Физика 9 класс. 1. Физика. Методы познания природы. Физические явления
 Скачать 5.42 Mb.
|
66. Трансформатор. Применение трансформаторов.Трансформа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — это 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[1][2]. Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.  Трансформатор силовой ОСМ 0,16 — Однофазный Сухой Многоцелевого назначения мощностью 0,16 кВА Применение трансформаторов в электрических сетях. Известно, что потеря энергии на нагревание провода является пропорциональной величине тока в квадрате (т.е. потеря достаточно значительна), то в случае передачи электрической энергии на большие расстояния целесообразно применять очень большие напряжения и малые токи. Однако, в целях обеспечения безопасности и в целях уменьшения массы электроизоляции, для бытовых нужд нежелательно использовать очень большие напряжения. Следовательно, чтобы транспортировать электроэнергию в сети на более выгодных условиях многократно применяются трансформаторы. Идея заключается в следующей технологии: трансформаторы устанавливаются сначала для того чтобы повысить значения напряжения генераторов на электрических станциях перед тем как транспортировать электроэнергию по сети, а потом трансформатор применяется для снижения напряжения линии электропередачи до уровня потребления бытовыми приборами. Электрическая сеть является трехфазной, поэтому для трансформирования напряжения применяются трехфазные трансформаторы, или организуется группа из трех однофазных трансформаторов, которые соединяются по электрической схеме типа «звезда» или «треугольник». В трехфазном трансформаторе предусмотрен общий сердечник для всех трех фаз. Трансформатор обладает высоким коэффициентом полезного действия (КПД), который достигает значения выше 99%. Однако, в самых мощных трансформаторах электрических сетей выделяется огромная мощность (к примеру, для обычной мощности блока малой электростанции в 1 мегаватт (МВт), на трансформаторе может выделиться мощность до 100 киловатт). В связи с этим возникает необходимость, для трансформаторов огромной мощности, использовать специальную систему охлаждения. Конструкция такой системы предусматривает наличие бака заполненным специальной негорючей жидкостью или трансформаторным маслом, куда непосредственно помещается сам трансформатор. С помощью свободной конвекции или принудительной циркуляции жидкость или масло циркулирует между радиатором и баком. Редко масло или жидкость охлаждаются водой. Применение в источниках питания различных электрических приборов. Для электропитания узлов электроприборов необходимо напряжение самых различных значений. Например, в телевизоре применяется напряжение от 20 тысяч вольт (20 кВ) для анода кинескопа, и до 5 вольт для транзисторов и различных микросхем. В компьютерной технике также широко применяется напряжение в 5 и 12 вольт для питания различных узлов и блоков. Данные напряжения проходят преобразование из напряжения электрической сети посредством трансформатора имеющим множество вторичных обмоток. Заметим, что сетевой трансформатор являлся одним из самых тяжелых узлов различных приборов. Потому что, размеры трансформатора определяются мощностью, которая им передается, при этом размер трансформатора прямо пропорционален мощности в степени одна четвертая. Также известно, что габариты трансформатора можно уменьшить путем увеличения частоты переменного напряжения. Польза применения трансформаторов в электросетях и электрических приборах очевидна. Без них невозможно передача электроэнергии с электрической станции к потребителю. 67. Схема передачи электроэнергии от электростанции до потребителя.ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА РАССТОЯНИЕ  1. Генератор 2. Повышающий трансформатор 20/220 кВ. 3. Линия 220кВ. 4. Понижающий трансформатор. 5. Линия напряжением 10 кВ. 6. Комплектно-трансформаторная подстанция (КТП) 10/0,4 кВ. 7. Воздушная (ВЛ) или кабельная линия (КЛ) напряжением 0,4 кВ. 8. Ответвление (0,22 кВ). 9. Ввод в здание. 10. Здание. На тепловых и гидроэлектростанциях электроэнергия вырабатывается генераторами. Для передачи электроэнергии от электростанции потребителям на большие расстояния в целях уменьшения ее потерь геннерируемое напряжение повышается в повышающих трансформаторах до 110-500 кВ. По линиям электропередач электроэнергия поступает в трансформатор, установленный на понижающей подстанции, расположенной в районе использования электроэнергии. Здесь напряжение снижается до 6-35 кВ и по электрическим сетям распределяется по трансформаторным подстанциям (ТП), находящимся в непосредственной близости с потребителем, на расстояние не более 1 км. ТП представляет собой устройство, состоящее из силового понижающего трансформатора и распределительных устройств напряжением 6-10 кВ и 0,4 кВ. В трансформаторе ТП напряжение понижается до 0,4 кВ. Электроснабжение индивидуальных потребителей от ТП осуществляется по четырехпроводным или пятипроводным линиям 380/220 В с глухо заземленной нейтралью трансформатора (присоединенной непосредственно к контуру заземления ТП), к которой присоединены четвертый нулевой рабочий провод и пятый нулевой заземляющий провод. |