Методические рекомендации для преподавателей при проведении учебных занятий на тему Трансформаторы

Название	Методические рекомендации для преподавателей при проведении учебных занятий на тему Трансформаторы
Дата	03.10.2022
Размер	0.55 Mb.
Формат файла
Имя файла	MR_TRANSFORMATOR.docx
Тип	Методические рекомендации #711250
страница	5 из 7

1 2 3 4 5 6 7

Тема «Однофазный и трехфазный трансформаторы»

1.Общие сведения о трансформаторах.

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения.
Классификация трансформаторов по назначению:

1) силовые;

2) сварочные;

3) измерительные;

4) автотрансформаторы.

Классификация по числу фаз:

1) однофазные; 2) трехфазные.

Обозначение на схеме:

однофазный трехфазный

2.Устройство однофазного трансформатора.

Трансформатор представляет собой замкнутый магнитопровод,на котором расположены две или несколько обмоток.

а) Магнитопровод изготавливают из тонких листов (0,35-0,5 мм) электротехнической стали (сталь + 4% кремния), изолированных друг от друга теплостойким лаком.

По конструкции магнитопровода различают трансформаторы:

Стержневой (два стержня, на каждом из которых расположена обмотка НН и ВН)
Броневой (один стержень, на котором расположены две обмотки НН под ВН)

б) Обмотку изготавливают из медного провода и располагают на одном и том же или на разных стержнях, рядом или одну под другой.

Обмотку, к которой подводится напряжение сети, называют первичной.

Обмотку, к которой подсоединяется нагрузка, называют вторичной.

в) Охлаждение: 1) воздушное ( до 10 кВА)

2) масляное (больше 10 кВА)

3. Принцип работы однофазного трансформатора.

Работа трансформатора основана на явлении взаимной индукции, которое является следствием явления электромагнитной индукции.

Коэффициент трансформации:

К = Uном 1/ Uном2

К = N1 / N2

K = Iном1 / Iном2

Мощность трансформатора:

Sном1 = Uном1·Iном1

Sном2 = Uном2·Iном2

КПД трансформатора – это отношение активной мощности Р₂ на выходе трансформатора к активной мощности Р₁на входе:

ɳ=(Р₂/Р₁)·100%.

Трансформатор называется повышающим, если напряжение на вторичной обмотке Uном2 больше, чем на первичной Uном1 ( К ˂ 1).

Трансформатор называется понижающим, если напряжение на вторичной обмотке Uном2 меньше, чем на первичной Uном1 ( К ˃ 1)

4 . Трехфазные трансформаторы

В линиях электропередачи используют в основном трехфазные силовые трансформаторы. Магнитопровод трехфазного трансформатора имеет три стержня, на каждом из которых размещаются две обмотки одной фазы.

Принцип работы и электромагнитные процессы в трехфазном трансформаторе аналогичны рассмотренным для однофазного трансформатора. Все рассмотренное для однофазных трансформаторов можно распространить на каждую фазу трехфазного трансформатора в случае симметричной нагрузки.

Особенностью трехфазного трансформатора является зависимость коэффициента трансформации К от способа соединения обмоток:

При соединении обмоток по схеме звезда-звезда, К остается прежним.
При соединении обмоток по схеме звезда-треугольник, К уменьшается в√3 раз.
При соединении обмоток по схеме треугольник-звезда, К увеличивается в√3 раз.

Масса, размеры и стоимость трехфазного трансформатора меньше суммарных значений одноименных параметров группы из трех однофазных трансформаторов той же суммарной мощности.

Мощность трехфазных трансформаторов не превышает 1 млн кВ • А.

Основные параметры трехфазного трансформатора (рабочий режим):

1) Номинальные мощности в обмотках:

S_ном1=√3I_ном1·U_ном1 ; S_ном2=√3I_ном2·U_ном2

2) Коэффициент нагрузки:

k_н=P₂/(S_ном·cos φ₂)

3) Токи в обмотках при фактической нагрузке:

I₁=kн·Iном_{1 ;}I₂=k_н·I_ном₂

4) Суммарные потери мощности:

5) КПД при фактической нагрузке:

Приложение 2

Инструкционная карта на выполнение практической работы №

Тема: Расчет параметров однофазного и трехфазного трансформаторов

Цель: научиться рассчитывать параметры трансформаторов и делать выводы по проделанной работе.

Задание №1. Однофазный трансформатор

По указанным в таблице данным для однофазного трансформатора, определить величины в ячейках со знаком ? и выяснить какой это трансформатор: повышающий или понижающий.

При выполнении задания можно руководствоваться формулами из учебной карты (пункт 3).

№ вар.	S_ном1, ВА	U_ном1, В	U_ном2, В	I_ном1, A	I_ном₂, A	N₁	N₂	K
1	?	380	?	1,43	?	?	217	15,8
2	?	220	24	?	33,4	198	?	?
3	1600	?	12	?	?	770	?	31,6
4	?	127	?	4,72	25	?	108	?
5	320	380	36	?	?	685	?	?
6	?	220	24	3,64	?	?	216	?
7	500	?	?	1	?	750	54	?
8	?	220	?	?	20,8	400	22	?
9	250	500	?	?	?	?	722	20,8
10	?	?	12	3,2	?	300	?	41,6
11	400	?	12	?	?	?	27	18,3
12	?	?	36	1,01	?	751	?	13,9
13	?	380	?	4,2	?	?	24,4	9,05
14	600	220	?	?	?	497	?	6,12
15	?	?	24	2,73	25	573	?	?
16	?	500	?	?	13,9	?	540	13,9
17	100	?	24	?	?	?	30	15,8
18	?	?	24	0,5	10,4	?	600	?
19	?	380	12	?	133	475	?	?
20	800	?	?	3,64	?	?	22	9,18

Ответить на контрольный вопрос своего варианта:

Поясните роль трансформатора в энергетической системе при передаче и распределении электроэнергии? (1,11)
Укажите назначение и устройство основных элементов трансформатора (2,12)
Поясните принцип работы однофазного трансформатора (3,13).
Приведите подробную классификацию видов трансформаторов (4,14).
По каким формулам можно вычислить коэффициент трансформации, и что этот коэффициент показывает? (5,15)
Перечислить области применения трансформаторов? (с примерами) (6,16)
Объяснить особенность автотрансформаторов и изобразить их электрические схемы? (7,17)
Объяснить назначение и область применения измерительных трансформаторов (8,18).
Объяснит назначение и особенность сварочного трансформатора (9,19).
Объяснить назначение, устройство и особенность трёхфазного трансформатора (10,20).

Задание №2 Трёхфазный трансформатор

К трёхфазному трансформатору с номинальной мощностью S_ном и номинальными напряжениями первичной U_{ном 1} и вторичной U_{ном 2}обмоток присоединена активная нагрузка Р₂ при коэффициенте мощности cos

.

Определить: 1) номинальные точки в обмотке I_{ном 1}и I_{ном 2}; 2) коэффициент нагрузки трансформатора К_н; 3) токи в обмотках I₁и I₂при фактической нагрузке; 4) суммарные потери мощности ƩР при номинальной нагрузке; 5) коэффициент полезного действия

при фактической нагрузке.

Номер варианта	S_ном,кВ · А	U_{ном 1,}кВ	U_{ном 2,}кВ	P₂ кВт	cos φ	Номер варианта	S_ном,кВ · А	U_{ном 1,}кВ	U_{ном 2,}кВ	P₂ кВт	cos φ
1, 11	1000	10	0,69	850	0,95	6, 16	630	10	0,69	554	0,88
2, 12	160	6	0,4	150	1	7, 17	40	6	0,23	35	1
3, 13	100	6	0,23	80	0,9	8, 18	1600	10	0,4	1400	0,93
4, 14	250	10	0,4	200	0,85	9, 19	63	10	0,23	56	1
5, 15	400	10	0,4	350	0,92	10,20	630	10	0,4	520	0,9

Технические данные трансформаторов

-Тип трансформатора	S_ном, кВ · А	Напряжение обмоток, кВ		Потери мощности кВт		U₂_,%	I_1х, %
-Тип трансформатора	S_ном, кВ · А	U_{ном 1}	U_{ном 2}	Р_ст	Р_{о. ном}	U₂_,%	I_1х, %
ТМ-25/6; 10	25		0,23; 0,4	0,13	0,69	4,7	3,2
ТМ-40/6; 10	40		0,23; 0,4	0,175	1,0	4,7	3,0
ТМ-63/6; 10	63		0,23; 0,4	0,24	1,47	4,7	2,8
ТМ-100/6; 10	100		0,23; 0,4; 0,69	0,33	2,27	6,8	2,6
ТМ-160/6	160	6, 10	0,23; 0,4; 0,69	0,51	3,1	4,7	2,4
ТМ-250/6; 10	250		0,23; 0,4; 0,69	0,74	4,2	4,7	2,3
ТМ-400/6; 10	400		0,23; 0,4; 0,69	0,95	5,5	4,5	2,1
ТМ-630/6; 10	630		0,23; 0,4; 0,69	1,31	7,6	5,5	2,0
ТМ-1000/6; 10	1000		0,23; 0,4; 0,69	2,45	12,2	5,5	2,8
ТМ-1600/6; 10	1600		0,23; 0,4; 0,69	3,3	18,0	5,5	2,6
ТМ-2500/10	2500	10	0,4; 0,69; 10,5	4,3	24,0	5,5	1,0

Примечания: Трансформатор ТМ-630/10 – с масляным охлаждением, трёхфазный, номинальная мощность 630 кВ-А, номинальное первичное напряжение 10 кВ, вторичное напряжение 0,23; 0,4 и 0,69 кВ; 2. Р_ст – потери в стали; Р_о.ном – потери в обмотках; U_к, % - напряжение короткого замыкания; I_1х, % - ток холостого хода.

Приложение 3

Общие требования к технике безопасности при выполнении лабораторных работ.

Перед работой студенты должны пройти инструктаж по ее выполнению.
Не оставляйте рабочее место без разрешения преподавателя.
Размещайте на рабочем месте приборы, инструменты, материалы только в порядке, указанном преподавателем.
Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении работы.
Строго выполняйте правила техники безопасности, применяемые при выполнении работ.
Перед уходом из кабинета уберите свое рабочее место.

Требования к технике безопасности перед началом работы.

Проверить исправность оборудования. Неисправный инструмент заменить.
Все приборы должны быть заземлены.
Изоляция проводов, шнуров, щупов и т.п. должна быть без повреждений.
Обо всех замеченных неисправностях сообщить преподавателю и без его указания к работе не приступать.

Требования к технике безопасности во время работы.

Не оставляйте без наблюдения лабораторные стенды и макеты, находящиеся под напряжением.
Запрещается включать источники питания электроаппаратуры без разрешения преподавателя.

Требования к технике безопасности в аварийных ситуациях.

Если студент получил травму во время выполнения работы, необходимо:

- сообщить о случившемся и о характере травмы преподавателю;

- товарищи пострадавшего или преподаватель должны оказать первую медицинскую помощь.

В случае поражения электрическим током:

- отключить от сети макет;

- поставить в известность преподавателя;

- оказать первую медицинскую помощь.

- организовать сопровождение пострадавшего в лечебное учреждение, сообщить о происшедшем директору колледжа.

В случае возникновения пожара, необходимо:

- обесточить стенд;

- сообщить о возникновении пожара или возгорания преподавателю;

- под руководством преподавателя приступить к тушению очага пожара с помощью огнетушителей.

Требования к технике безопасности по окончании работы.

Сдать оборудование дежурному или преподавателю.
Убрать свое рабочее место.

Группа _____ Фамилия, имя___________________________
Лабораторная работа №5

1 2 3 4 5 6 7