Силовой трансформатор

Силовой трансформатор –  это стационарный прибор с двумя  или больше обмотками, который с  помощью электромагнитной индукции превращает систему переменного  напряжения и тока в другую систему  переменного напряжения и тока той  же частоты.

Трансформаторы силовые  масляные снижающие трехфазные двухобмоточные общего назначения мощностью 25 кВА,напругой 35 кВ предназначены для потребностей сельского хозяйства, потребителей и внешней установки.

Напряжение регулируется без возбуждения. Для этого трансформаторы ТМ оснащены высоковольтными переключателями, которые присоединяются к обмотке  высокого напряжения и позволяют  регулировать напряжение степенями  при отключенном от сети трансформаторе со стороны НН и ВН с диапазоном +2*2.5%. Трансформатор состоит из магнитопроводу, обмоток ВН (высшего напряжения) и НН (низшего напряжения), бака и крышки, с вводами. Магнитопровод трансформатора стержневого типа, собирается из холоднокатаной электротехнической стали. Обмотки многослойны, цилиндровые изготовлении из медного провода. Отводы ВН выполнены проводом с усиленной бумажной изоляцией, отводы ПН являют собой гибкую звъъязок из многослойной медной ленты. Бак трансформатора сварной прямоугольной формы заполняется трансформаторным маслом, которое имеет пробивное напряжение не ниже 39 кВ для трансформаторов класса напряжения 35 кВ.

Трансформаторы  не предназначены  для работы в условиях тряски, вибрации, ударов, во взрывоопасной и химически  активной среде.

Трансформатори  призначені для внутрішньої і зовнішньої установки при тривалому режимі роботи в наступних умовах:

а) висота над рівнем моря до 1000 м;

б) температура навколишнього повітря від мінус 45^oС до плюс 40^oС;

в) відносна вологість повітря не більше 80% при 25^oС.

Производители не представляют исчерпывающую информацию относительно параметров, что нас интересуют при  расчетах. Поэтому выбор коэффициентов  может существенно повлиять на окончательный  результат. Так стоимость электротехнической стали (14 гривни)   существенно повлияла на последующие расчеты: экономическое отношение уменьшилось до 2,4, в свою очередь это повлекло изменения в меньшую сторону таких величин как, что привело к большому разбегу удельной намагничуючеи мощности с учетом увеличения ее за счет не магнитных зазоров. Сравним основные технические данные трансформатору к и после модернизации (серийного и расчетного). Данные возведены в таблицу, которая нижеприведена. Из таблицы видно, что изменение з’едання обмотки НН и оптимизационный расчет позволили уменьшить потери на холостом ходе в полтора раза, а потери под током в два раза. Уменьшенная масса трансформатора    разы при увеличенных размерах баку говорят о более эффективном (рациональному) использовании магнитной системы (при номинальной нагрузке рабочая точка близкая к колотая кривой намагничивания).  Получена втрое меньшая цена  - цена производства, которая не включает у себя налоги, затраты на транспортировку, доставку материалу, и проч.,  потому не может быть использована, как опорная. Из точку зрения основных техничних показателей – выбрана оптимальная индукция в магнитной системе трансформатора с точки зрения габаритной мощности и удельных потерь. Если необходимо  передать большую мощность через магнитную систему трансформатора нужно увеличивать значение индукции. ЕЕ увеличение приведет к насыщению магнитной системы, и росту тока холостого хода, потерь, на холостом ходе, росту реактивной составляющей тока холостого хода. Во время преувеличения индукции в 1,6..1,65 Тл начнется насыщение магнитной системы которое будет сопровождаться ростом третьей гармоничной составляющей тока. А так как обмотка НН соединена треугольником, то ток третьей гармоничной складовой замкнется в контуре, створеннми обмотками, тем самым повышая потери, уровень магнитной индукции и температура обмотки НН.  Отличие в потерях ХХ можно объяснить отличием схемы соединения обмотки НН. При з’еднанний обмоток по схеме звезда-звезда в ре-жими холостого поступь ток холостого хода должен быть меньше, чем при схеме звезда-треугольник, потому что в последней имеет место пидмагничування магнитопроводу постоянным током третьей гармоничной складовой. Поэтому увеличение потерь на х.х. вполне понятно, но остается нез’ясованим, почему ток холостого хода уменьшился почти вдвое (от 7% до 3,3). Если посмотреть на соотношение активной и реактивной составляющей тока х.х. ( ) то можно сказать, что основная часть тока идет на намагничивание магнитной системы. Но возможно само увеличение числа витков обмотки ВН и выбор провода с большим перерезом  привели к уменьшению активной составляющей тока, и полному току холостого хода.   При большем активном сопротивлении и такой же индуктивности, с условия намагничивания магнитной системы до такого же уровня, из сети потреблялась бы большая величина активной составляющей тока х.х.,та увеличилась величина тока х.х. Применение шихтованних пластин при сборе магнитной системы до-зволило уменьшить потери в магнитопроводе трансформатора, что было применено и в серийном трансформаторе.  Сравнивая величины напряжения короткого замыкания можно сделать вывод, что активное сопротивление и индуктивность рассеивания обмотки НН близки к серийному трансформатору (6 % но 6,2%). По соотношению активного и реактивного составного напряжения короткого замыкания можно сделать вывод о соотношении активного и реактивного сопротивления трансформатору (реактивное сопротивление обмоток втрое больше активного). Анализируя это соотношение можно сказать, что трансформатор спроектирован, как трансформатор большой мощности ( ). Анализ теплового расчета показал, что перегрев обмоток отсутствующий, то есть масла достаточно, а перегрев масла составляет 55 градусов. Возможные пути для последующей оптимизации: Со стороны способа соединения обмотки НН – заменить на зигзаг, что приведет к улучшение работы в сетях с несимметричной нагрузкой, но увеличит потери материала, массу обмоток, цену, на 12.15 % Выбрать провод с лучшей изоляцией, чтобы можно было выполнить распределенное (чередовану) заключение обмоток, которое улучшит коэффициент магнитной связи и уменьшит рассеивание.  Повысить коэффициент заполнения сталью (то есть увеличить магнито-провод в перерезе), которая позволит уменьшить или габарит, или уровень индукции, или повысить мощность при других ровных. Уменьшить объем масла (баку) или повысить мощность, чтобы рабочая температура масла составляла 70.75 градусов.