Расчет радиально-сверлильного станка модели 2А55 (стр. 8 из 12)

(печные трансформаторы, сварочные, трансформаторы для выпрямителей и т.д.).

И наконец трансформаторы применяют в устройствах проводной связи, радио, автоматики и т.д. В соответствии с назначением трансформаторов их выпускают различной мощности и напряжения: от долей вольтампера и вольта до сотен тысяч киловольтампер и сотен киловольт.

Описание конструкции трансформаторов. Трансформатор состоит из сердечника и обмоток.

Сердечник трансформатора представляет собой замкнутый магнитопровод. Сердечник трансформатора собирают из пластин электротехнической стали толщиной 0,35 – 0,5 мм. Стальные пластины изолируют одну от другой лаком или тонкой бумагой. Иногда достаточной изоляцией является пленка окиси, возникающая на поверхности пластин. Пластины, образующие сердечник, собирают в пакет и стягивают болтами. Сердечник однофазного трансформатора имеет два стержня с обмотками. Два ярма соединяют стержни и замыкают таким образом магнитную цепь трансформатора.

В зависимости от формы сердечника различают стержневые и броневые трансформаторы.

В броневом трансформаторе обмотки расположены на среднем стержне, а магнитный поток делиться на две части и замыкается по крайним стержням. Броневой трансформатор внешне является более защищенным от внешних технических факторов, которые могут испортить обмотку трансформатора.

В стержневом трансформаторе обмотки расположены на двух стержнях находящихся по бокам. Стержневой трансформатор более подвержен риску повреждения обмоток, чем броневой трансформатор.

Обмотки трансформатора бывают концетрическими или дисковыми.

Концетрическая обмотка выполняется в виде цилиндрических катушек, расположенных на стержнях сердечника. Ближе к стержню располагают обмотку низкого напряжения (н.н.). Её охватывает обмотка высокого напряжения (в.н.).

Дисковая обмотка собирается из катушек низкого и высокого напряжения, имеющих форму плоских дисков, чередующихся по высоте стержней.

По типу трансформаторы делятся на однофазный и трехфазный трансформаторы.

Однофазный трансформатор состоит из двух неподвижных катушек, расположенных на стальном замкнутом сердечнике. Одну из них (катушку, имеющую

1 витков) подключают к внешнему источнику переменного напряжения и называют первичной обмоткой. Другую имеющую ( 2 витков) называют вторичной обмоткой. К ней присоединяют приемник энергии переменного тока (нагрузку). При подключении первичной обмотки к источнику переменного напряжения в ней возникает переменный ток, который создает в сердечнике переменный магнитный поток. Замыкаясь по сердечнику, поток пронизывает витки как первичной, так и вторичной обмоток трансформатора, индуктирую в них электродвижущие силы (ЭДС). Если вторичную обмотку трансформатора соединить с приемником электрической энергии, то под действием ЭДС этой обмотки во вторичной цепи трансформатора возникнет ток. Таким образом, электрическая энергия с помощью переменного магнитного поля передается из первичной цепи трансформатора во вторичную.

Для трансформирования трехфазных напряжений можно воспользоваться тремя однофазными трансформаторами. Соединяя концы первичных обмоток этой группы трансформаторов между собой, а их начала с проводами трехфазной линии, получим соединение первичных обмоток звездой. В этом случае напряжение на первичной обмотке каждого трансформатора (фазное напряжение) будет в

раз меньше линейного напряжения. Обычно первичные обмотки трехфазной группы так и соединяются.

Вторичные обмотки могут соединяться звездой или треугольником. Нейтральная точка вторичных обмоток группы трансформаторов соединяется с нейтральным (нулевым) проводом. Нагрузку присоединяют или к двум линейным проводам, или к нейтральному и любому другому линейному проводу. Такой вид соединения фаз трансформатора называют - соединение звездой с выведенным нулевой точкой. Это соединение дает возможность иметь у потребителя два напряжения, одно из которых ровно фазному, а другое – линейному напряжению.

Три однофазных трансформатора можно объединить в одно общее устройство с одним трехстержневым сердечником – трехфазный трансформатор. Фазы обмоток трехфазного трансформатора соединяют так же, как и в рассмотренном примере с трехфазной группой однофазных трансформаторов.

Все трансформаторы могут работать в двух режимах работы:

1) Режим холостого хода (х.х.);

2) Режим нагрузки.

Различают 3 группы трансформаторов:

1) Силовые трансформаторы;

2) Автотрансформаторы;

3) Измерительные трансформаторы,

Силовые трансформаторы подразделяются:

1) Сухие трансформаторы - применяются для установок в помещениях при пожаро-и взрывоопасных условиях;

2) Масляные трансформаторы – применяются для наружной и внутренней установки с неопасной по пожару и взрыву средой;

3) Трансформаторы с заполнением негорячим жидким диэлектриком (совтолом) – применяются для установки в закрытых помещениях повышенной опасности по пожару.

Автотрансформаторы имеют две электрически связанные обмотки с общей заземленной нейтралью

и третью, включаемую в треугольник и имеющими с двумя другими обмотками только электромагнитную связь.

Измерительные трансформаторы делятся:

1) Трансформаторы тока (ТТ);

2) Трансформаторы напряжения (ТН).

Трансформаторы тока предназначены для питания токовых катушек измерительных приборов и реле.

Трансформаторы напряжения предназначены для питания катушек напряжения измерительных приборов и аппаратов защиты, измерения и контроля за напряжением.

Вторичные обмотки ТТ и ТН заземляют, чтобы предотвратить появления высокого напряжения на измерительных приборах в случае аварийного пробоя изоляции между обмотками высокого и низкого напряжения измерительного трансформатора.

Система охлаждения трансформаторов. Когда трансформатор работает, его обмотки нагреваются. Температура обмоток не должна превышать допустимого предела, зависящего от теплостойкости изоляции. Поэтому трансформаторы охлаждают воздухом или при помощи масла.

В трансформаторах с воздушным охлаждением тепло от обмоток отдается непосредственно окружающему воздуху. Такая система охлаждения применяется в маломощных трансформаторах.

В трансформаторах с масляным охлаждением сердечник вместе с обмотками находится в баке, заполненном специальным минеральным маслом (трансформаторным). Масло не только способствует лучшему отводу тепла от обмоток и сердечника, но и улучшает изоляцию токоведущих частей между собой и от бака. Для улучшения условий охлаждения масла стенки бака делают ребристыми или приваривают трубы, которые способствуют естественной циркуляции масла. В мощных трансформаторах применяют искусственную циркуляцию масла.

Защита трансформаторов. В процессе эксплуатации трансформаторов могут повреждаться его обмотки, магнитопровод и другие части, располагаемые внутри бака, вводы, изоляции и т.д. Возникают режимы недопустимой нагрузки. Для защиты от междуфазных коротких замыканий в обмотках и на выводах, от внутренних повреждений и перегрузок предусматривают дифференциальную защиту, как основную защиту трансформаторов мощностью 10 МВА и выше, максимальную токовую защиту с выдержкой времени и газовую защиту.

Максимальную токовую защиту трансформатора выполняют при помощи схемы включения дифференциальной и газовой защиты. Данная схема предназначена для подстанций, не имеющих выключателей на стороне высокого напряжения, т.е. для наиболее экономичных современных подстанций, широко применяемых на предприятиях в качестве ГПП и ПГВ.

Для защиты трансформаторов мощностью 1000 кВА и выше, а для внутрицеховых трансформаторов, начиная с 400 кВА, предусматривается газовая защита, которая действует как сигнал на отключение трансформатора при внутренних его повреждениях. Повреждения деталей трансформатора, расположенных внутри бака, сопровождается выделением газообразных продуктов вследствие разложения масла и изоляции. При этом газы из бака идут в расширитель по соединяющему их маслопроводу. В этом маслопроводе устанавливается газовое реле. Газовое реле представляет собой небольшой резервуар, внутри которого укреплены два цилиндрических поплавка с ртутными контактами. При повреждениях, сопровождающимися слабым выделением газов, последние постепенно накапливаются в газовом реле, вытесняя масло, что приводит к повороту первого поплавка и к замыканию его контактов на сигнал о повреждении в баке трансформатора. При бурном газообразовании опрокидывается нижний поплавок газового реле, который замкнет контакты на отключение трансформатора. При снижении уровня масла в баке трансформатора также сначала действует верхний поплавок – на сигнал, а затем и нижний поплавок – на отключении трансформатора.

На современных подстанциях, сооружаемых для электроснабжения предприятий, выключатели со стороны напряжения 35…220 кВ не устанавливают. Вместо них предусматривают схему с короткозамыкателями и отделителями. На подстанциях без выключателей защита трансформаторов действует на включение короткозамыкателя.

Для понижения напряжения светодиодов, установленных на стенде, установлен понижающий трансформатор. Прежде чем приступить к выбору трансформатора следует учесть, что мощность одного светодиода равна 0,05 ватт, а общее количество светодиодов равно 33 штук.