Міністерство освіти і науки України
НТУУ “КПІ”
Кафедра електричних мереж та систем
Реферат
Тема: Підстанції. Трансформатори та автотрансформатори
Виконав: Таранюк Л.А
Перевірила:ст викл Янковська Е.М
Київ 2010
Зміст
1.Історія
2.Класифікація підстанцій
3.Визначення трансформатора
4. Класифікація трансформаторів та їх конструктивні особливості
5. Номінальні дані трансформатора
6. Визначення автотрансформатора
7. Конструктивні особливості автотрансформатора1
8. Роль трансформаторів,автотрансформаторів та підстанцій в електроенергетиці
1.Історія
Почнемо з історії: як відомо трансфоаматор слугує для зміни напруги, та сили струму в єлектромережі в основі якого лежить явище єлектромагнітної індукції,але про це потім докладніше.
Все почалося з відкриттям явища електромагнітної індукції фардеєм в 1831 році,що поклало початок відкриття транформатора.
30 листопада 1876 року Яблочковий Павло Миколаєвич винайшов перший трансформатор який мав в основі розімкнутий сердечник
Перший трансформатор із замкнутим сердечником був винайдений в 1884 році братами Джоном і Едвардом гопкінсонами.
Потім люди масово почали переходити на змнний струм тому
Необхідий був трансформатор змінного струму. Такий трансформатор винайшов Уільям Гроув в 1889 році.
Наступний крок полягав у підключенні освітлювальних ламп не послідовно як раніше а паралельно.Це було зроблено трьома інженерами компанії Ganz and company.Він мав замкнутий залізний сердечник,що підвищувало його характеристики.В 1900 році англійський вчений Роберт Хедфилд провів досліди щодо впливу домішок на властивості заліза що дозволило виготовляти трансформатори з добавками кремнія.В подальшому трансформатори удосконалювались,їх розміри зменшувались а економічність підвищувалась.
Підстанції складаються з багатьох елементів тому підстанції розвивалися в залежності від розвитку її складових.
2.Класифікація підстанцій
Підстанції споруджують для перетворення електроенергії в цілях її подальшої передачі.
Підстанції мають такі складові: трансформатор, автотрансформатор,перетворювачі,КУ,пристрої розподілення електроеонергії що не є складовою підстанцій називають розподільчими пунктами.В залежності від функції що виконує підстанція, підстанції бувають трансформаторні та перетворюючі.
Також до підстанцій відносять деякі електроустановки що не містять трансформаторів наприклад перемикаючий пункт:призначений для секціювання
ЛЕП,включення БК продольної компенсаціії та шунтування реакторів. Підстанції розділяють на трансформаторні та перетворюючі.
Трансформаторні підстанції призначені для перетворення одного класу напруги змінного струму в інший за допомогою трансформаторів.
Перетворюючі підстанції призначені для зміни типу струму або його частоти.
Також підстанції діляться на три основні категорії:
ПС,що здійснюють роботу по спрощеним схемам (без вимикачів) прохідні ПС(с малою кількістю ліній та вимикачів) вузлові ПС (Потужні комутаційні вузлом системи).
По призначенню ПС діляться на споживчі і системні.
Перші характеризуються установкою двох обмотних трансформаторів
На напругу до 330 кв.В окремих випадках встановлюють ПС с трьохобмотними трансформаторами.
Системні ПС во всіх випадках є вузловими.До системних також відносять всі ПС з автотрансформаторами.
По способу приєднання підстанції діляться на тупикові,розгалужуючі,транзитні,комбініровані.
Перші споживаються за рахунок однієї чи двух тупікових ліній.
Другі підключаються до однієї чи до двух тупікових ліній.
Треті включаються в розріз лінії.
Четверті,окрім живильних,мають також одну чи дві отхідні лінії.
По місцезнаходженюю Узлові та прохідні ПС діляться на ПС,
Що знаходяться на трассах одиночних,слабих внутрішньосистемних чи міжсистемних зв’язків систем,і на ПС,що являють собою потужні комутаційні вузли системи,через які проходять великі міжсистемні транзитні потоки потужності.По кількості трансформаторів вони можуть бути однотранформаторні,двохтранформаторні,трьохтранформаторні, чотирьохтранформаторні.
По методу захисту вони можуть виконуватись по спрощеним схемам, бувають с запобіжниками,короткозамикачами,відокремлювачами та вимикачами.
3.Визначення трансформатора
Трансформатором називають електромагнітний статичний пристрій, призначений для перетворення за допомогою явища електромагнітної індукції(відкрите Майклом Фарадеєм) змінного струму однієї напруги на змінний іншої напруги.
Пристрій найчастіше складається з двох (а іноді і більшої кількості) взаємо нерухомих електрично не пов'язаних між собою обмоток, розташованих на феромагнітному магнітопроводі.Обмотки мають між собою магнітний зв'язок, здійснювану змінним магнітним полем.
Феромагнітний магнітопровід призначений для посилення магнітного зв'язку між обмотками.Обмотки мають між собою магнітний зв'язок, здійснювану змінним магнітним полем.
Феромагнітний магнітопровід призначений для посилення магнітного зв'язку між обмотками.
Обмотка трансформатора, що споживає енергію з мережі, називають первинною обмоткою, а обмотка, що віддає енергію в мережу, - вторинною.
Якщо вторинна напруга менше первинної, то трансформатор називається знижуючим, а якщо більше - підвищуючим. У залежності від включення тих чи інших обмоток до мережі кожен трансформатор може бути як підвищуючим, так і знижуючим.
двохобмотні трансформатори призначені для мережі двох номінальних напруг,а трьохобмотні для трьох.
4.Класифікація трансформаторів та їх конструктивні особливості
Трансформатори можуть мати 2 або більше обмоток.
Залежно від призначення розрізняють силові трансформатори, вимірювальні трансформатори напруги і трансформатори струму.
Силові трансформатори перетворять змінний струм однієї напруги в змінний струм іншої напруги для живлення електроенергією споживачів. Залежно від призначення вони можуть бути підвищуючими або знижувальними. У розподільних мережах застосовують, як правило, трифазні двохобмотувальні знижуючі трансформатори, що перетворюють напругу 6 і 10 кВ в напругу 0,4 кВ.
Вимірювальні трансформатори напруги - це проміжні трансформатори, через які вмикаються вимірювальні прилади при високих напругах.Завдяки цьому вимірювальні прилади виявляються ізольованими від мережі, що робить можливим застосування стандартних приладів (з переградуюванням їх шкали) і тим самим розширює межі вимірюваних напруг.
Трансформатори напруги використовуються як для вимірювання напруги, потужності, енергії, так і для живлення ланцюгів автоматики, сигналізацій і релейного захисту ліній електропередач від замикання на землю.
У ряді випадків трансформатори напруги можуть бути використані як малопотужні понижуючі силові трансформатори або як підвищуючіі випробувальні трансформатори (для випробування ізоляції електричних апаратів).
Трансформатор струму являє собою допоміжний апарат, в якому вторинний струм практично пропорційний первинному струму і призначений для включення вимірювальних приладів і реле в електричні кола змінного струму. Трансформатори струму служать для перетворення струму будь-якого значення і напруги в струм, зручний для вимірювання стандартними приладами (5 А), харчування струмових обмоток реле, які відключають пристрої, а також для ізолювання приладів і обслуговуючого їх персоналу від високої напруги.
Класифікація трансформаторів напруги
Трансформатори напруги різняться:
а) за кількістю фаз - однофазні і трифазні;
б) за кількістю обмоток - двохобмотувальні й трьохобмотувальні;
в) по класу точності, тобто по допустимим значенням похибок;
г) за способом охолоджування - трансформатори з масляним охолодженням (масляні), з природним повітряним охолодженням (сухі та з литою ізоляцією);
д) за родом установки - для внутрішньої установки, для зовнішньої установки і для комплектних розподільчих пристроїв (КРУ).
Для напруг до 6 кВ трансформатори напруги виготовляють сухими, тобто з природним повітряним охолодженням. Для напруг вище 6 кВ застосовують масляні трансформатори напруги.
Трансформатори внутрішньої установки призначені для роботи при температурі навколишнього повітря від -40 до + 45 ° С з відносною вологістю до 80%.
В однофазних трансформаторах напруги на 6 до 10 кВ переважно застосовується виливана ізоляція. Трансформатори з виливаноюю ізоляцією повністю або частково (одні обмотки) залиті ізоляційною масою (епоксидною смолою). Такі трансформатори, призначені для внутрішньої установки, вигідно відрізняються від масляних: мають меншу масу і габаритні розміри і майже не вимагають відходу в експлуатації.
Трифазні двохобмотувальні трансформатори напруги мають звичайні трехстержневі магнітопроводи, а трьохобмотувальні - однофазні броньові. Трифазний триобмотувальний трансформатор являє собою групу з трьох однофазних однополюсних одиниць, обмотки яких з'єднані за відповідною схемою. Трифазні трьохобмотувальні трансформатори напруги старої серії (до 1968-1969 рр..) Мали бронестержневие магнітопроводи.
Трифазний трансформатор менше за масою і габаритами, ніж група з трьох однофазних трансформаторів. При роботі трифазного трансформатора для резерву потрібно мати інший трансформатор на повну потужність
У масляних трансформаторах основний ізолюючої і охолоджуючої середовищем є трансформаторне масло.
складається з магнітопровода, обмоток, бака, кришки з вводами. магнітопровід збирають з ізольованих один від одного (для зменшення втрат на вихрові струми) листів холоднокатаної електротехнічної сталі. Обмотки виготовляють з мідного або алюмінієвого проводу.
Для регулювання напруги обмотка ВН має відгалуження, що з'єднуються з перемикачем. У трансформаторах передбачено два види перемиканні відгалужень: під навантаженням - РПН (регулювання під навантаженням) і без навантаження, після відключення трансформатора від мережі - ПБВ (перемикання без збудження). Найбільш поширений другий спосіб регулювання напруги як найбільш простий.