Основной поток Ф0 создаёт в ПО и ВО эдс e1 и e2: e1= - w1 dФ0/dt и e1= - w1dФ0/dt, где w1 и w2 - числа витков в соответствующих обмотках. Отношение e1/e2 = w1/w2 = k называют коэффициентом трансформации. Напряжения, токи и эдс в обмотках (без учёта эдс, наводимых потоками рассеяния) связаны соотношениями:
u1 + e1 = ir1 и u2 + i2r2 = e2,
где r1 и r2, u1 и u2, i1 и i2 - активные сопротивления обмоток, напряжения и токи в них. Если напряжение u1, приложенное к ПО, синусоидальное, то магнитный поток Ф0 и эдс e1 и e2 будут также синусоидальными, поэтому при анализе работы Т. э. удобно рассматривать действующие значения эдс E1 и E2, напряжений U1 и U2 и токов I1 и I2. В случае режима холостого хода (ВО разомкнута), пренебрегая активным сопротивлением в ПО и учитывая, что I2 = 0, имеем U1 + E1 = 0 и U2= E2, то есть (без учёта знака).
Основной магнитный поток в режиме холостого хода создаётся относительно малым намагничивающим током (током холостого хода I0) в ПО. Если трансформатор нагружен (ВО подключена к нагрузке и по ней протекает ток), магнитодвижущая сила ВО (произведение I2w2) компенсируется соответствующим увеличением магнитодвижущей силы ПО (I1w1-I0w1) и величина основного магнитного потока остаётся практически такой же, как и в режиме холостого хода (то есть сохраняется условие U1 + E1 = 0). Отсюда, пренебрегая током холостого хода, имеем: I1w1 = I2w2.
Трансформатор был впервые использован в 1876 П. Н. Яблочковым в цепях электрического освещения. В 1890 М. О. Доливо-Добровольский разработал трёхфазный Т. э. Дальнейшее развитие Т. э. заключалось в совершенствовании их конструкции, увеличении мощности и кпд, улучшении изоляции обмоток. В настоящее время (середина 70-х гг. 20 в.) существует множество типов трансформаторов., получивших распространение в различных областях техники.
Основной вид трансформаторов- силовые трансформаторы, среди которых наиболее представительную группу составляют двухобмоточные силовые трансформаторы, устанавливаемые на линиях электропередачи (ЛЭП). Такие трансформаторы повышают напряжение тока, вырабатываемого генераторами электростанций, с 10-15 кв до 220-750 кв, что позволяет передавать электроэнергию по воздушным ЛЭП на несколько тыс. км. В местах потребления электроэнергии при помощи силовых трансформаторов высокое напряжение преобразуют в низкое (220 в, 380 в и др.). Многократное преобразование электроэнергии требует большого количества силовых трансформаторов, поэтому их суммарная мощность в энергосистеме в несколько раз превышает мощность источников и потребителей энергии. Мощные силовые трансформаторы имеют кпд 98-99%. Их обмотки изготовляют, как правило, из меди, магнитопроводы - из листов холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,5-0,35 мм, имеющей высокую магнитную проницаемость и малые потери на гистерезис и вихревые токи. Магнитопровод и обмотки силового трансформатора. обычно помещают в бак, заполненный минеральным маслом, которое используется для изоляции и охлаждения обмоток. Такие трансформаторы(масляные) обычно устанавливают на открытом воздухе, что требует улучшенной изоляции выводов и герметичности бака. Трансформаторы без масляного охлаждения называются сухими. Для лучшего отвода тепла трансформаторы снабжают трубчатым радиатором, омываемым воздухом (в ряде случаев - водой). В грозоупорных трансформаторах применяют обмотки, конструкция которых устраняет появление опасных напряжений на изоляции. Иногда два или более трансформатора включают последовательно. В ряде случаев используют трансформаторы с регулированием под нагрузкой. Среди сухих силовых трансформаторов обширный класс составляют трансформаторы малой мощности с большим числом вторичных обмоток (многообмоточные); их часто применяют в радиотехнических устройствах и системах автоматики.
Помимо силовых, существуют трансформатораs различных типов, предназначенные для измерения больших напряжений и токов (Измерительный трансформатор, Трансформатор напряжения, Трансформатор тока), снижения уровня помех проводной связи (Отсасывающий трансформатор), преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсное ( Пик-трансформатор), преобразования импульсов тока и напряжения (Импульсный трансформатор), выделения переменной составляющей тока, разделения электрических цепей на гальванически не связанные между собой части, их согласования и т.д. Радиочастотные трансформаторы служат для преобразования напряжения ВЧ; их изготовляют с магнитопроводом из магнитодиэлектрика либо без магнитопровода; в радиопередатчиках мощность таких Т. э. достигает нескольких сотен квт.
Обслуживание электроизмерительных приборов. [5] СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ, ИЗМЕРЕНИЙ И УЧЕТА
Настоящая глава распространяется на системы контроля технологических параметров оборудования, средства измерений режимов его работы (стационарные и переносные), а также на средства учета электрической энергии (счетчики активной и реактивной энергии).
Объем оснащенности электроустановок системами контроля, техническими средствами измерений и учета электрической энергии должен соответствовать требованиям нормативно-технической документации и обеспечивать: контроль за техническим состоянием оборудования и режимами его работы; учет выработанной, отпущенной и потребленной электроэнергии; соблюдение безопасных условий труда и санитарных норм и правил; контроль за охраной окружающей среды.
Системы контроля технологических параметров оборудования, режимов его работы, учета электрической энергии и информационно-измерительные системы должны быть оснащены средствами измерений и техническими средствами, отвечающими установленным требованиям, включая метрологическое обеспечение, организованное на основе правил и норм, предусматривающих единство и требуемую точность измерений.
Допускается применение нестандартизированных средств измерений, прошедших метрологическую аттестацию в установленном порядке.
Установка и эксплуатация средств измерений и учета электрической энергии осуществляется в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок и инструкций заводов-изготовителей.
Для периодического осмотра и профилактического обслуживания средств измерений и учета электрической энергии, надзора за их состоянием, проверки, ремонта и испытания этих средств у Потребителя в соответствии с государственными стандартами может быть создана метрологическая служба или иная структура по обеспечению единства измерений.
При наличии такой службы она должна быть оснащена поверочным и ремонтным оборудованием и образцовыми средствами измерений в соответствии с требованиями нормативно-технических документов.
Все средства измерений и учета электрической энергии, а также информационно-измерительные системы должны быть в исправном состоянии и готовыми к работе. На время ремонта средств измерений или учета при работающем технологическом энергооборудовании вместо них должны быть установлены резервные средства (за исключением случаев, оговоренных в п. 2.11.17).
До ввода в промышленную эксплуатацию основного оборудования Потребителя информационно-измерительные системы должны быть метрологически аттестованы, а в процессе эксплуатации они должны подвергаться периодической поверке.
Использование в качестве расчетных информационно-измерительных систем, не прошедших метрологическую аттестацию, не допускается.
Рабочие средства измерений, применяемые для контроля над технологическими параметрами, по которым не нормируется точность измерения, могут быть переведены в разряд индикаторов. Перечень таких средств измерений должен быть утвержден руководителем Потребителя.
Поверка расчетных средств учета электрической энергии и образцовых средств измерений проводится в сроки, устанавливаемые государственными стандартами, а также после ремонта указанных средств.
Сроки поверки встроенных в энергооборудование средств электрических измерений (трансформаторов тока и напряжения, шунтов, электропреобразователей и т.п.) должны соответствовать межремонтным интервалам работы оборудования, на котором они установлены. В объемы ремонтов оборудования должны быть включены демонтаж, поверка и установка этих средств измерений.
На средства измерений и учета электрической энергии составляются паспорта (или журналы), в которых делаются отметки обо всех ремонтах, калибровках и поверках.
Периодичность и объем поверки расчетных счетчиков должны соответствовать требованиям действующих нормативно-технических документов.
Положительные результаты поверки счетчика удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о поверке.
Периодичность и объем калибровки расчетных счетчиков устанавливаются местной инструкцией.
Калибровка расчетного счетчика на месте его эксплуатации, если это предусмотрено местной инструкцией, может проводиться без нарушения поверительного клейма аттестованным представителем энергоснабжающей организации в присутствии работника, ответственного за учет электроэнергии на энергообъекте. Калибровка не заменяет поверку, предусмотренную нормативно-техническими документами. Результаты калибровки оформляются актом.