Am văzut deja că eficiența unui transformator atinge valori foarte ridicate. Cu toate acestea, indiferent cât de mare este eficiența, în timpul operațiunii (20-25 ani), pierderile de putere pierdute iremediabil în transformator sunt destul de semnificative. Prin urmare, orice creștere posibilă a eficienței, adică reducerea pierderilor rămâne una dintre principalele sarcini ale producției de transformatoare. Desigur, nu totul depinde de muncitorii care asamblează nodurile individuale sau transformatorul ca întreg. Cu toate acestea, cunoașterea aprofundată a cauzelor pierderilor și modalitățile de reducere a acestora sunt absolut esențiale pentru dezvoltarea cu succes și executarea competentă a oricărei operațiuni de producție în timpul asamblării.
Am examinat deja unde și de ce au loc pierderile în transformator. Să vedem ce metode există pentru a reduce pierderile în transformatoare. Când vorbește despre creșterea eficienței unui transformator, în primul rând, consideră că este posibilă reducerea pierderilor în regim de ralanti - pierderi permanente ale transformatorului. Pentru a reduce pierderile de oțel, există mai multe moduri. Prima este o scădere a magnitudinii fluxului magnetic Φο. Totuși, aceasta este calea cea mai nefavorabilă, deoarece pentru a crea același emf ar fi necesar să se mărească numărul de rotații în bobine, adică utilizați mai multe fire de cupru sau aluminiu.
Este mai avantajos să utilizați un alt mod: fără a reduce fluxul magnetic, utilizați oțeluri electrice care ar avea o rezistență ridicată (pentru a reduce curenții turbionari) și pierderi reduse datorate histerezisului. O altă modalitate este de a realiza un sistem magnetic de plăci izolate subțiri, care reduc drastic pierderile cauzate de curenții turbionari. Utilizarea pe scară largă a modelelor de circuite magnetice cu îmbinări plăci oblice și fără o gaură în oțelul activ reduce, de asemenea, pierderile de ralanti.
Cu toate acestea, este deosebit de important ca asamblorul transformatorului să știe cum depind pierderile din oțel la calitatea performanței operațiunilor de producție corespunzătoare. Oțelul laminat la rece, utilizat practic pentru toate transformatoarele, este foarte sensibil la influențele mecanice. Chiar și la tăierea și ștanțarea plăcilor, proprietățile magnetice ale oțelului din zona de tăiere se deteriorează. Strokes pe oțel, coturi de plăci, munca grea sparge orientarea de cristale, crește pierderile specifice și puterea de magnetizare. Înainte de asamblarea miezului magnetic, plăcile au fost supuse în mod obligatoriu unei răciri la temperaturi înalte în cuptoare, care restabilește caracteristicile magnetice ale oțelului.
Cu toate acestea, la asamblarea miezului magnetic, turnarea și redesenarea jugului superior, oțelul poate fi foarte ușor deteriorat din nou. La aceste operațiuni, colectorul ar trebui să aibă o atenție specială și o precizie deosebită atunci când manipulează plăcile de oțel, ceea ce nu permite deteriorarea mecanică. Cu cât este mai atent asamblarea cu plăcuțele, cu atât este mai puțin pierderea de ralanti în transformatorul asamblat.
Experiența arată că pierderile specifice din oțel ale transformatorului sunt de 1,3-1,5 ori mai mari decât în materialul inițial. În mare măsură, aceasta depinde de calitatea construcției. Cu o bună asamblare, pierderile din sistemul magnetic al transformatorului depășesc pierderile din oțel înainte de începerea prelucrării cu numai 25-30%.
Reducerea pierderilor în înfășurări din curenții de sarcină ai transformatorului este cea mai ușoară pentru a obține prin creșterea secțiunii transversale a firelor de înfășurare. Cu toate acestea, acest lucru nu este profitabil din punct de vedere economic, deoarece în acest caz dimensiunile nu numai a înfășurărilor, ci și a circuitului magnetic cresc în mod inevitabil, adică masa materialelor active crește, iar pierderea în ralanti în transformator crește. Prin urmare, dimensiunile firelor de înfășurare sunt rareori crescute, cel mai adesea dacă rezistența mecanică a înfășurărilor necesită acest lucru.
Există și alte modalități de a reduce pierderile în bobine. Știm deja că, în plus față de încărcătura în înfășurări, există pierderi suplimentare. Aceste pierderi nu numai că reduc eficiența transformatorului, reducându-i eficiența, dar, de asemenea, se concentrează adesea în elementele individuale ale construcției transformatorului, cauzând încălzirea lor periculoasă. O astfel de încălzire se produce, de obicei, în partea superioară și inferioară a bobinelor, în inelele de presare, grinzile jugului și rezervorul transformatorului.
Fluxurile de împrăștiere sunt foarte "sensibile" la simetria magnetică a înfășurărilor. Este suficientă chiar și o ușoară deplasare a înfășurărilor unul față de celălalt, pentru a mări brusc împrăștierea. Asemenea deplasări sunt deosebit de frecvente în înălțime: una dintre înfășurări poate fi liberă sau puțin diferită în înălțime față de cealaltă. Acest lucru aproape întotdeauna frânează simetria magnetică și mărește împrăștierea. Prin urmare, atunci când montați (înfășurați) înfășurătorii, colectorul trebuie să monitorizeze cu atenție înălțimile, evitând deplasarea înfășurărilor, uniformitatea canalelor dintre ele, în spatele aranjamentului lor strict concentric pe miez.
Încălcarea intervalelor specificate între înfășurări, robinete și rezervor, de regulă, modifică direcția fluxurilor de împrăștiere și poate duce adesea la încălzire locală periculoasă în rezervorul sau raftul fasciculului de jug.
Pierderea de putere și eficiența transformatorului.
Transformatoarele sunt normalizate nu prin active, ci prin capacitate maximă, deoarece Dimensiunile transformatoarelor la o anumită frecvență sunt determinate în principal de tensiunea și curentul nominal. Nominal, adică permisă prin încălzire, curentul determină secțiunea transversală a firelor înfășurărilor transformatorului. Fluxul magnetic și dimensiunile circuitului magnetic depind de tensiunea pe rotație. Prin urmare, valoarea nominală principală este puterea nominală totală S = U I. Pierderile de energie în timpul transformării sunt constante și variabile care depind de sarcină. Pierderile de putere constante constau în pierderi în circuitul magnetic din oțel pentru histerezis și curenții turbionari. Pierderile din oțel sunt determinate de valoarea debitului și a frecvenței și nu depind de încărcătură. La U = const și f = const, amplitudinea fluxului este neschimbată. Pierderile din oțel pot fi luate egale cu puterea activă consumată de transformator pe ch.
Pierderile variabile sunt pierderile în bobine de cupru:
Din aceasta rezultă că pierderile înfășurărilor la I1 = I1n sunt egale cu puterea activă din experiment. pentru I1nom. Eficiența transformatorului
unde P1 și P2 - consumate și date energiei active. Pe h.x. P2 = 0 și
h = 0. Când P2 crește, eficiența crește, atinge valoarea maximă și apoi începe
să scadă. Reducerea la sarcini mari este explicată de o creștere puternică a pierderilor în bobine, deoarece ele cresc proporțional cu pătratul curentului. Eficiența maximă este la pc = pM. Transformatorul este proiectat astfel încât hmax să fie atinsă la sarcina cea mai probabilă, egală cu (0,5-0,75) P2n. La P2 = P2, este aproape de valoarea maximă a h și ajunge la 98-99% în transformatoare mari.
Fig. 32. Eficiența transformatorului în funcție de sarcină.
Conectarea grupurilor de înfășurări ale transformatoarelor
Până acum, la construirea schemelor vectoriale ale unui transformator, sa considerat că faza fazei de înfășurare a înfășurării HV și înfășurării LV coincid în fază. Dar acest lucru este valabil numai dacă înfășurarea înfășurărilor primare și secundare ale transformatorului într-o direcție și etichetarea terminalelor acestor înfășurări este aceeași, așa cum se arată în Fig. 2.1, a. Dacă un trans-formatorul pentru a schimba direcția sau înfășurare LV rearanjate simboluri ale concluziilor sale, EMF ar fi deplasată în raport cu faza de EMF 180 ° (Fig. 10.1, B). Schimbarea de fază dintre EMF și cea obișnuită este exprimată de grupul compus. Deoarece această schimbare de fază poate varia de la 0 până la 360 ° și multiplicitatea de forfecare este de 30 °, apoi pentru a se referi la un compus din grup a primit o serie de numere: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 și 0.
Unghiul de deplasare a vectorului EMF liniar al înfășurării HH față de vectorul EMF liniar al înfășurării VN este determinat prin înmulțirea numărului care indică grupul de conectare cu 30 °. Unghiul de deplasare este contorizat din vectorul de înfășurare EMF în sens orar spre vectorul de înfășurare EMF. De exemplu, grupul compusului 5 indică faptul că faza EMF EM este în fază de la vectorul BH EMF la un unghi de 5-30 ° = 150 °.
Pentru o mai bună înțelegere a desemnării acceptate a grupurilor, compușii sunt comparați cu ceasul. În acest caz, vectorul de înfășurare EM al înfășurării HH corespunde cu mâna de minut, care este fixată pe cifra 12, iar vectorul de înfășurare EMF al înfășurării НН este în sensul acelor de ceasornic (Figura 10.2). Trebuie avut în vedere faptul că coincidența în faza vectorilor EMF și echivalentă cu coincidența mâinilor de ceas pe cadran este desemnată de grupul 0 (și nu de 12). În plus, trebuie reținut faptul că direcția pozitivă a rotației vectorilor EMF este luată prin rotirea lor față de mâna orară.
Astfel, într-un transformator monofazat sunt posibile numai două grupuri de conexiuni: grupa 0 care corespunde coincidenței de fază și grupa 6, corespunzătoare trecerii de fază între și cu 180 °. Dintre aceste grupuri, GOST furnizează doar grupul 0, este notat cu I / I-0.
Fig. 10.1. Grupuri de lichidare a transformatoarelor monofazate:
Fig. 10.2. Compararea poziției mâinilor ceasului cu desemnarea grupurilor de conexiuni.
Prin utilizarea diferitelor metode de conectare a înfășurărilor în transformatoarele trifazate, este posibil să se creeze 12 grupuri de conexiuni diferite ca un exemplu de schemă de conectare stea-stea (figura 10.3, a). Diagramele vectoriale ale EMF arată că schimbarea dintre EMF liniare este zero în acest caz. Acest lucru poate fi verificat prin combinarea punctelor A și a cu suprapunerea diagramelor vectoriale ale EMF a înfășurărilor HH și HH. În consecință, pentru schemele de conectare a înfășurării indicate, are loc grupul 0; este notat cu Y / Y-0. Dacă pe partea de JT a punctului zero și conectați clemele, b și c, o trage cu EMF x terminale, y și z, EMF se schimbă în fază de 180 ° și Transfrm-Matora va aparține unui grup de 6 (Y / Y -6) ( Figura 10.3, b).
La conectarea înfășurărilor stea-delta prezentate în Fig. 10.4, a, avem grupa 11 (Y / # 916; -11). Dacă începutul și capetele pe swap ale înfășurărilor de fază HH, vectorul este rotit cu 180 °, iar transformatorul se va referi la gruparea 5 (Y / # 916; -5) (Fig 10.4, b.).
Cu circuite identice care leagă înfășurările HH și LV, de exemplu Y / Y și Y # 916; / # 916; , se obțin chiar grupe de compus și pentru schemele inegale, de exemplu, Y / # 916; sau # 916; / Y, - impar. Cele patru grupe de compus (0, 6, 11 și 5) luate în considerare sunt numite de bază. Din fiecare grup de bază a compusului prin terminalele redefini circulare, pe de o parte a transformatorului, de exemplu, pe partea de JT (fără circuit de schimbare de conectare) pot fi preparați doi derivați ai grupului. De exemplu, dacă un transformator cu un grup compus Y / Y-O (figura 10.3, a) înfășurare terminale LV și re-mark în locul secvenței abc ia secvență sab, vectorul EMF este rotită cu 120 °, astfel, se obține un grup compus Y / Y -4. Dacă, totuși, concluziile înfășurărilor NN sunt re-etichetate în secvența bca, vectorul se va întoarce cu încă 120 ° și numai cu 240 °; obținem grupul Y / Y-8.
Fig.10.3 Scheme de conectare a bobinei și diagrame vectoriale: a-pentru grupul Y / Y -0: b-pentru grupul Y / Y-6
Fig. 10.4. Diagrame de conectare înfășurări și diagrame vectoriale:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: