Трансформаторы с расщепленной обмоткой

ЛЕКЦИЯ № 11

Тема: Трансформаторы с расщепленными обмотками, автотрансформаторы.

Цель: Изучить особенности конструкции и рабочих свойств трансформаторов с расщепленными обмотками и автотрансформаторов.

План: 1.Особенности конструкции.

2. Рабочие свойства.

3. Рабочие свойства и особенности конструкции автотрансформаторов.

Литература: 1. Бургардт К.А., Просужих Р.П.

«Корабельные электрические машины».

Часть 2. 1980., стр. 37-41.

2. Важнов Л.И.

«Электрические машины».

1969., стр. 533-550.

Лекция обсуждена и одобрена на заседании кафедры

Протокол № _____ от «_____» _____________200 г.

Преподаватель: Просужих Р.П.

Лекция № 11 Трансформаторы с расщепленными обмотками. Автотрансформаторы

Трансформаторы с расщепленной обмоткой

Такими трансформаторами называют трехобмоточные трансформаторы, у которых две вторичные (или две первичные при одной вторичной) не имеют индуктивной связи друг с другом. Это достигается особенностью конструкции трансформатора с расщепленной обмоткой, которую мы рассмотрим на примере однофазного трансформатора с одной первичной обмоткой высшего напряжения (ВН) и двумя вторичными обмотками низшего напряжения (НН), которые представляют собой обмотку НН, расщепленную на две части «2» и «3». Магнитопровод такого трансформатора должен быть бронестержневым, как показано на рисунке 1.

При этом первичная обмотка «1» ВН также должна иметь две части ВН₁₂ и ВН₁₃, расположенные на разных стержнях, т.е. совместно с обмотками «2» и «3». Это значит, что первичная обмотка имеет две параллельные ветви, каждая из которых создает свой основной магнитный поток замыкающийся по своему стержню и своему ярму. Такое расположение обмоток на таком магнитопроводе обеспечивает слабую магнитную связь между обмотками «2» и «3», поэтому передача энергии из цепи обмотки «2» в цепь обмотки «3» посредством электромагнитного поля практически исключена. Это значит в свою очередь, что такой трансформатор можно рассматривать как два самостоятельных трансформатора, размещенных в одном корпусе и на одном магнитопроводе.

Если нагрузить одну из вторичных обмоток, например НН₂, то на стороне ВН будет нагружена только одна из параллельных ветвей обмотки ВН, в частности ВН₁₂, расположенная на одном стержне с обмоткой НН₂.

Трансформатор с расщепленной обмоткой может передавать энергию и в обратном направлении, т.е. быть повышающим.

В этом случае обмотки НН₂ и НН₃ будут являться первичными. Они могут получать питание от двух отдельных генераторов. Вторичной обмоткой будет обмотка ВН, имеющая две параллельные ветви. Естественно, что в случае, когда один из генераторов будет отключен, то не будет нагружена и соответствующая ветвь вторичной обмотки ВН.

Номинальные напряжения U_2Н и U_3Н могут быть как одинаковыми так и различными. Соотношение магнитных потоков в стержнях трансформатора и зависит от соотношений между напряжением U₁, и приведенными напряжениями Ů^/₂ и Ů^/₃. Если , то будут равны друг другу и приведенные токи . В этом случае одинаковы и магнитные потоки Ф₂ = Ф₃. Следовательно, в боковых стержнях (ярмах) бронестержневого трансформатора магнитные потоки отсутствуют.

В общем случае это не так. Если напряжение и неодинаковы, например, при неодинаковой нагрузке обмоток НН₂ и НН₃, то и токи и магнитные потоки не равны друг другу. В этом случае в магнитопроводе появится магнитный поток , равный разности потоков в стержнях Ф₂ и Ф_3. Этот поток будет замыкаться по боковым стержням (ярмам). Если бы этих боковых стержней не было, то поток вынужден был бы замыкаться по воздуху (по путям рассеяния), а в основном по конструктивным элементам трансформатора (стенкам бака и т.п.).

Это привело бы к большим добавочным потерям на вихревые токи и перемагничивание. Именно по этой причине трансформаторы с расщепленными обмотками выполняют на бронестержневых магнитопроводах.

Основное преимущество трансформаторов с расщепленными обмотками состоит в том, что у них сопротивление короткого замыкания (Z_K12» Z_K13) за счет независимости обмоток НН₂ и НН₃ примерно в два раза больше, чем сопротивление короткого замыкания Z_К обычного трансформатора, у которого параллельные ветви вторичной обмотки взаимозависимы. Это обуславливает меньшие значения тока короткого замыкания трансформаторов с расщепленными обмотками по сравнению с обычными двух и многообмоточными трансформаторами.

Суммарная мощность расщепленной обмотки, т.е. обмоток НН₂ и НН₃, равна мощности всего трансформатора, т.е. мощности обмотки ВН.

Трехфазные трансформаторы с расщепленными обмотками выполняются на обычных трехстержневых магнитопроводах. При этом каждая из частей расщепленной обмотки, принадлежащих одной фазе, расположена на одном и том же стержне магнитопровода. В этом случае роль крайних стержней (ярм) выполняют два других стержня, на которых расположены обмотки других фаз. Поскольку токи и магнитные потоки фаз сдвинуты по фазе на 120°эл, их взаимозависимость невелика.

Части расщепленной обмотки, т.е. НН₂ и НН₃ и параллельные ветви обмотки ВН каждой из фаз, разнесены по высоте стержней, поэтому их потоки рассеяния не взаимосвязаны, что в свою очередь обеспечивает большие значения напряжений короткого замыкания и малые токи короткого замыкания.

Date: 2016-02-19; view: 7231; Нарушение авторских прав