Где применяют трансформаторы в линиях электропередачи

Применение трансформаторов

Трансформатор используется для повышения или понижения напряжения в электрической цепи переменного тока. Трансформатор можно использовать для преобразования переменного тока в постоянный.

Наиболее важными видами применения и применения трансформатора являются:

• изменение уровня напряжения или тока (когда напряжение увеличивается, ток уменьшается и наоборот) в цепи переменного тока
• изменение значения конденсатора, индуктора или сопротивления в цепи переменного тока
• предотвращение перехода постоянного тока из одной цепи в другую
• изолирование двух цепей

Основное применение трансформатора заключается в повышении (увеличении) или понижении (уменьшении) уровня напряжения.

Трансформаторы также применяются для:

• повышения уровня напряжения на стороне генерации перед передачей и распределением.
• для коммерческого или бытового использования электроэнергии, трансформатор понижает (декрирует) уровень напряжения, например, от 11 кв до 220 В однофазного и 440 В трехфазного.

Типы трансформаторов, основанные на использовании

Существует также несколько типов трансформаторов, которые работают в определенной области. Как в электронике, так и в электротехнике несколько специализированных трансформаторов используются в качестве понижающего или повышающего трансформатора в зависимости от области применения трансформаторов. Таким образом, трансформаторы могут быть классифицированы следующим образом в зависимости от использования:

Трансформаторы, используемые в силовой области

В электротехнике область мощности имеет дело с производством, измерением и распределением энергии. Однако это очень большая область, где трансформаторы являются важной частью для обеспечения безопасного преобразования энергии и успешной доставки энергии на подстанцию и конечным потребителям. Трансформаторы, которые используются в области питания, могут быть как наружными, так и внутренними.

Силовые трансформаторы имеют большие размеры и используются для передачи энергии на подстанцию или в общественное электроснабжение. Этот трансформатор действует как мост между генератором энергии и первичной распределительной сетью. В зависимости от номинальной мощности и технических характеристик силовые трансформаторы могут быть далее классифицированы на три категории: Малые силовые трансформаторы, средние силовые трансформаторы и большие силовые трансформаторы. Номинальная мощность может быть более 30 кВА для 500-700 кВА или в некоторых случаях может быть равна или больше 7000 кВА для небольшого номинального силового трансформатора.

• Силовой трансформатор

Из-за очень высокой выработки электроэнергии строительство силового трансформатора также имеет решающее значение. Конструкция включает в себя прочную изолирующую периферию и хорошо сбалансированную систему охлаждения. Наиболее распространенные силовые трансформаторы заполнены маслами.

Основной принцип работы силового трансформатора заключается в преобразовании низковольтного высокого тока в высоковольтный низкий ток. Это необходимо для минимизации потерь мощности в системе распределения электроэнергии.

Еще одним важным параметром для силового трансформатора является наличие фазы. Обычно силовые трансформаторы работают в трехфазной системе, но в некоторых случаях используются также однофазные малые силовые трансформаторы. Трехфазные силовые трансформаторы являются наиболее дорогостоящими и эффективными, чем однофазные силовые трансформаторы.

• Измерительный трансформатор

Измерительный трансформатор используется для изоляции основной мощности и преобразования тока и напряжения в меньшем соотношении к его вторичному выходу. Измеряя выход, можно измерить фазу, ток и напряжение фактической линии электропередачи.

• Распределительный трансформатор

Распределительные трансформаторы – это понижающий трансформатор, который преобразует высокое сетевое напряжение в требуемое конечным потребителем напряжение. Он также может быть однофазным или трехфазным.

Распределительные трансформаторы могут быть дополнительно классифицированы в зависимости от типа используемой изоляции. Он может быть сухого типа или может быть погружен в жидкость. Он изготовлен с использованием ламинированных стальных пластин, в основном выполненных в форме буквы С в качестве основного материала.

Распределительный трансформатор также имеет другой тип классификации, основанный на месте его использования. Трансформатор может быть установлен на коммунальном столбе, если это так,то его называют полюсным распределительным трансформатором. Он может быть размещен внутри подземной камеры, установлен на бетонной площадке (на площадке установлен распределительный трансформатор) или внутри закрытого стального ящика.

Трансформаторы, используемые в электронике

• Импульсный трансформатор

Это один из наиболее часто используемых трансформаторов на печатных платах, которые производят электрические импульсы постоянной амплитуды. Он используется в различных цифровых схемах, где генерация импульсов необходима в изолированной среде. Поэтому импульсные трансформаторы изолируют первичную и вторичную цепи и распределяют первичные импульсы по вторичной цепи, часто это цифровые логические элементы или драйверы.

• Аудиотрансформатор

Это еще один широко используемый трансформатор в области электроники. Он специально используется в приложениях, связанных со звуком, где требуется согласование импеданса. Аудиотрансформатор уравновешивает схему усилителя и нагрузки, как правило, громкоговорителя. Аудиотрансформатор может иметь несколько первичных и вторичных катушек, разделенных или центрированных.

Применение трансформаторов

Трансформаторы широко используются в различных целях.

— Для передачи и распределения электрической энергии. В настоящие время для высоковольтных линий электропередач применяются силовые трансформаторы с масляным охлаждением напряжением 330, 500 и 750 кВ, мощностью до 1200 – 1600 МВ*А.

Таким образом снижаются потери энергии и сокращается расход цветных металлов. Трансформаторы, повышая напряжение, автоматически уменьшают ток, поэтому передаваемая мощность остается неизменной, а потери в проводах линии, пропорциональные квадрату силы тока, резко сокращаются.

Например, при увеличении напряжения передаваемой энергии в 10 раз потери снижаются в 100 раз. Для повышения напряжения линий электропередачи устанавливают повышающие трансформаторы, а чтобы напряжение снизить до величины, на которую строят токоприемники (от 127 В до нескольких киловольт), в конце линии устанавливают понижающие трансформаторы. Для этого сооружают подстанции, распределяющие электроэнергию между группами потребителей (заводами, фабриками, поселками домами и др.).

В современной электроэнергетике главную роль играют силовые трансформаторы, т. е. трансформаторы, служащие для преобразования электрической энергии в электрических сетях и установках, принимающих и использующих ее. К силовым относятся трехфазные и многофазные трансформаторы мощностью 6,3 кВА и более н однофазные мощностью 5 кВА и более.

— Для обеспечения нужной схемы включения вентилей в преобразовательных устройствах и согласования напряжения на входе и выходе преобразователя. Трансформаторы, применяются для этой цели, называются преобразовательными. Их мощность достигает тысячи киловольт-ампер, напряжение 110 кВ; они работают при частоте 50 Гц и более. Рассматриваемые трансформаторы выполняют одно-, трех- и многофазными с регулированием выходного напряжения в широких пределах и без регулирования.

— Для различных технологических целей: сварки (сварочные трансформаторы), питание электротермических установок (электропечные трансформаторы) и др. Мощность их достигает десятков тысяч киловольт-ампер при напряжение до 10 кВ; они работают обычно при частоте 50 Гц.

— Для включение электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов, например реле, в электрические цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопасности. Трансформаторы, применяемые для этой цели, называются измерительными. Они имеют сравнительно большую мощность, определяемую мощность, потребляемой электроизмерительными приборами, реле и др.

— Для питания различных цепей радио- и телевизионной аппаратуры; устройств связи, автоматики и телемеханики, электробытовых приборов; для разделения электрических цепей различных элементов этих устройств; для согласования напряжений и т.п.

Трансформаторы, используемые в этих устройствах, обычно имеют малую мощность (от нескольких вольт-ампер до нескольких киловольт-ампер), невысокое напряжение, работают при частоте 50 Гц и более. Их выполняют двух-, трех- и многообмоточными; условия работы, предъявляемые к ним требования и принципы проектирования весьма специфичны.

Как правило, трансформаторы питания изготавливаются комбинированными, т.е. позволяющими снимать несколько напряжений; при этом первичная обмотка (сетевая) может быть выполнена в виде одной обмотки с двумя отводами или двух одинаковых обмоток с одним отводом в каждом из них.

Во втором варианте первичная обмотка на различные напряжения (110, 127 или 220 В) переключается специальным сетевым переключателем. Повышающая обмотка трансформатора питания выполняется со средним выводом при использовании двухполупериодного выпрямителя на двух диодах и без среднего вывода для мостовой схемы выпрямителя.

Назначение и области применения трансформаторов

Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.

С помощью трансформаторов повышается или понижается напряжение, изменяется число фаз, а в некоторых случаях преобразуется частота переменного тока. Возможность передачи электрических сигналов от одной обмотки к другой посредством взаимоиндукции была открытаМ. Фарадеем в 1831 г.; при изменении тока в одной из обмоток, намотанной на стальной магнитопровод, в другой обмотке индуцировалась ЭДС Однако первый практически работающий трансформатор создал известный изобретатель П. Н. Яблочков в содружестве с И. Ф. Усагиным в 1876 г. Это был двухобмоточный трансформатор с разомкнутым магнитопроводом.

В дальнейшем несколько конструкций однофазных трансформаторов с замкнутым магнитопроводом были созданы венгерскими электротехниками О. Блати, М. Дери и К. Циперноеским. Для развития трансформаторостроения и вообще электромашиностроения большое значение имели работы проф. А. Г. Столетова по исследованию магнитных свойств стали и расчету магнитных цепей.

Важная роль в развитии электротехники принадлежит М. О. Доливо-Добровольскому. Он разработал основы теории многофазных и, в частности, трехфазных переменных токов и создал первые трехфазные электрические машины и трансформаторы. Трехфазный трансформатор современной формы с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости, был изобретен им в 1891 г. С тех пор происходило дальнейшее конструктивное усовершенствование трансформаторов, уменьшалась их масса и габариты, повышалась экономичность. Основные положения теории трансформаторов были разработаны в трудах Е. Арнольда и М. Видмара.

В развитии теории трансформаторов и совершенствовании их конструкции большое значение имели работы советских ученых В. В. Корицкого, Л. М. Пиотровского, Г. Н. Петрова, А. В. Сапожникова, А. В. Трамбицкого и др.

Трансформаторы широко используют для следующих целей:

1. Для передачи и распределения электрической энергии. Обычно на электростанциях генераторы переменного тока вырабатывают электрическую энергию при напряжении 6—24 кВ. Передавать же электроэнергию на дальние расстояния выгодно при больших напряжениях, поэтому на каждой электростанции устанавливают трансформаторы, повышающие напряжение.

В настоящее время для высоковольтных линий электропередачи в СССР применяют силовые трансформаторы с масляным охлаждением напряжением 330, 500 и 750 кВ, мощностью до 1200—1600 MB-А. В связи со строительством дальних линий электропередачи Экибастуз — Центр, Экибастуз — Урал и других напряжением 1150 кВ переменного тока наша электро­промышленность создала трансформаторные группы, состоящие из трех однофазных трансформаторов мощностью 667 MB-А, а для линий 1500 В постоянного тока — двенадцатифазные преобразовательные блоки с четырехобмоточными трансформаторами общей мощностью 1500 MB-А. КПД таких трансформаторов составляет 98 — 99% и выше.

Для перспективных линий электропередачи переменного тока напряжением 1800—2000 кВ и постоянного тока напряжением 3000 кВ разрабатывают трансформаторы мощностью 1320 MB-А на одну фазу.

Электрическая энергия распределяется между промышленными предприятиями и населенными пунктами, в городах и сельских местностях, а также внутри промышленных предприятий по воздушным и кабельным линиям при напряжении 220, 110, 35, 20, 10 и 6 кВ. Следовательно, во всех узлах распределительных сетей должны быть установлены трансформаторы, понижающие напряжение. Кроме того, понижающие трансформаторы следует устанавливать в пунктах потребления электроэнергии, так как большинство электрических потребителей переменного тока работает при напряжениях 220, 380 и 660 В. Таким образом, электрическая энергия при передаче от электрических станций к потребителям подвергается в трансформаторах многократному преобразованию (3 — 5 раз). При­меняемые для этих целей трансформаторы могут быть одно-и трехфазными, двух- и трехобмоточными.

1. Для обеспечения нужной схемы включения вентилей в преобразовательных устройствах и согласования напряжений на входе и выходе преобразователя. В вентильных преобра зователях, выпрямляющих переменный ток или преобразующих его из постоянного в переменный (инверторы), отношение напряжений на входе и выходе зависит от схемы включения вентилей. Поэтому если на вход преобразователя подается стандартное напряжение, то на выходе получается нестандартное. Для устранения этого недостатка вентильные преобразователи, как правило, снабжают трансформаторами, обеспечивающими стандартное выходное напряжение при принятой схеме включения вентилей. Кроме того, ряд схем включения вентилей требует обязательного применения трансформатора. Трансформаторы, применяемые для этой цели, называют преобразовательными. Их мощность достигает тысяч киловольт-ампер, напряжение 110 кВ; они работают при частоте 50 Гц и более. Рассматриваемые трансформаторы выполняют одно-, трех- и многофазными с регулированием выходного напряжения в широких пределах и без регулирования.

В последнее время для возбуждения мощных турбо-и гидрогенераторов, электропривода и других целей все шире начинают применять трансформаторы с естественным воздушным охлаждением напряжением 3 — 24 кВ и мощностью 133-6300 кВ-А. Благодаря использованию в этих трансформаторах новой теплостойкой изоляции удается повысить их нагрузочную способность и в 1,3 — 1,5 разасократить, массогабаритные показатели по сравнению с применявшимися ранее трансформаторами с масляным охлаждением.

1. Для различных технологических целей: сварки (сварочные трансформаторы), питания электротермических установок (электропечные трансформаторы) и др. Мощность их достигает десятков тысяч киловольт-ампер при напряжении до 10 кВ; они работают обычно при частоте 50 Гц.
2. Для питания различных цепей радио- и телевизионной аппаратуры; устройств связи, автоматики в телемеханики, электробытовых приборов; для разделения электрических цепей различных элементов этих устройств; для согласования напряжений и т. п. Трансформаторы, используемые в этих устройствах, обычно имеют малую мощность (от нескольких вольт-ампер до нескольких киловольтампер), невысокое напряжение, работают при частоте 50 Гц и более. Их выполняют двух-, трех- и многообмоточными; условия работы, предъявляемые к ним требования и принципы проектирования весьма специфичны.
3. Для включения электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов, например реле, в электрические цепи высокого напряжения или в цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопасности. Трансформаторы, применяемые для этой цели, называют измерительными. Они имеют сравнительно небольшую мощность, определяемую мощностью, потребляемой электроизмерительными приборами, реле и др.

Трансформаторы, перечисленные в п. 1, 2, 3 и частично в п. 4, предназначенные для преобразования электрической энергии в сетях энергосистем и потребителей электрической энергии, называют силовыми. Для режима их работы характерны неизменная частота переменного тока и очень малые отклонения первичного и вторичного напряжений от номинальных значений.

Силовые трансформаторы, выпускаемые отечественными заводами, разделены на несколько групп (габаритов) от I до VIII. Например, трансформаторы мощностью до 100 кВ•А включительно относят к габариту I, от 160 до 630 кВ • А — к габариту II, от 1000 до 6300 кВ • А — к габариту III и т. п.

Виды трансформаторов и их применение

Данные трансформаторы переменного тока, служащие в установках и электрических сетях для преобразования электроэнергии. Силовые трансформаторы работают в сети с высокой мощностью. По напряжению:

• 0,4 кВ, устанавливается у потребителей (220/380 вольт);
• 6 — 10 кВ, в городских электросетях;
• 35 -750 кВ, линии электропередач .

Силовые трансформаторы устанавливаются только в сетях переменного тока. Устройства для измерения уровня масла.

Автотрансформаторы

Данные трансформаторы соединены напрямую обмотками: вторичной и первичной, за счет этого имеют дополнительную электрическую связь, к электромагнитной связи. Данный тип трансформаторов имеет как минимум три обмотки, от которых исходят различные напряжения.

Преимущества:

данные трансформаторы имеют более высокий коэффициент полезного действия, за счет частичного преобразования и незначительного отличия выходного и входного напряжения. Также большим преимуществом автотрансформаторы обладают меньшими габаритами, весом и ценой.

Недостатки:

между обмотками отсутствует изоляция.

Трансформаторы тока

У данных трансформаторов, гальваническая развязка (без электрического контакта) и от источника тока питается первичная обмотка. Трансформаторы тока используют в цепях защиты, измерения, сигнализации, управления и для снижения на первичной обмотке тока. На вторичной обмотке обычно номинальный ток равен пяти ампер или одному. Использовать данный трансформатор нужно в режиме близкому к короткому замыканию, так как при разрыве цепи на выходе, наводится высокое напряжение, которое может повредить устройства.

Трансформаторы напряжения

Эти трансформаторы питаются от источника напряжения, и применяются в изолировании высокого напряжения, за счет его преобразования в низкое.

Импульсные трансформаторы

Данные трансформаторы служат для преобразования импульсных сигналов до десятков мкс (микросекунд).

Разделительные трансформаторы

У данного трансформатора обмотки не связаны между собой, служат для безопасности электросети.

Согласующие трансформаторы

Предназначены для различных частей согласования сопротивления.

Пик-трансформаторы

Преобразуют в импульсное напряжение из синусоидального.

Сдвоенные дроссельные трансформаторы

Трансформаторы с двумя одинаковыми обмотками. При одинаковых размерах с дросселем, данный трансформатор более эффективный.

Трансфлюксорные трансформаторы

Имеют большую величину намагниченности магнитопровода, за счет этого хранят информацию.

• О заводе
• Производство
• Продукция
• Портфолио
• Новости
• Контакты

• Металлические опоры ЛЭП
• Стальные порталы ору
• Прожекторные мачты и молниеотводы
• Ростверки и металлические балки
• Антенные опоры и башни релейной связи
• Металлоконструкции различного назначения

Адрес: 620012, г.Екатеринбург, пл. Первой Пятилетки