое напряжение, он называется понижающим трансформатором. Эффективность преобразования
силового трансформатора чрезвычайно высока, и почти вся входная мощность подается
как выходная мощность на вторичной обмотке.

Рассмотрим магнитопровод, как показано на рисунке 3.1, несущий первичную и вторичную обмотки.
обмотки, имеющие N ₁ и N ₂ витков соответственно. Когда синусоидальная
на первичную обмотку подается напряжение, в сердечнике будет существовать поток Ф, который связывает
как первичная, так и вторичная обмотки, индуцирующие среднеквадратичное напряжение

V ₁ = 4,44f N ₁ Φ в первичной обмотке

(3.1)

V ₂ = 4,44fN ₂ Φ во вторичной обмотке

(3.2)

Говорят, что трансформатор имеет коэффициент трансформации

(3.3)

Предварительная лаборатория

Определить способ подключения счетчиков к цепям:

1. Рисунок 3. 4 (Тест разомкнутой цепи) для измерения напряжения (V ₁ ), тока (I _p ) и
   мощность (Вт _oc ) трансформатора.
2. Рисунок 3.5 (Испытание на короткое замыкание) для измерения напряжения (V _sc ), тока (I _sc ) и мощности (W _sc ) трансформатора.

Покажите соединения для каждой цепи с (a) обычным ваттметром (4 клеммы) (b) измерителем качества электроэнергии (Fluke 43B)

Эквивалентная схема

Трансформатор может быть представлен эквивалентной схемой, показанной на рисунке 3.2. То
параметры могут относиться как к первичной, так и к вторичной стороне. Сериал
сопротивления R ₁ и
R ₂ представляют потери в меди
в сопротивлении двух обмоток. Последовательные реактивные сопротивления X ₁
и X ₂ — индуктивности рассеяния и
с учетом того, что часть потока, создаваемого одной из обмоток, не полностью
Соедините другую обмотку.Эти реактивные сопротивления были бы равны нулю, если бы существовала идеальная связь.
между двумя обмотками трансформатора.

Шунт сопротивления
Р _р счета
для потерь в сердечнике (из-за гистерезиса и вихревых токов) трансформатора. Шунт
индуктивность X _p является репрезентативной
индуктивностей двух обмоток и был бы бесконечен в идеальном трансформаторе, если бы
число витков двух обмоток должно было быть бесконечным.

Знание параметров схемы замещения позволяет произвести расчет трансформатора
эффективности и регулирования напряжения без необходимости проведения реальных испытаний под нагрузкой.Но для определения этих параметров необходимо сначала получить экспериментальные данные.

По завершении первых двух частей этого эксперимента будет подтверждено, что
импедансы последовательной ветви схемы замещения трансформатора существенно
меньше полного сопротивления параллельной ветви. Из-за этого большого расхождения в
величин элементов мы можем перерисовать эквивалентную схему, показанную на рис. 3.2.
в то, что показано на рисунке 3. 3. Ошибки, внесенные в расчеты с использованием рисунка 3.3
на месте рисунка 3.2 весьма незначительны. Кроме того, большая разница в
величины параметров трансформатора позволяют определить элементы
в последовательной ветви с использованием одного набора измерений и элементов в параллельной ветви
используя другой набор измерений.

Тест на разомкнутую цепь

Испытание на разомкнутую цепь используется для определения значений шунтирующей ветви
эквивалентная схема Р _р и
Х _р .Мы можем видеть из рисунка
3.3 что при оставленной разомкнутой вторичной обмотке единственная часть эквивалентной схемы
что влияет на наши измерения, так это параллельная ветвь. Импеданс параллели
ветвь обычно очень высока, но кажется ниже, когда речь идет о стороне низкого напряжения.
Поэтому это испытание проводится на стороне низкого напряжения трансформатора.
клеммы 1 − 1′ на рис. 3.3), чтобы увеличить ток, потребляемый параллельным
перейти к легко измеримому уровню. Кроме того, номинальное напряжение на низком напряжении
сторона ниже и, следовательно, более управляема.

Трансформатор

Т-1000 имеет четыре обмотки. Создайте повышающий трансформатор с соотношением сторон 1:2.
соединив две первичные обмотки последовательно и две вторичные обмотки последовательно.

Этот трансформатор также будет использоваться в следующей части эксперимента, поэтому
оставьте соединения нетронутыми, когда текущая часть будет закончена.

Этот трансформатор рассчитан на 1,0 кВА. Номинальный ток 1000 ВА/240 В
= 4,16 А на стороне 240 В и 1000 ВА/120 В = 8,32 А на стороне 120 В.

Инструкции

1. Подключите цепь, как показано на рис. 3.4. Убедитесь, что сторона низкого напряжения
   трансформатор соответствует левой части схемы подключения. Низкая мощность
   следует использовать факторный ваттметр.
2. Подсоедините измеритель качества электроэнергии к левой (первичной) стороне трансформатора. Если используется ваттметр с низким коэффициентом мощности, его также следует подключить к первичной обмотке и цифровому вольтметру, чтобы можно было измерять фазное напряжение (V ₁ ) и первичный ток (I _P )

.

3. Подключите источник питания от панели стенда к ВХОДУ трехфазного вариатора и подключите ВЫХОД вариатора к цепи.
4. Изменяйте входное напряжение, начиная с 0 В, с шагом 20 В до 120 В.
   V. При каждом шаге изменения записывайте
   I _p , W ₀ и
   V ₁   в таблице 3.1.
5. Выключите вариатор.

Отчет

1. Полная таблица 3.1
2. Вычислить параметры R _p и
   X _p   при номинальном напряжении с использованием

(3.4)

Таблица 3.1: Данные для испытания на разомкнутую цепь.
В 1 Вольт	I р Ампер	Вт 0 Вт	I c = Вт 0 / В 1 Ампер	Ампер	cosφ = W 0 / V 1 I p
20 40 60 80 100 120

(3. 5)

Эти параметры относятся к стороне низкого напряжения.

3. Найдите значение s из R _p и
   X _p относительно стороны высокого напряжения.
4. График тока холостого хода I _p ,
   ток намагничивания I _м ,
   потери в сердечнике Вт ₀  и
   коэффициент мощности холостого хода cos Φ по отношению к приложенному
   напряжение _{В 1} на той же миллиметровке.

Испытание на короткое замыкание

Испытание на короткое замыкание используется для определения значений
Р _с
и X _s последовательной ветви эквивалентной схемы.Эти импедансы обычно очень низкие, но кажутся более высокими, когда речь идет о высоком напряжении.
боковая сторона. Следовательно, это испытание выполняется на стороне высокого напряжения трансформатора (клеммы 2 − 2ʹ).
на рисунке 3.3), чтобы поддерживать ток, потребляемый этими импедансами, на управляемом уровне.

Таблица 3. 2: Данные для испытания на короткое замыкание.
I с Ампер	В с Вольт	Вт с Вт
4.0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5

Инструкции

1. Используя трансформатор с коэффициентом трансформации 2:1 из предыдущей части, подключите цепь, как показано на рисунке
   3.5. Убедитесь, что сторона высокого напряжения трансформатора соответствует левой стороне (первичной)
   схема подключения. Используйте клеммы напряжения ± и 150 В стандартного ваттметра переменного тока, если он используется.
2. Перед началом этого эксперимента убедитесь, что вариатор полностью выключен. Включите вариак.
3. Медленно увеличивайте вариатор до тока I _с
   (см. рис. 3.5) соответствует номинальному значению (около 4 ампер). Записывать
   I _с , V _с и W _с
   в таблице 3.2.
4. Повторите предыдущий шаг, уменьшив ток I _с в
   0,5 А и занести все значения в таблицу 3.2.
5. Выключите вариатор.

Отчет

1. График зависимости потерь в меди Вт _с от тока
   я _с .
2. Вычислить параметр эквивалентной схемы R _s
   и X _s   при номинальном токе обмотки высокого напряжения
   путем первого вычисления

(3.6)

(3.7)

Приведенные выше результаты можно использовать для нахождения

Эти параметры относятся к стороне высокого напряжения.

3. Рассчитать значения R _s и
   X _s относится к стороне низкого напряжения.
4. Теперь, когда у нас есть все параметры эквивалентной схемы трансформатора, вычислите
   регулирование напряжения на номинальной мощности и при отстающем коэффициенте мощности 0,8.
5. Рассчитайте удельный КПД при номинальной мощности и отстающем коэффициенте мощности 0,8.

Характеристики возбуждения

Инструкции

1. Верните трансформатор Т-1000 и достаньте из шкафа инженерный трансформатор Маклина.
2. Подключите цепь, как показано на рис. 3.6.
3. Подайте 20 вольт (от пика к пику) на первичную сторону трансформатора.
   Отображение и запись сигнала напряжения и полярности фазового сдвига как первичной, так и вторичной сторон на двухканальном
   осциллограф.
4. Отображение напряжения на резисторе 1 Ом (которое представляет ток возбуждения
   первичной обмотки) и напряжение вторичной обмотки на осциллографе и запишите
   их формы волны.Обратите внимание на несинусоидальность формы волны тока возбуждения и фазы
   сдвиг относительно вторичного напряжения.
5. Отсоедините провода осциллографа вторичной обмотки от трансформатора.
6. Используйте USB-кабель с оптическим разъемом для подключения глюкометра к компьютеру. Запустите программное обеспечение Flukeview на компьютере и сделайте
   уверены, что он соединяется с вашим счетчиком. Если нет, посмотрите в диспетчере устройств, чтобы определить порт, к которому он подключен, а затем
   выберите этот порт для программного обеспечения Flukeview.
7. Изменяйте приложенное напряжение и наблюдайте за изменением несинусоидального характера
   ток возбуждения. При 20 В _{действующее значение} и при 120 В _{действующее значение} проверьте гармоники напряжения и тока.
   Определить THD и принцип одной или двух гармоник. Используйте программное обеспечение Fluxview, чтобы захватить этот сигнал для вашего отчета.
   Лучше всего записывать данные в электронную таблицу Excel, чтобы вы могли манипулировать графиком для лучшего просмотра.
8. Подайте ток возбуждения на канал I осциллографа.Показать
   напряжение на конденсаторе пассивного интегратора R-C, доступного на
   задняя часть трансформатора на канале II
   осциллограф. Цель интегратора состоит в том, чтобы интегрировать напряжение, чтобы получить
   поток, поскольку e = N (dΦ/dt).