Соединение двух трансформаторов: Последовательное соединение — вторичная обмотка

Содержание

Последовательное соединение — вторичная обмотка

Последовательное соединение — вторичная обмотка

Cтраница 1

Последовательное соединение вторичных обмоток двух трансформаторов тока одной фазы позволяет получить от них большую мощность, а параллельное их соединение дает возможность уменьшить коэффициент трансформации, а следовательно, увеличить ток во вторичной цепи при данном токе в линии.  [1]

При последовательном соединении вторичных обмоток результирующий коэффициент трансформации не изменяется, а полная мощность примерно равна сумме мощностей каждого из трансформаторов тока независимо от величины этих мощностей.  [3]

Таким образом, последовательное соединение вторичных обмоток обеспечивает увеличение уровней выходного напряжения и мощности при сохранении номинального выходного тока. В самом деле, если вторичные обмотки каждого из трансформаторов рассчитаны, например, на 6 В выходного напряжения при номинальном токе 1 А, то при их последовательном соединении значение номинального тока сохраняется, а мощность увеличивается вдвое, так как в 2 раза возрастает выходное напряжение.

При параллельном соединении вторичных обмоток в указанном выше примере выходное напряжение было бы равно 6 В, но выходной ток при этом вырос бы в 2 раза.  [4]

Погрешности ИТПТ с последовательным соединением вторичных обмоток главным образом обусловлены отличием реальной петли перемагничивания сердечников от идеальной прямоугольной петли и в меньшей степени конечным значением сопротивления вторичной цепи ИТПТ.  [5]

В результате проведенной работы по исследованию схем с последовательным соединением вторичных обмоток была предложена новая схема. Окончательная отработка основных параметров этой схемы производилась на ряде опытных образцов, изготовленных как НИИПТ, так и позднее Электрозаводом.  [6]

Защиту кабельных линий с числом кабелей два и более рекомендуется производить с последовательным соединением вторичных обмоток трансформаторов тока нулевой последовательности ТЗЛ и ТЗРЛ. Защита с трансформаторами тока типа ТИП может быть рекомендована для мощных двигателей ( при двух и более кабелях) при сравнительно небольших величинах токов однофазного замыкания на землю.  [7]

Для повышения класса точности или для повышения вторичной нагрузки при неизменном классе точности часто практикуют последовательное соединение вторичных обмоток двух втулочных трансформаторов тока одной и той же фазы.  [8]

Последовательное соединение вторичных обмоток в этом случае позволяет получить напряжение 1100 В, что вполне пригодно для рассмотренного источника питания.  [9]

Такая схема не реагирует на междуфазовые короткие замыкания, но чувствительна ко всем видам повреждений, связанных с замыканием элементов электрической сети на землю. Последовательное соединение вторичных обмоток двух трансформаторов тока одной фазы ( рис. 39, е) позволяет получить от них большую мощность, а параллельное ( рис. 39, ж) — уменьшить коэффициент трансформации, увеличивая ток во вторичной цепи при данном токе в линии.  [11]

ТТ, вторичные обмотки которых можно соединять последовательно или параллельно. При последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, так как удваивается число первичных и вторичных витков. Вторичный ток сохраняется неизменным, а вторичная ЭДС удваивается, что позволяет увеличить в 2 раза вторичную мощность. Для встроенных ТТ это очень важно, так как они удалены от реле и измерительных приборов, благодаря чему сопротивление соединяющих проводов получается большим. При параллельном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации уменьшается, так как первичные обмотки включаются последовательно. При этом вторичный ток двух ТТ увеличивается.  [12]

Допустимую нагрузку одноамперных ТТ следует проверять также по условию допустимого напряжения во вторичной обмотке при сквозных токах к.

Допустимые вторичные нагрузки ТТ в одном и том же классе точности при последовательном соединении вторичных обмоток увеличиваются вдвое, а при параллельном соединении уменьшаются вдвое. Встроенные во втулки выключателей ТТ с номинальным первичным током 50, 75, 100 ц вторичным током 2 5 А могут включаться только параллельно для получения вторичного тока 5 А. Внутренние п внешние параметры соединяемых параллельно ТТ должны быть одинаковы.  [13]

ТТ может выполняться с двумя магнитопроводами, как это показано на рис. 12 — 2, а. Первичные обмотки здесь всегда соединены последовательно, а вторичные можно соединить последовательно или параллельно. При последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, здесь суммируются вторичные ЭДС, что позволяет соответственно увеличить сопротивление нагрузки.  [15]

Страницы:      1    2

Можно ли у двух одинаковых трансформатов вторичные обмотки соединить параллельно для увеличения мощности ?

Можно ли у двух одинаковых трансформатов вторичные обмотки соединить параллельно для увеличения мощности ?

 

Почему бы и нет? Главное -вольтаж на вторичках должен совпадать.


Чем точнее, тем лучше.Иначе — один из них будет источником питания
для другого . Т.е. будут греться.

 

Интересный вопрос… А как по-вашему, что Вы делаете, когда мотаете обмотку в два провода? Или литцендратом?

 

После выпрямителей можно параллелить и с не очень точно совпадающим напряжением.

 

Использую подобное включение часто. Но для увеличения мощности надо ещё и первичные запараллелить (они, ведь, тоже одинаковые), или последовательно соединить.
Мне приходится «мудрить» подобным образом с высоковольтными трансформаторами (строчниками). Для увеличения мощности я выходные обмотки включаю последовательно, чтобы сделать двухполупериодное выпрямление, как в трансе со средней точкой.

Но соединить в строчниках начало одной обмотки с концом другой нельзя (пробьёт обмотку одного из трансовна сердечник). Поэтому соединяю между собой «холодные» концы, которые дают среднюю точку, а высоковольтные идут на свои однополупериодные выпрямители (умножители). Противофазность высоковольтных обмоток обеспечиваю противовазным соединением первичных обмоток, когда последовательно (предпочтительнее), когда параллельно.

 

ВиНи если я вас правильно понял, то вы соеденяете последовательно как первичную, так и вторичную обмотки.

В моем случае силовые трансформаторы 220 > 12.

 

Не знаю, уловили ли вы нюанс с последовательным соединением обмоток в моём случае, но из двух вариантов ответов на ваш вопрос я могу ответить ДА.
В вашем случае следует соединить параллельно (не забывая о правильной фазировке) и первичные (220 В) и вторичные (12 В) обмотки. Если выходное напряжение надо увеличить (удвоить), то вторичные обмотки соедините последовательно.

 

HardMaster: Можно ли у двух одинаковых трансформатов вторичные обмотки соединить параллельно для увеличения мощности ?


Лучше не надо. Ярким примером вам будет параллельное соединение двух батареек. Вы где-нибудь видели такое соединение?

И объясните, что вы имеете в виду под увеличением мощности? Мощность, отдаваемая трансформатором, в основном определяется конструкцией сердечника, а не числов вторичных обмоток и количеством витков в них. Конкретный трансформатор не даст вам больше мощности с нескольких обмоток, чем с одной.

 

GM: И объясните, что вы имеете в виду под увеличением мощности?
GM: Конкретный трансформатор не даст вам больше мощности с нескольких обмоток, чем с одной.
Параллельное соединение обмоток улучшит нагрузочную способность вторички, за счет уменьшения падения напряжения на сопротивлении провода. По этому, при параллельном соединении обмоток, за счет поднятия напряжения (под нагрузкой), реальный блок питания со стабилизатором будет способен стабилизировать напряжение при большем токе нагрузки, а значит, можно говорить, что увеличится мощность блока питания.

 

Спец: что Вы делаете, когда мотаете обмотку в два провода?

Эти два провода на одном железе, в одном магнитном потоке. Двух одинаковых трансов не найдется даже с конвейера…
Нормально и даже приоритетно — небольшие, локальные БП поближе к потребителю.

 

Параллельное соединение обмоток трансформатора для увеличения тока

Параллельное соединение трансформаторов

Соединение обмоток трансформаторов.

Часть 1

Давайте попробуем разобраться, как можно соединить между собой обмотки трансформатора. Будем разбираться с обычными, довольно маломощными трансформаторами, которые применяются в электронике.

Если посмотреть на схему трансформатора, то иногда можно заметить точки у некоторых выводов обмоток (пример).

Точки на графическом обозначении у краёв обмоток трансформатора обозначают начала этих обмоток.

Следует отметить, что точка, поставленная у одного из выводов обмотки, характеризуют направление намотки обмотки, от чего зависит полярность мгновенного значения напряжения между выводами данной обмотки (говоря по-научному — фаза выходного напряжения). Выводы, обозначенные точками, условно называются началами обмоток, а противоположные — концами обмоток.

Обозначения одноименных выводов обмоток условно: точки можно перенести на противоположные выводы всех обмоток одного и того же трансформатора — соотношение фаз выходных напряжений обмоток между собой не изменится.

Иногда, для упрощения понимания показываемого соединения обмоток, ставят значки «плюс» и «минус» у выводов обмоток (пример). Эти знаки соответствуют мгновенной полярности выходного (или входного) напряжения на данной обмотке. Все напряжения и токи обмоток — переменные, то есть периодически меняют своё направление (полярность) и величину, но если брать в рассмотрение один, очень короткий момент времени, то можно рассматривать вполне определенную полярность и значение выбранной физической величины.

Значение и направление переменной величины, соответствующее данному моменту времени, называется мгновенным значением переменной величины.

Естественно, что у всех точек у одного трансформатора, в данный момент времени будет «плюс» (или «минус» — по нашему усмотрению), а у противоположного вывода обмотки — «минус» (или, соответственно — «плюс»).

Знание выводов начала и конца обмоток значительно облегчает правильное соединение обмоток между собой или их правильное включение в электрическую схему, когда её работа зависит от взаимной фазировки подводимых напряжений.

Фазы подводимого к трансформатору напряжения (напряжения на первичной обмотке) и напряжений на вторичных обмотках совпадают.

Последовательное соединение первичных обмоток трансформатора.

Наиболее часто последовательное соединение первичных обмоток применяется в трансформаторах, выполненных на П-образном сердечнике с неразветвленным магнитным потоком (например сердечники типа ПЛ), обмотки которых выполнены симметрично на двух катушках (Рис. 1.).

Рис. 1. Внешний вид трансформатора на сердечнике типа ПЛ.

В этом случае обмотки включаются последовательно согласно (синфазно). Рабочее напряжение, подводимое к соединённым подобным образом обмоткам, равно сумме рабочих напряжений каждой из обмоток. Подробно включение обмоток подобных трансформаторов рассматривается далее.

Встречное (противофазное) включение первичных полуобмоток, выполненных на общем сердечнике типа ПЛ — запрещено. Данные полуобмотки, выполненные на двух абсолютно одинаковых катушках, имеют одинаковые параметры. При встречном включении их индуктивности взаимно компенсируются, и общая индуктивность всей первичной обмотки становится равной нулю. Поэтому нагрузкой сети будет являться только активное сопротивление провода этих обмоток, которое составляет доли ома. Результат — выход трансформатора из строя.

Сейчас более тщательно рассмотрим последовательное включение первичных обмоток двух различных трансформаторов (Рис. 2а). Показанная схема приводилась, как рекомендуемая, на одном из форумов. Вопрос стоял так:

«…как соединить два одинаковых трансформатора с первичными обмотками по 110 вольт, если допустимый ток вторичных обмоток — 2А, а для лабораторного двуполярного блока питания нужен ток не менее 3А?»

Рис. 2. Последовательное включение первичных обмоток трансформаторов.

Пока не будем рассматривать соединение вторичных обмоток, а сосредоточимся на соединении первичных. На Рис. 2б приведена эквивалентная схема включения входных цепей двух трансформаторов. RэTV1 — эквивалентное сопротивление трансформатора TV1, RэTV2 — TV2. В режиме холостого хода (без нагрузки) или при одинаковой нагрузке трансформаторов напряжение сети Uсети делится поровну между одинаковыми эквивалентными сопротивлениями и составляет 110 В.

Из схемы видно, что трансформатор TV1 питает цепь только положительного выходного напряжения, а трансформатор TV2 — только отрицательного. Вполне возможен режим работы, когда вся нагрузка подключается только, например, к выходу положительного напряжения, а отрицательный вывод лабораторного БП остается отключенным. Тогда вся нагрузка приложена к трансформатору TV1, а TV2 при этом работает практически в режиме холостого хода.

Соотношение эквивалентных входных сопротивлений трансформаторов изменяется. Эквивалентное входное сопротивление трансформатора TV1 падает, а эквивалентное сопротивление трансформатора TV2 остается неизменным. Поэтому напряжения на первичных обмотках трансформаторов также изменяются — напряжение на входе TV1 — UTV1 уменьшается, а на входе TV2 увеличивается на эту же величину, так как их сумма (напряжение сети) остается неизменной. То есть, это явление может привести к значительной перегрузке трансформаторов по величине входного напряжения и, при длительном её воздействии, даже к выходу их из строя.

Дополнительная нестабильность входного напряжения двух трансформаторов, которая возникает из-за последовательного включения их первичных обмоток, не добавляет популярности подобному включению, поэтому на практике оно применяется крайне редко.

Коротко условия последовательного включения первичных обмоток трансформаторов можно сформулировать следующим образом:

  • последовательно можно включить первичные обмотки двух конструктивно одинаковых трансформаторов с одинаковыми параметрами;
  • нагрузки обоих трансформаторов в процессе работы должны быть равны друг другу при любом режиме работы (от холостого хода до полной нагрузки).

В полной мере этим условиям удовлетворяют только разделенные на две одинаковые катушки обмотки трансформаторов на сердечниках типа ПЛ. Поэтому последовательное включение первичных полуобмоток широко применяется практически только в этих трансформаторах для взаимного соединения одинаковых половин обмоток одного трансформатора.

Параллельное соединение первичных обмоток трансформаторов.

Пример параллельного включения первичных обмоток двух трансформаторов питания приведен на Рис. 3.

Параллельное соединение первичных обмоток трансформаторов применяется каждым из нас практически ежедневно. Каждый день мы включаем в общую сеть ~220 вольт множество электронной аппаратуры, оснащенной силовыми трансформаторами питания. При этом никаких вопросов и сомнений по поводу мощности или фазировки первичных обмоток этих трансформаторов у нас не возникает.

Поэтому можно сделать вывод, что параллельно можно включать первичные обмотки трансформаторов любой мощности и любой конструкции. Взаимная фазировка первичных обмоток имеет смысл только при непосредственном соединении между собой также и вторичных обмоток подключаемых трансформаторов, например, как показано на Рис. 3.

Рис. 3. Параллельное соединение первичных обмоток трансформаторов.

Последовательное соединение вторичных обмоток трансформатора.

Чаще всего применяется последовательное соединение вторичных обмоток трансформаторов. Пример такого соединения приведен на Рис. 4а — согласное (синфазное) соединение, Рис. 4б — встречное (противофазное) соединение.

Рис. 4. Последовательное включение вторичных обмоток трансформатора.

При синфазном соединении конец одной обмотки соединяется с началом другой. Результирующее выходное напряжение такого соединения будет равно сумме выходных напряжений каждой обмотки, так как переменные выходные напряжения обмоток находятся в фазе.

Сложение синфазных величин описано в статье Фаза. Разность фаз. Также, для упрощения, рядом с выводами обмоток на рисунке поставлены знаки «плюс» и «минус», которые указывают полярность мгновенного значения напряжения. При последовательном соединении источников постоянного тока с указанной на Рис. 4а полярностью их выходные напряжения сложаться. Это упрощает понимание и запоминание сложения (или вычитания) переменных величин и нетрудно проверить экспериментально, например, на обычных батарейках.

Максимальная величина тока, получаемого от такой составной обмотки, не должна превышать меньший из максимально допустимых токов у любой из соединяемых обмоток. В противном случае — перегрев более слабой по току обмотки (меньший диаметр провода), выход трансформатора из строя.

Практически все взаимные подключения вторичных обмоток трансформаторов производятся последовательно-синфазно. Этим способом можно соединять обмотки с любым напряжением и максимально-допустимым током.

Если в рассмотренном выше соединении вторичных обмоток трансформатора поменять местами выводы любой из обмоток, то мы получим противофазное соединение (Рис. 4б). При таком соединении начало одной обмотки соединяется с началом другой или конец одной с концом другой. Действительно, выходные напряжения каждой из обмоток находятся в противофазе друг к другу, что подтверждают знаки «плюс» и «минус», поставленные рядом с выводами.

При таком соединении выходное напряжение будет равно разности напряжений обмоток. Подробно сложение противофазных величин описано в статье Фаза. Разность фаз.

Напряжения и максимально-допустимые токи каждой из обмоток могут быть любыми. То есть все особенности этого подключения, как и у последовательно-синфазного способа. И, так-же, максимальная величина тока, получаемого от такой составной обмотки, не должна превышать меньший из максимально допустимых токов у любой из соединяемых обмоток.

Для понимания работы противофазного соединения обмоток одного трансформатора удобно представить их в виде встречно включенных бифилярных обмоток. В такой бифилярной катушке магнитный поток, создаваемый током каждого витка одной обмотки, компенсируется магнитным потоком, создаваемым током через соответствующий виток другой обмотки. Суммарный поток соответствующих витков обеих катушек равен нулю (Рис. 5).

Рис. 5. Бифилярная намотка, не обладающая индуктивностью.

Общий поток суммы компенсирующих друг друга витков также равен нулю, поэтому не оказывает никакого влияния на магнитный поток сердечника и, таким образом, никак не влияет на мощность, потребляемую из сети. Но остаются витки в большей из обмоток, магнитный поток которых не компенсируется витками другой обмотки. Вот только эта избыточная часть витков большей обмотки и будет в полной мере учавствовать в работе трансформатора.

Основной недостаток такого соединения — увеличение сопротивления составной обмотки по сравнению с отдельной обмоткой на это же выходное напряжение (соответственно увеличение расхода меди, увеличение места, занимаемого обмотками, снижение КПД трансформатора).

Совсем другая картина возникает при встречном (противофазном) соединении обмоток разных трансформаторов. В этом случае катушки нельзя рассматривать, как бифилярные — сердечники у трансформаторов разные и магнитные потоки каждой обмотки никак не взаимодействуют друг с другом, потому что сосредоточены каждый в своём сердечнике.

Поэтому мощность, потребляемая от сети больше и равна сумме мощностей каждой отдельной обмотки, в отличие от тех же обмоток на одном трансформаторе, где мощность получаемая от сети примерно равна мощности только нескомпенсированной части большей обмотки. Напряжение составной обмотки всё также равно разности напряжений входящих в неё обмоток.

Последовательно-противофазное включение обмоток применяется очень редко, практически только для экспериментальных целей.

Параллельное соединение вторичных обмоток трансформатора.

Параллельное соединение вторичных обмоток может применятся, если ток, получаемый от одной обмотки, слишком мал для нормальной работы устройства. В этом случае можно соединить параллельно несколько обмоток с одинаковыми выходными напряжениями. Результирующий выходной ток такого соединения будет равен сумме выходных токов каждой обмотки. Выходное напряжение равно выходному напряжению одной обмотки.

Параллельное соединение вторичных обмоток показано на Рис 6.

Рис. 6. Параллельное включение вторичных обмоток трансформатора.

Рассмотрим требования, предъявляемые к обмоткам при их параллельном соединении.

  • Применяется только синфазное параллельное соединение обмоток (Рис 6а).

При параллельном-синфазном соединении начало одной обмотки соединяется с началом второй, конец первой — с концом второй.

При противофазном параллельном соединении (Рис 6б), начало одной обмотки соединяется с концом другой (получается последовательное синфазное соединение — выходное напряжение равно сумме выходных напряжений каждой обмотки), оставшиеся свободные концы так-же соединяются — получается короткое замыкание общей, объединенной обмотки и выход трансформатора из строя.

Поэтому параллельное противофазное соединение обмоток применять нельзя, что и показано на Рис. 6б.

  • Параметры соединяемых обмоток (выходное напряжение и максимально-допустимый ток) должны быть одинаковы.

Лучше соединять параллельно одинаковые обмотки одного трансформатора. Допускается разброс параметров обмоток до 3%. При увеличении разброса параметров возникают уравнивающие токи между параллельно соединенными обмотками трансформатора, которые никак не попадают в нагрузку и могут достигать значительной величины. Это резко снижает КПД трансформатора, увеличивает его нагрев, может привести к выходу из строя.

А мы рассмотрим специфику соединения обмоток трансформаторов, выполненных на сердечниках типа ПЛ. Основная особенность таких трансформаторов состоит в том, что их обмотки выполняются в виде двух абсолютно одинаковых катушек, располагаемых на двух разных кернах одного сердечника (посмотреть).

Конечно, существуют трансформаторы на стержневых сердечниках, обмотки которых выполнены на одной катушке (пример). Но подключение их обмоток ничем не отличается от описанных в части 1 этой статьи, поэтому сейчас они не рассматриваются.

Все обмотки трансформатора делятся пополам. Каждая полуобмотка наматывается на своей катушке. При включении в схему все полуобмотки одной катушки соединяются с соответствующими полуобмотками другой катушки последовательно-синфазно.

В исключительных случаях допускается параллельное соединение одинаковых полуобмоток одного трансформатора для увеличения отдаваемого тока. Но при этом необходим контроль за изменением режима работы трансформатора, хотя бы по изменению тока холостого хода.

Расположение всех обмоток на двух катушках снижает расход медного провода, улучшает теплоотвод от внутренних витков катушек, дает другие преимущества. Для упрощения и удешевления производства обе катушки наматываются по одной технологической схеме, то есть имеют одинаковое направление намотки. Этот факт немного усложняет правильное взаимное соединение обмоток.

Посмотрим на Рис.1а, где изображена электрическая принципиальная схема трансформатора на сердечнике типа ПЛ с обмотками, расположенными на двух катушках. Номера обмоток и номера выводов одной катушки продублированы и у второй катушки, только со знаком «штрих». Но самое главное, что знаки «точка» (начало обмотки) стоят у выводов с одинаковыми номерами у обеих катушек.

Рис.1. Трансформатор на сердечнике типа ПЛ.

С точки зрения технологии (порядка изготовления катушек) — всё правильно. Намотка обеих катушек начинается, например, от вывода 3 (3’). Теперь посмотрим на Рис.1б, где изображены две одинаковые катушки, с одинаковым направлением намотки на сердечнике. Соединим их между собой, как указано на Рис.1а, то есть конец одной с концом другой.

Также на Рис.1б показано мгновенное направление тока через катушки стрелками зеленого цвета. В скобках около выводов катушек указана мгновенная полярность подводимого переменного напряжения. Теперь определим направление магнитного потока через катушки с помощью правила правой руки для соленоида.

Если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

Для удобства над каждой катушкой нарисована ладонь правой руки. Направление магнитного поля внутри катушки указано красной стрелкой. Направление магнитного потока Ф0 внутри сердечника совпадает с направлениями магнитных полей катушек, по величине равно сумме магнитных потоков каждой катушки и показано штрих-пунктирной линией красного цвета.

Если поменять местами выводы любой из катушек, то направление магнитного поля этой катушки изменится на противоположное. Поэтому магнитные потоки каждой катушки в сердечнике будут компенсировать друг друга и общий магнитный поток станет равным нулю.

То есть индуктивное сопротивление такого соединения катушек также станет равным нулю. В цепь переменного тока окажется включенным только лишь сумма активных сопротивлений провода катушек, которая очень мала. Такая ситуация грозит «бытовой катастрофой» и очень опасна для первичных обмоток силовых трансформаторов радиоаппаратуры — может привести к выходу их из строя, а также нанести вред сети ~220 В.

Для упрощения понимания всего вышеизложенного мысленно можно произвести следующее действие. Напоминаю, мысленно разрываем и выпрямляем сердечник с катушками в одну прямую линию. И видим, что точка (начало обмотки) у одной из катушек по «электротехническим понятиям» стоит не на месте, то есть по правилам она должна стоять у противоположного конца. А катушки, как указано на принципиальной электрической схеме, соединены правильно — последовательно-синфазно (соединены начало одной обмотки с концом другой).

Необходимо запомнить, что на принципиальных электрических схемах, при изображении трансформаторов на стержневых сердечниках (например, типа ПЛ) с двумя катушками, точками могут отображаться «технологические начала» обмоток, то есть применяемые при изготовлении (намотке) катушек, которые реально не соответствуют «электротехническим началам» у одной из катушек.

Источник: https://www.elsys.biz/wpblog/?p=1527

Последовательное соединение вторичных обмоток трансформатора

Мне часто задают вопрос: «Можно ли соединять параллельно одинаковые вторичные обмотки силовых трансформаторов?» Вопрос, безусловно, правильный, и на него нужно отвечать. Ныне в устаревшей аппаратуре можно найти большое количество готовых силовых трансформаторов заводского изготовления, которые радиолюбители приспосабливают под свои запросы. Очень часто эти трансформаторы не совсем подходят по параметрам, например, по требуемому току нагрузки.

Но если в трансформаторе имеется несколько одинаковых обмоток, возникает мысль увеличить выходной ток, соединив эти обмотки параллельно. Казалось бы, соединяй выводы одинаковых обмоток между собой и все! Но не все так просто. Во- первых, обмотки нужно соединить синфазно. Для проверки синфазности вторичных обмоток соединяем одни из выводов двух обмоток, включаем трансформатор в сеть и измеряем напряжение между оставшимися свободными концами. Если это напряжение близко к нулю, значит, обмотки соединены противофазно последовательно.

Когда на выводах удвоенное напряжение одной из обмоток, они соединены синфазно последовательно. В первом случае свободные концы обмоток можно соединить вместе и получить параллельное включение обмоток. Во втором случае концы одной из обмоток нужно поменять местами. Однако малейшая неидентичность обмоток способна повлиять на параметры силового трансформатора: его габаритная мощность и КПД при этом уменьшаются, а нагрев обмоток увеличивается.

Фактически соединять параллельно можно обмотки таких трансформаторов, при изготовлении которых специально принимаются меры для получения идентичности обмоток. Например, в паспортах на трансформаторы типа ТПП (трансформаторы питания полупроводниковой аппаратуры) указывается на допустимость параллельного соединения одинаковых обмоток.
Чаще всего радиолюбительские конструкции питаются постоянным током, поэтому проблему соединения обмоток параллельно лучше рассматривать в комплексе с выпрямителем.

Возьмем, скажем, унифицированный трансформатор ТН-60 (трансформатор накальный), имеющий 4 одинаковые вторичные обмотки по 6,3 В (две обмотки имеют еще и отводы на 5 В), рассчитанные каждая на ток 6 А. Для получения токов, вчетверо больших, необходимо соединить обмотки так, как показано на рис.1 (включение обмоток с однополупериодным выпрямлением). Поскольку из-за конструктивного разброса параметров обмотки могут иметь немного отличающиеся напряжения, большее потребление тока (при идентичных диодах) будет от той обмотки, напряжение которой выше.

Диоды позволяют развязать обмотки друг от друга, т.е. теперь каждая обмотка работает только на общую нагрузку, а не на другую обмотку. В результате, мы получили выпрямленное напряжение с четырех обмоток с максимальным током нагрузки 24 А (через каждый диод будет проходить только четвертая часть общего тока нагрузки). Схема двухполупериодного выпрямления приведена на рис.2. Такое соединение выводов обмоток также обеспечивает независимое питание нагрузки. В случае параллельного включения нечетного числа обмоток возможно лишь однополупериодное выпрямление.

Для питания различных конструкций часто применяется напряжение 12 В, поэтому соединение обмоток для такого применения можно выполнить согласно рис.3. В этом случае через каждый диод будет проходить половина тока нагрузки. Чтобы получить выходное стабилизированное напряжение около 13,8 В, принятое как стандарт в радиопередающей аппаратуре, необходимо применять стабилизаторы с низким падением напряжения на регулирующем элементе [1, 2].

Минимально необходимый перепад напряжений на регулирующем элементе таких стабилизаторов составляет около 0,5 В. Его устанавливают при максимальном токе нагрузки, подбирая емкость конденсатора фильтра после выпрямителя. Чем больше емкость этого конденсатора, тем больший выходной ток можно «отобрать» от стабилизатора при заданном входном напряжении.

Бывает ситуация, когда у трансформатора нет обмотки на нужное напряжение или ток, зато есть много всяких разных обмоток. Что делать?

Для увеличения напряжения, обмотки можно соединять последовательно. При этом общее напряжение будет равно сумме напряжений всех обмоток. Максимальный ток будет равен наименьшему из номинальных токов всех этих обмоток.

Обмотки надо сфазировать, иначе напряжения в них могут не складываться, а вычитаться (можно ра-

ботать и в такой ситуации, но КПД трансформатора снизится). Делается это так: первая и вторая обмотки соединяются последовательно, а к их концам подключается вольтметр переменного тока (рис. 16).

Вольтметр должен показать сумму напряжений обмоток 1 и 2 (это синфазное, или согласное включение обмоток). Если показания вольтметра меньше (в случае противофазного, или встречного включения он покажет разность напряжений обмоток), выводы обмотки 2 надо поменять местами. В случае, когда последовательно соединяется большее количество обмоток, то все повторяется, при этом роль обмотки 1 выполняют уже соединенные обмотки, а роль обмотки 2 – вновь подключаемая обмотка.

На рис. 16 точкой возле обмотки обозначается ее условное начало. Оно имеет такой смысл: если на выводе с точкой первичной обмотки присутствует положительный полупериод напряжения (грубо говоря «плюс»), то и на выводах с точкой всех вторичных обмоток в этот момент также «плюс». Поэтому, зная условные начала обмоток, можно сразу соединить все обмотки синфазно. К сожалению, на самом трансформаторе начала обмоток обычно не обозначают.

Если в трансформаторе много одинаковых вторичных обмоток на маленький ток, то по идее их можно соединить параллельно, тогда общий их ток будет равен сумме токов отдельных обмоток.

На самом деле это очень «тонкий» вопрос. В жизни практически никогда не бывает, чтобы две обмотки были абсолютно одинаковыми. Хоть малюсенькая разница в их напряжениях, но есть. И внутри параллельных обмоток могут возникнуть уравнительные токи иногда маленькой, а иногда и большой величины. Может получиться, что трансформатор здорово греется, а наружу тока почти не выдает. Но бывает и так, что производители мотают трансформатор в несколько проводов одновременно. Тогда обмотки получаются практически совсем одинаковыми и такие обмотки параллельно соединять можно (хотя, ГОСТ 14233-84 «Трансформаторы питания для бытовой аппаратуры» дает допуск на асимметрию обмоток, включаемых параллельно, до 3% от напряжения обмотки – это довольно большое рассогласование!). При этом очень важно правильно сфазировать обмотки, иначе будет короткое замыкание. Только надо быть абсолютно уверенным в том, что обмотки одинаковы. Поэтому давайте для надежности пользоваться таким правилом:

Если производитель явно указывает, что обмотки трансформатора можно соединять параллельно, то можно. Если такого явного указания нет – то нельзя.

Как правильно сфазировать обмотки? Начала всех обмоток соединить вместе – это будет начало общей обмотки. Конец общей обмотки составят соединенные вместе концы всех обмоток.

Если неизвестны начала и концы обмоток, то сначала соедините между собой один провод от одной обмотки и один от другой. Подайте питание на трансформатор и измерьте напряжение между оставшимися концами этих обмоток (рис. 17).

Если между ними напряжение равное удвоенному напряжению каждой из обмоток, то концы одной из обмоток надо поменять местами. Снова подайте питание и снова измерьте напряжение. Если оно равно нулю, то все ОК, соединяете концы, между которыми измеряли напряжение и пользуетесь. Если же напряжение не равно нулю, то обмотки разные, и их паралле- лить нельзя!

А если напряжение на двух обмотках получилось не

ноль, но очень близкое к нулю? Давайте рассмотрим пример. Сопротивление вторичной обмотки тороидального трансформатора 75ВА 2×28В равно примерно 0,5 Ом. Допустим мы хотим получить такую обмотку из двух, каждая из которых рассчитана на вдвое меньший ток. Тогда сопротивление каждой обмотки вдвое выше и будет равно 1 Ом. С точки зрения уравнительных токов обмотки включены последовательно (значит, общее сопротивление удваивается) и к ним прикладывается разность напряжений между обмотками. Допустим, эта разность напряжений равна 0,5 вольт. Тогда уравнительный ток будет

2. Если вольтметр показывает разность напряжений обмоток в точности равную нулю, это означает, что и формы напряжений обмоток, и их величины одинаковы (что уже само по себе редкое явление). Но кто поручится, что при изменении напряжения в сети, или изменении тока, потребляемого нагрузкой, формы токов так одинаковыми и останутся? Это не всегда случается даже у однотипных трансформаторов (из-за разброса свойств стали они могут немного по-разному насыщаться), а для трансформаторов разных типов это вообще нереально.

Поэтому давайте не будем рисковать, и не будем создавать себе возможные проблемы, соединяя параллельно обмотки разных трансформаторов!

Бросок тока при включении трансформатора. При включении трансформатора в сеть даже на холостом ходу возникает всплеск тока (пусковой ток, являющийся следствием переходного процесса в трансформаторе), который может превышать номинальный в десятки раз. Длительность пускового тока обычно не превышает 0,02…0,03 секунды, поэтому он не приводит к перегреву обмоток. Однако в этот момент на проводники обмоток действуют значительные электромагнитные силы, которые могут сдвинуть плохо закрепленные витки. С течением времени витки разбалтываются, и акустический шум трансформатора растет.

Другим неприятным последствием пускового тока является перегорание предохранителя в цепи первичной обмотки.

Величина пускового тока определяется как моментом времени включения (по отношению к начальной фазе сетевого напряжения), так и параметрами трансформатора. В частности, повышение числа витков первичной обмотки снижает пусковой ток, что еще раз говорит в пользу применения трансформаторов с пониженной рабочей индукцией. И наоборот, у трансформатора, работающего близко к насыщению, бросок тока при включении может быть очень большим.

Трансформаторы с пониженной рабочей индукцией. Существует мнение (вполне оправданное), что хорошие результаты дает применение в усилителях трансформаторов с пониженной индукцией, работающих практически на линейном участке кривой намагничивания (конец участка А – начало участка В на рис. 9). Действительно, снижение индукции уменьшает потоки рассеяния, а значит и магнитные поля трансформатора, а также снижает пусковой ток. Это достигается увеличением числа витков в обмотках в 1,2…1,3 раза выше номинального. Уменьшение полей рассеяния снижает индуктивность обмоток, но из-за повышения длины провода, возрастает их активное сопротивление, поэтому просадки напряжения под нагрузкой практически не меняются, а вот нагрев обмоток растет. Для нормализации нагрева увеличивают мощность трансформатора, повышая диаметр проводов обмоток.

Таким образом, чтобы получить трансформатор с пониженной рабочей индукцией, необходимо изготовить трансформатор с мощностью в 1,3…1,5 раз больше требуемой, все обмотки которого рассчитаны на напряжение в 1,2…1,3 раза больше необходимого.

Необходимо отметить, что при этом улучшается только работа самого трансформатора, на усилитель это никак не сказывается (если только магнитные поля трансформатора не действуют на усилитель, но к этому необходимо стремиться в любом случае). Поэтому затраты на такой специальный трансформатор практически никогда не окупаются (кроме техники очень высокого качества, там применение подобного трансформатора не только оправдано, но и зачастую просто необходимо), а в конструкциях начинающих радиолюбителей – наверняка. Поэтому «низкоиндукционный» трансформатор имеет смысл применять, если он уже есть, а если его нет, то и не надо.

Подмагничивание сердечника постоянным током. Трансформатор – устройство, предназначенное для работы на переменном токе (причем только своей, или близкой к ней частоты – если частота тока сильно отличается от номинальной, он может работать хуже или не работать вообще). Постоянный ток он не преобразует, потому что ЭДС в обмотках наводится только изменяющимся магнитным полем, которое получается, если ток переменный. И на постоянный ток не влияет индуктивность обмоток. Поэтому если на трансформатор подать 220 вольт постоянного тока, трансформатор сгорит – активное сопротивление первичной обмотки маленькое, и ток будет огромным.

А что случится, если через обмотку все же протекает постоянный ток? На переменном токе даже очень большие токи обмоток практически не изменяют рабочий магнитный поток, так как влияния первичной и вторичной обмоток взаимно компенсируются. На постоянном токе взаимодействия обмоток и взаимной компенсации токов не происходит. Постоянный ток создаст ничем не компенсируемое магнитное поле, которое будет подмагничивать сердечник, изменяя индукцию в нем. Если это поле достаточно велико, то сердечник начнет насыщаться со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Так что появления постоянного тока (заметной величины) в трансформаторе следует избегать. Исключение составляют выходные трансформаторы ламповой техники – в них предусмотрен зазор в сердечнике для исключения насыщения. Но и в таком случае трансформатору работать не очень комфортно.

Источник: Рогов И.Е. Конструирование источников питания звуковых усилителей. – Москва: Инфра- Инженерия, 2011. – 160 с.

Трансформатор тока – важный элемент релейной защиты. Он питает цепи защиты током сети и выполняет роль датчика, через который поступает информация к измерительным органам устройств релейной защиты.

2.1. Принцип действия

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в силовую цепь. Вторичная обмотка замыкается на сопротивление нагрузки Z Н – последовательно включенные реле и приборы.

Ток I 1 , протекая по обмотке, создаёт магнитный поток Ф 1 = I w 1 , под воздействием этого потока во вторичной обмотке наводиться ЭДС Е2. По обмотке протекает ток I 2 .

Если не учитывать потерь то:

, (2.1)

где – витковый коэффициент трансформации.

В заводских материалах на трансформаторы тока указывают номинальный коэффициент трансформации . Если не учитывать потери, то n в = n т .

В действительности же I 2 отличается от расчетного значения. Часть тока I 1 тратиться на создание намагничивающего потока:

(2.2)

Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет. Магнитопровод быстро расплавится. Кроме того на вторичной разомкнутой обмотке появиться высокое напряжение, достигающие десятков киловольт. Вторичная обмотка обязательно должна быть заземлена – если произойдет пробой изоляции, то при заземленной вторичной обмотке получится короткое замыкание, защитная аппаратура отключит поврежденный трансформатор, заземление вторичной обмотке делается прежде всего для обеспечения техники безопасности.

Причиной погрешностей в работе трансформаторов тока является ток намагничивания. Чрезмерно большие погрешности могут вызвать неправильные действия релейной защиты, поэтому стараются уменьшить ток намагничивания.

2.2. Параметры, влияющие на уменьшение намагничивающего тока

Ток I нам состоит из активной и реактивной составляющих.

I а.нам – обусловлена активными потерями на гистерезис и от вихревых токов в магнитопроводе трансформатора тока.

I р.нам – создает магнитный поток, который индуктирует во вторичной обмотке ЭДС Е2.

Для уменьшения I а .н ам магнитопровод выполняется из шихтованной стали.

При насыщении I нам возрастает значительно быстрее, чем поток Фт , что вызывает резкое увеличение погрешностей. (см. рис. 2.2.1 – характеристика намагничивания трансформатора тока.)

Для ограничения погрешностей нужно уменьшить Фт :

Этого можно добиться, либо снизив ток I 2 за счет подбора соответствующего коэффициента трансформации (повысить n т для снижения кратности максимального первичного тока ), либо уменьшив сопротивление нагрузки вторичной обмотки Z н .

Требования к точности трансформаторов тока, питающих релейную защиту

Погрешность трансформаторов тока по току ( D I ) не должна превышать 10%, а по углу ( d ) – 7 ° .

Эти требования обеспечиваются, если I нам £ 0,1 I 1 .

Для каждого типа трансформаторов тока имеются определённые значения К1макс и Z н , при которых погрешность e будет равна 10%. Поэтому исходными величинами для оценки погрешности являются I 1макс и Z н :

где Z п – сопротивление проводов,

Z р – сопротивление реле.

Для упрощения в расчетах сопротивления суммируются арифметически.

Предельные значения К1макс и Z н из условия 10% погрешности дают заводы, изготавливающие трансформаторы тока.

Выпускаются трансформаторы тока следующих классов точности: 0,5;1;3;10 (для подсоединения к ним измерительных приборов) и Р (для релейной защиты).

⚡️Параллельное соединение обмоток трансформатора | radiochipi.

ru

На чтение 3 мин Опубликовано Обновлено

Мне часто задают вопрос: “Можно ли соединять параллельно одинаковые вторичные обмотки силовых трансформаторов?” Вопрос, безусловно, правильный, и на него нужно отвечать. Ныне в устаревшей аппаратуре можно найти большое количество готовых силовых трансформаторов заводского изготовления, которые радиолюбители приспосабливают под свои запросы. Очень часто эти трансформаторы не совсем подходят по параметрам, например, по требуемому току нагрузки.

Но если в трансформаторе имеется несколько одинаковых обмоток, возникает мысль увеличить выходной ток, соединив эти обмотки параллельно. Казалось бы, соединяй выводы одинаковых обмоток между собой и все! Но не все так просто. Во- первых, обмотки нужно соединить синфазно. Для проверки синфазности вторичных обмоток соединяем одни из выводов двух обмоток, включаем трансформатор в сеть и измеряем напряжение между оставшимися свободными концами. Если это напряжение близко к нулю, значит, обмотки соединены противофазно последовательно.

Когда на выводах удвоенное напряжение одной из обмоток, они соединены синфазно последовательно. В первом случае свободные концы обмоток можно соединить вместе и получить параллельное включение обмоток. Во втором случае концы одной из обмоток нужно поменять местами. Однако малейшая неидентичность обмоток способна повлиять на параметры силового трансформатора: его габаритная мощность и КПД при этом уменьшаются, а нагрев обмоток увеличивается.

Фактически соединять параллельно можно обмотки таких трансформаторов, при изготовлении которых специально принимаются меры для получения идентичности обмоток. Например, в паспортах на трансформаторы типа ТПП (трансформаторы питания полупроводниковой аппаратуры) указывается на допустимость параллельного соединения одинаковых обмоток.
Чаще всего радиолюбительские конструкции питаются постоянным током, поэтому проблему соединения обмоток параллельно лучше рассматривать в комплексе с выпрямителем.

Возьмем, скажем, унифицированный трансформатор ТН-60 (трансформатор накальный), имеющий 4 одинаковые вторичные обмотки по 6,3 В (две обмотки имеют еще и отводы на 5 В), рассчитанные каждая на ток 6 А. Для получения токов, вчетверо больших, необходимо соединить обмотки так, как показано на рис.1 (включение обмоток с однополупериодным выпрямлением). Поскольку из-за конструктивного разброса параметров обмотки могут иметь немного отличающиеся напряжения, большее потребление тока (при идентичных диодах) будет от той обмотки, напряжение которой выше.

Диоды позволяют развязать обмотки друг от друга, т.е. теперь каждая обмотка работает только на общую нагрузку, а не на другую обмотку. В результате, мы получили выпрямленное напряжение с четырех обмоток с максимальным током нагрузки 24 А (через каждый диод будет проходить только четвертая часть общего тока нагрузки). Схема двухполупериодного выпрямления приведена на рис.2. Такое соединение выводов обмоток также обеспечивает независимое питание нагрузки. В случае параллельного включения нечетного числа обмоток возможно лишь однополупериодное выпрямление.

Для питания различных конструкций часто применяется напряжение 12 В, поэтому соединение обмоток для такого применения можно выполнить согласно рис.3. В этом случае через каждый диод будет проходить половина тока нагрузки. Чтобы получить выходное стабилизированное напряжение около 13,8 В, принятое как стандарт в радиопередающей аппаратуре, необходимо применять стабилизаторы с низким падением напряжения на регулирующем элементе [1, 2].

Минимально необходимый перепад напряжений на регулирующем элементе таких стабилизаторов составляет около 0,5 В. Его устанавливают при максимальном токе нагрузки, подбирая емкость конденсатора фильтра после выпрямителя. Чем больше емкость этого конденсатора, тем больший выходной ток можно “отобрать” от стабилизатора при заданном входном напряжении.

Последовательное соединение испытательных трансформаторов | Высоковольтное испытательное оборудование и измерения

Страница 3 из 41

Получение сверхвысоких напряжений от одного трансформатора связано с трудностями и технически целесообразно только для напряжения 500—750 кВ. Испытательные трансформаторы на напряжение 1 Мв в одной установке были сооружены еще 30 лет назад. Несмотря на успехи в изоляционной технике, в последующие годы подобные трансформаторы не строились. Для получения напряжений 500 кВ и выше применяется последовательное соединение нескольких испытательных трансформаторов. Если соединяется последовательно п трансформаторов, то напряжение на конце последней обмотки высокого напряжения при отсутствии нагрузки в цепи будет увеличено в п раз по сравнению с напряжением одного трансформатора. Имеется возможность при соответствующем конструктивном устройстве частично заменить сложную внутреннюю изоляцию трансформатора более простой внешней изоляцией на то же самое напряжение. Распределяя полное напряжение на несколько ступеней и обеспечивая необходимой изоляцией каждую ступень, можно уменьшить вес, размеры и стоимость конструкции. При последовательном соединении испытательных трансформаторов в одном трансформаторе доля активных материалов (медь, железо) сравнительно мала и обычно составляет менее 50% всегда веса трансформатора.
Конструктивное исполнение всего сооружения определяется в значительной мере способом питания первичных обмоток трансформаторов.

Рис. 1-9. Последовательное соединение испытательных трансформаторов с питанием обмоток через переходные трансформаторы.

Если питание каждого трансформатора осуществить самостоятельно от общего источника напряжения, то при заземленных баках вторичные обмотки трансформаторов должны иметь изоляцию от первичных обмоток и от бака на напряжение, возрастающее по ступеням соответственно на Uн. Ясно, что такое конструктивное исполнение сооружения, состоящего из нескольких трансформаторов, неприемлемо, так как требует устройства внутренней изоляции трансформатора последней ступени на суммарное напряжение всех ступеней. Ниже рассматриваются практические пути решения проблемы питания первичных обмоток трансформаторов, работающих в последовательном соединении.
На рис. 1-9 изображена схема последовательного соединения испытательных трансформаторов. Первичная обмотка трансформаторов Тр-2 и Тр-3 питается через специальные переходные трансформаторы ТП-1, ТП-2 и ТП-3. Переходные трансформаторы обычно имеют коэффициент трансформации, равный единице, но изоляция между ними должна быть рассчитана на номинальное напряжение одной ступени последовательного соединения. Изоляция и конструкция основных трансформаторов (Тр-1, Тр-2, Тр-3) одинаковы. Баки и магнитопроводы трансформаторов второй и последующих ступеней должны находиться под напряжением, равным напряжению (относительно земли) предыдущей ступени. Все баки, за исключением первого, должны быть изолированы от земли соответственно на напряжения U2, %U2 и т. д. Переходные трансформаторы по весу и размерам почти не отличаются от основных и должны иметь мощность, равную мощности основного трансформатора одной ступени, включая дополнительно потери в самих переходных трансформаторах.
Нетрудно видеть, что в схеме рис. 1-9 при п последовательно соединенных трансформаторах общее количество всех трансформаторов (основных и переходных) будет равно:

а количество переходных трансформаторов

В схеме рис. 1-9 отношение общего количества необходимых трансформаторов к количеству основных трансформаторов увеличивается враз. Следовательно, в этой
схеме значительно возрастают суммарный вес, стоимость и необходимая площадь для всего сооружения.
В 1956 г. для испытательной лаборатории завода трансформаторного и рентгенотехнического оборудования в Дрездене сооружена установка на напряжение 2 250 кВ и мощность 4 950 ква. Испытательная установка состоит из трех трансформаторов каждый мощностью 1 650 ква и напряжением 6/750 кВ, соединенных последовательно, и из трех переходных трансформаторов мощностью по 1 650 ква и напряжением 6/6 кВ с изоляцией на 750 кВ. Эскиз устройства установки и электрические соединения указаны на рис. 1-10.

Рис. 1-10. Эскиз и схема соединений испытательной установки на 2 250 кВ.
Тр-1 —повышающий трансформатор 6/750 кВ, питаемый от сети 6 кВ; Тр-2-повышающий трансформатор, питаемый через переходной изолирующий трансформатор ТП-1; Тр3-повышающий трансформатор, питаемый через переходные изолирующие трансформаторы TП-2 и ТП-3.

Бак и платформа каждого основного трансформатора соединены со средней точкой своей обмотки высокого напряжения. В связи с этим трансформатор снабжен двумя вводами на напряжение 375 кВ каждый, а баки и платформы всех трансформаторов изолируются от земли соответственно на напряжения 375, 1 125, 1 875 кВ. Установка может быть использована для получения трехфазного напряжения с линейным напряжением 1 300 кВ. Общий вес всего сооружения составляет 250 т.
Питание первичных обмоток последовательно соединенных испытательных трансформаторов может осуществляться от отдельных генераторов. Так же как и в схеме рис. 1-9, испытательные трансформаторы имеют одинаковую изоляцию вторичной обмотки от бака. Первичная обмотка трансформатора первой ступени питается от одного генератора (Г1), первичная обмотка трансформатора второй ступени питается от другого генератора (Г2), изолированного от земли на напряжение первой ступени. Оба генератора имеют общий вал, приводимый во вращение электродвигателем. Часть вала, соединяющая генераторы Г1 и Г2 выполняется из изоляционного материала и должна выдерживать напряжение одной ступени. При п ступенях необходимо иметь п генераторов, соответственно изолированных один от другого и от земли. Указанный способ питания первичных обмоток последовательно соединенных трансформаторов используется при более низких напряжениях по сравнению со схемой рис. 1-9.
На рис. 1-11 дана схема соединений при автотрансформаторном способе питания первичных обмоток последовательно соединенных трансформаторов, когда часть обмотки одного трансформатора используется для питания следующей более высокой ступени. Если — напряжение, необходимое для питания первичной обмотки (низкая сторона), a U2 напряжение вторичной обмотки (высокая сторона), то, как видно из рис. 1-11, при заземлении начала вторичной обмотки первого трансформатора конец вторичной обмотки трансформатора последней ступени (точка А) будет находиться под напряжением относительно земли где п — число ступеней.
 Трансформаторы Тр-1, Тр-2, Тр-3 должны иметь три обмотки: первичную обмотку возбуждения аб, вторичную обмотку высокого напряжения бг со средней точкой в, обмотку питания трансформатора следующей ступени гд. В трансформаторе последней ступени Тр-4 третья обмотка отсутствует. В зависимости от исполнения изоляции обмоток трансформаторов их баки могут быть соединены либо с началом вторичной обмотки (точка б), либо с ее средней точкой.
В первом случае вторичная обмотка и обмотка питания следующей ступени изолируются от бака на номинальное напряжение трансформатора U2 и устраивается один ввод на полное напряжение вторичной обмотки, другой ввод — только на напряжение первичной обмотки U1.
Рис. 1-11. Автотрансформаторное питание последовательно соединенных трансформаторов.

Бак трансформатора первой ступени Тр-1 заземляется, а баки трансформаторов последующих ступеней Тр-2, Тр-3, Тр-4 должны быть изолированы от земли на напряжение

где k — порядковый номер трансформатора, считая со стороны высокого напряжения, k=1, 2, 3… ;
n —число ступеней.
Во втором случае все три обмотки трансформатора изолируются от бака на напряжение, а вводы обмоток высокого напряжения рассчитываются на напряжение Баки всех трансформаторов должны быть изолированы от земли на напряжение
Вследствие того, что в схеме рис. 1-11 питание каждого трансформатора более высокой ступени осуществляется через трансформатор предыдущей ступени, суммарная -индуктивность рассеяния больше, чем в схеме питания рас. 1-9. Так как условия работы каждого трансформатора в схеме рис. 1-11 зависят от его места в последовательном соединении, трансформаторы выполняются на разную мощность и имеют неодинаковые значения индуктивностей рассеяния. Указанные факторы приводят к неравномерному распределению полного напряжения по ступеням и значительному падению напряжения в схеме при нормальной нагрузке. Например, когда не принималось никаких мер для снижения индуктивности рассеяния, установка, состоящая из четырех последовательно соединенных трансформаторов по 250 кВ с собственной индуктивностью рассеяния 1,25% у каждого, имела падение напряжения 16,5%.

Рис. 1-12. Схема включения компенсационных обмоток в испытательном трансформаторе.

Индуктивность рассеяния трансформаторов определяется взаимным расположением обмоток. Для снижения индуктивности рассеяния необходимо увеличивать электромагнитную связь между отдельными обмотками трансформатора. С этой целью в трансформаторах иногда устраивают специальные компенсационные обмотки. Если имеются две обмотки 1 и 2 (рис. 1-12), расположенные на разных стержнях магнитопровода, то с целью уменьшения индуктивности рассеяния устраивают две компенсационные обмотки w1 и w2 причем обмотка w1 располагается на стержне обмотки 1, а обмотка w2 располагается на стержне 2. Обмотки w1 и w2 имеют одинаковое количество витков и соединяются одна с другой так, чтобы э. д. с., наводимые в них от основного потока, взаимно компенсировались. Индуктивность рассеяния обмоток 1, 2 в отсутствии обмоток w1 и w2 заменяется суммой, которая вследствие сильной электромагнитной связи обмоток 1,  w2 и обмоток 2, w2 меньше величины х1,2. Каждая из компенсационных обмоток обычно имеет число витков, равное числу витков первичной обмотки 1, и, следовательно, их мощность в сумме должна быть нс менее мощности первичной обмотки. В трансформаторах, изготовленных Московским трансформаторным заводом, снижение индуктивности рассеяния достигается расположением первичной обмотки на разных стержнях магнитопровода. Устройство компенсационных обмоток усложняет и удорожает трансформатор.
На рис. 1-13 дан эскиз испытательной установки переменного напряжения 50 Гц на 1 000 кВ и мощность 1 000 ква. Установка состоит из трех последовательно соединенных трансформаторов 2,3/333 кВ. Каждый трансформатор снабжен двумя вводами на напряжение 166 кВ, баки трансформаторов соединены со средними точками вторичных обмоток и изолированы от земли на напряжение 166, 500 и 833 кВ соответственно. Трансформаторы первой и второй ступеней имеют первичную обмотку 1, вторичную обмотку 2, две компенсационные обмотки 3 и обмотку питания следующей ступени 4. Первичная обмотка возбуждения 1, половина вторичной обмотки 2 и одна компенсационная обмотка 3 расположены на одном стержне магнитопровода, а половина вторичной обмотки 2, одна компенсационная обмотка 3 и обмотка питания трансформатора следующей ступени 4 расположены на другом стержне магнитопровода. В трансформаторе последней ступени обмотка питания 4 отсутствует. Следует, однако, заметить, что более рационально снабжать все трансформаторы обмоткой питания; это дает возможность при необходимости увеличивать число единиц в каскаде, т. е. повышать испытательное напряжение. Электрическое соединение обмоток ясно из схемы рис. 1-13. Обмотки у всех трансформаторов изолированы от бака на 166 кВ. В комплект установки включаются измерительные шары диаметром 1,5 м, регулировочный и вспомогательный трансформаторы, комплектное распределительное устройство и пульт управления. Общий вес комплекта установки около 65 т, в том числе вес отдельных трансформаторов по ступеням составляет соответственно 9,7; 8,2; 7,3 г. Установка предназначена для кратковременной работы в открытой атмосфере. Длительность непрерывной работы при полной нагрузке равна 3 ч, затем необходим перерыв в работе в течение 3 ч. При продолжительной непрерывной эксплуатации установка может работать только при 75% номинальной мощности.
 


Рис. 1-13. Эскиз испытательной установки на 1 000 кВ.

На рис. 1-14 дана фотография установки в монтажном зале завода-изготовителя. На рис. 1-15 показано устройство
испытательной установки на переменное напряжение 1 500 кВ частотой 50 Гц и мощностью 1 500 ква. Установка изготовлена Московским трансформаторным заводом. Тип установки — ИОМК-1500. Три трансформатора 6/500 кВ соединены последовательно. В отличие от установки рис. 1-15 начала обмоток высокого напряжения 2 соединены с баком трансформатора.

Рис. 1-14. Внешний вид установки на  1 000 кВ по схеме рис. 1-12.

Бак трансформатора первой ступени заземлен, другие баки изолированы от земли соответственно на 500 и 1 000 кВ. Каждый трансформатор имеет один ввод на 500 кВ и один на 6 кВ. Трансформаторы первой и второй ступеней имеют первичную обмотку возбуждения 1, вторичную обмотку 2 и обмотку питания трансформатора следующей ступени 3. В трансформаторе последней ступени обмотка питания 3 отсутствует. Во всех трансформаторах изоляция от бака вторичной обмотки 2 и обмотки питания 3 рассчитана на напряжение 500 кВ. Компенсационные обмотки в трансформаторах отсутствуют, а снижение индуктивности рассеяния достигается устройством двух первичных обмоток, соединенных параллельно и расположенных на разных стержнях магнитопровода.

Рис. 1-15. Эскиз испытательной установки на 1 500 кВ.

Обмотка питания и вторичная обмотка также расположены на разных стержнях магнитопровода. Вес установки (без регулировочного и другого вспомогательного оборудования) равен примерно 115, т в том числе вес испытательных трансформаторов соответственно по ступеням составляет 32; 31,5 и 31,5 т. Установка предназначена для кратковременной работы в закрытом помещении. Основные данные испытательных установок, изготовляемых Московским трансформаторным заводом, даны в табл. 1-3. В табл. 1-4 приведены допустимые величины напряжений и токов в зависимости от длительности нагрузки для установки ИОМК-1500.

Таблица 1-3
Основные данные испытательных установок с последовательным соединением трансформаторов

Таблица 1-4
Допускаемые величины напряжений и токов в зависимости от длительности нагрузки для установки ИОМК-1 500


Допускаемые величины

Длительность нагрузки

15 мин

30 мин

1 ч

2 ч

24 ч

Длительно

Напряжение, кВ . .

1 500

1 500

1 350

1 200

1 000

900

Ток, а……………………………………….

1,0

0,5

0,5

0,5

0,5

0,4

Испытательные установки переменного напряжения (рис. 1-9, 1-10, 1-13, 1-14), состоящие из трех последовательно соединенных трансформаторов, имеют большую эксплуатационную гибкость. После соответствующих переключений между отдельными трансформаторами трехступенчатые установки могут работать в качестве источников высокого переменного напряжения с частотой 50 Гц в следующих схемах включения;

  1. Три трансформатора в последовательном соединении с автотрансформаторным ‘питанием первичных обмоток


где U2 — напряжение вторичной обмотки одного трансформатора;
Iн — номинальный ток нагрузки.

  1. Два трансформатора в последовательном соединении с автотрансформаторным питанием первичных обмоток
  2. Три трансформатора в трехфазном включении

  1. Два трансформатора в последовательном соединении с параллельным питанием первичных обмоток от одной фазы (конец вторичной обмотки первого трансформатора соединен с началом вторичной обмотки второго трансформатора и общая точка вторичных обмоток трансформаторов заземлена)

  1. Два трансформатора в параллельном включении

  1. Три трансформатора в параллельном включении

  1. Один трансформатор

  1. Два трансформатора в V-образном соединении с питанием первичных обмоток от разных фаз. Начало вторичной обмотки первого трансформатора соединено с началом вторичной обмотки второго трансформатора и общая точка заземлена.

Использование автотрансформаторного способа питания последовательно соединенных трансформаторов обусловливает различные токи в первичных обмотках трансформаторов, так как энергия для питания трансформаторов последующих ступеней передается через трансформатор преидущей ступени. Это обстоятельство приводит к превышению установленной мощности над мощностью, используемой нагрузкой.
Пусть P1— мощность трансформатора последней ступени, тогда P1=U2ln.
Мощность, которую должен иметь любой k-й трансформатор:
где k=1,2, 3…- порядковый номер трансформатора, считая со стороны нагрузки.
Суммарная установленная мощность всей испытательной установки из п последовательных трансформаторов найдется как

Мощность, используемая нагрузкой:

Отсюда видно, что установленная мощность последовательно соединенных трансформаторов при автотрансформаторном способе питания в (п+1)/2 раз больше полезной мощности, что имеет место, как было показано ранее, 1 для способа питания через переходные трансформаторы рис. 1-9 и 1-10). Однако использование схемы рис. 1-12 5олее целесообразно, так как один трансформатор заданий мощности значительно дешевле, чем несколько трансформаторов, имеющих в сумме ту же мощность, что и в схеме рис. 1-9 и 1-10.
Коэффициент использования установленной мощности равен:
и уменьшается по закону гиперболы с ростом числа ступеней п. Например, при трех трансформаторах η = 0,5, а при п = 5 η = 0,333. Одновременно со снижением коэффициента использования установленной мощности в многоступенчатых установках возрастает суммарная индуктивность рассеяния. Указанные факторы ограничивают количество последовательно соединенных трансформаторов обычно до трех единиц. Так как всегда имеется возможность использовать в работе каждый трансформатор самостоятельно, иногда оправданным оказывается (последовательное соединение четырех-пяти единиц. Например, описана испытательная лаборатория, имеющая пять трансформаторов 350 кВ, которые работают, как правило, самостоятельно, но предусмотрена возможность их последовательного соединения, при котором напряжение на выходе составляет около 1 750 кВ.
Наивысшее напряжение промышленной частоты, полученное в установках последовательного соединения трансформаторов (3 X 750 кВ), составляет 2 250 квдейств или 3 175 квмакс. Такая установка в Научно-исследовательском институте постоянного тока (НИИПТ) в Ленинграде используется в качестве источника переменного напряжения для проведения исследований на опытном участке линии электропередачи напряжением 400—600 кВ. Там же впервые измерены разрядные напряжения при промышленной частоте для электродов «стержень—плоскость» с расстоянием между ними 9 м. При этом расстоянии средний (фиктивный) разрядный градиент потенциала равен 240 кВ 1м. Повышение номинального напряжения линий электропередач в ближайшие годы, по-видимому, потребует сооружения испытательных установок, состоящих из четырех и пяти трансформаторов напряжением 750 кВ каждый.
Установки с последовательно соединенными трансформаторами имеют обычно емкостную нагрузку, которая при испытании кабелей может быть весьма значительной.
При последовательном соединении испытательных трансформаторов, так же как и для отдельных испытательных трансформаторов, иногда производится компенсация емкостного тока подключением параллельно одной из обмоток трансформаторов катушек индуктивности.
В испытательной лаборатории норвежской компании, производящей кабели, сооружена установка переменного напряжения, состоящая из двух трансформаторов 300 кВ и использующая регулируемые индуктивности (реакторы), включенные последовательно в цепь испытания. Реакторы управляются пультом. Установка используется для испытания кабелей переменным напряжением до 600 кВ и имеет мощность 2 400 ква. При номинальной мощности установка может работать непрерывно в течение 30 мин.
Использование регулируемых реакторов настраиваемых в резонанс при последовательном соединении с емкостью кабеля на стороне высокого напряжения, имеет дополнительное преимущество — ток короткого замыкания при пробое кабеля во время испытания снижается до долей номинального тока нагрузки и этим устраняется загорание испытуемых отрезков кабеля.
Регулирование напряжения в первичной сети установок последовательно соединенных трансформаторов, имеющих суммарную мощность 1 000 ква и более, осуществляется либо трансформатором с подвижными обмотками («шуб-трансформатор»), либо специальным двигатель-генератором. Устройство трансформатора с подвижными обмотками и принцип его работы рассматриваются в § 1-3.
Регулирование напряжения с помощью двигатель-генератора является технически наиболее совершенным. Синхронный генератор, имея специальные обмотки, поддерживает синусоидальную форму напряжения как при емкостной, так и при индуктивной нагрузках. Регулирование напряжения осуществляется изменением возбуждения генератора. Для обеспечения устойчивой работы генератора особенно при емкостной нагрузке, возбуждение генератора производится от возбудителя с независимым возбуждением. Для вращения генератора используется синхронный двигатель. Мощность генераторов обычно берется несколько выше, чем суммарная мощность испытательной установки. Генераторы применяются как однофазные, так и трехфазные.
Последовательные соединения обмоток высокого напряжения используются также при устройстве измерительных трансформаторов напряжения на 110 кВ и выше. В этом случае наиболее наглядно иллюстрируются преимущества разделения полного напряжения на отдельные ступени с соответствующей изоляцией их. На рис. 1-16 показано изменение веса измерительных трансформаторов напряжения с увеличением их номинального напряжения при различном исполнении трансформаторов. Как видно из рис. 1-16, для трансформатора в одной установке с металлическим баком с увеличением номинального напряжения в 2 раза вес, отнесенный к 1 кВ, увеличивается в 3 раза. Для трансформаторов, выполненных с последовательным соединением и ступенчатым изолированием обмоток высшего напряжения, вес, οтнесенный к 1 кВ, практически остается постоянным с увеличением напряжения.

Рис. 1-16. Изменение веса измерительных трансформаторов напряжения в зависимости от UН при различном исполнении трансформаторов.
1— в последовательном соединении ступеней; 2 — в одной ступени.
На рис. 1-17 дано сравнение размеров и необходимого объема масла у трансформаторов, выполненных в обычной конструкции с вводом 2, и трансформаторов, выполненных в изоляционном (фарфоровом) корпусе с последовательным соединением и ступенчатым изолированием обмоток высокого напряжения 1. Трансформатор в многоступенчатом исполнении на напряжение 230 кВ имеет высоту почти в 2 раза меньше, а объем масла примерно в 10 раз меньше, чем трансформатор обычной конструкции на это же напряжение.

Имеются расчеты, показывающие, что стоимость установки из двух трансформаторов 250 кВ в 2 раза меньше, чем стоимости одного трансформатора на 500 кВ. Установки последовательного соединения занимают большую площадь, но ввиду относительно малого веса отдельных трансформаторов и других составных частей облегчается монтаж всей установки и ее ремонт.

Рис. 1-17. Сравнение размеров измерительных трансформаторов напряжения при их различном исполнении.


Напряжение, кВ

Исполнение трансформатора

Размеры, м

Объем масла, л

А

Б

115

1

2,25

0,7

117

2

3,35

1,0

605

230

1

3,58

0,8

285

2

6,0

1,7

3030

О параллельной работе трансформаторов | Теорія

Параллельным включением трансформаторов называют такое их соединение, при котором одноименные выводы обмоток ВН и НН подключают к одноименным проводам (сборным шинам) сети. Параллельная работа (рисунок 1) трансформаторов удобна и экономична. Можно установить один трансформатор большой мощности, которой окажется достаточно для любой возможной нагрузки. Но тогда этот трансформатор придется держать включенным все время, хотя на полную мощность он будет работать только незначительную часть времени. Рисунок 1 — Параллельная работа двух однофазных трансформаторов Мы знаем, что независимо от нагрузки в трансформаторе всегда существуют постоянные потери — потери холостого хода. Как бы ни был нагружен трансформатор, он все равно будет потреблять какую-то мощность, бесполезно расходуемую на потери в магнитопроводе. Потребитель мирился бы с такими потерями при работе трансформатора с полной нагрузкой. Но при частичной нагрузке, когда трансформатор отдает только часть своей мощности, потери холостого хода делают его эксплуатацию экономически невыгодной. Поэтому во многих случаях один трансформатор большой мощности заменяют двумя или несколькими трансформаторами меньшей мощности. Трансформаторы включают параллельно как со стороны ВН, так и со стороны НН, но под напряжением в каждый момент времени находится лишь минимально необходимое число трансформаторов. Если нагрузка возрастает, дополнительно включают новые трансформаторы; когда она снижается, соответствующую часть трансформаторов отключают. Таким образом, число работающих трансформаторов всегда соответствует нагрузке. В большинстве случаев экономия только на потерях в стали окупает за короткий срок дополнительные затраты на установку нескольких трансформаторов вместо одного. Однако не всякие трансформаторы можно включить на параллельную работу. Существует три условия, соблюдение которых совершенно необходимо для включения трансформаторов на параллельную работу. Первое условие заключается в том, что все включаемые параллельно трансформаторы должны иметь одинаковый коэффициент трансформации. Другими словами, первичные и вторичные обмотки должны быть рассчитаны на одинаковые напряжения. Но на практике встречаются случаи, когда у того или иного трансформатора коэффициент трансформации несколько отличается от необходимой величины. Так, вместо того, чтобы иметь коэффициент трансформации, равный, например, k = ω12 = 3000/400, нередко получаем ω12 = 3000/402 или 3000/403 и т. д. Если трансформатор работает один, разница 2 или 3 В при требуемом напряжении 400 В несущественна. Если же этот трансформатор будет работать с другим, коэффициент трансформации которого равен точно 3000/400, могут возникнуть неприятности. Суть их в том, что на одной и той же шине (см. рисунок 1), к которой подключены обмотки НН обоих трансформаторов, не могут быть сразу два разных напряжения: 400 и 402 В. Поэтому разница 2 В должна компенсироваться каким-то падением напряжения, вызванным уравнительным током Iур2, тотчас возникающим между обмотками НН. Согласно известному нам положению этот ток немедленно вызовет соответствующий уравнительный ток Iур1 в обмотках ВН, что повлечет за собой и соответствующее падение напряжения в этих обмотках. Уравнительные токи снижают напряжения и вызывают дополнительные потери энергии, поэтому их присутствие недопустимо. Чтобы не сделать ошибки при параллельном включении трансформаторов, ГОСТ 721—77 стандартизовал напряжения обмоток ВН и НН, а ГОСТ 11677—75 установил, что коэффициенты трансформации не должны отличаться более чем на ±0,5%. Второе условие параллельной работы заключается в том, чтобы все включенные параллельно трансформаторы имели одинаковые напряжения короткого замыкания uк. Можно доказать, что общая нагрузка в таком случае распределяется между трансформаторами пропорционально их номинальным мощностям и обратно пропорционально их напряжениям короткого замыкания: Р = (Р1/uк1 + Р2/uк2) uк, где Р — общая нагрузка; P1 и Р2 — номинальные мощности трансформаторов; uк1 и uк2 — напряжения короткого замыкания трансформаторов: Р1/uк1 uк и Р2/uк2 uк — мощности, которые получаются от первого и второго трансформаторов при их параллельной работе; uк — напряжение короткого замыкания, общее для двух параллельно работающих трансформаторов. Только при равенстве uк всех включаемых параллельно трансформаторов можно добиться равномерного распределения мощностей и избежать перегрузки одних и недогрузки других трансформаторов. Чтобы исключить ошибки при параллельном включении трансформаторов, стандартами установлено для каждого трансформатора определенной мощности и напряжения обмотки ВН определенное значение напряжения короткого замыкания. Так, ГОСТ 12022—76 для трансформаторов мощностью 400 кВА и напряжением 10 кВ установил uк равным 4,5%, а напряжением 35 кВ — 6,5%. ГОСТ 11920—73 для трансформаторов мощностью 2500 кВА и напряжением 10 кВ установил uк равным 5,5%, а напряжением 35 кВ — 6,5%. Однако при практическом исполнении трансформаторов всегда возможны некоторые отступления в размерах обмоток или каналов между ними, что, как известно, влияет на величину uк. Поэтому ГОСТ 11677—75 разрешает включать на параллельную работу трансформаторы с некоторым отступлением от номинальных значений uк (в пределах ±10%). Третье условие параллельной работы заключается в том, чтобы все предназначенные для нее трансформаторы имели одинаковые группы соединения. Другими словами, необходимо при равенстве напряжений ВН иметь еще и одинаковые углы между векторами линейных напряжений обмоток ВН и НН. Чтобы убедиться в необходимости одинаковых групп соединения, рассмотрим простой пример. Пусть два трансформатора имеют схемы и группы соединения Y/Δ — 11 и Y/Δ — 1. На рисунке 2, а, б показаны совмещенные векторы линейных напряжений обмоток ВН и НН первого и второго трансформаторов. Если первичные напряжения (ВН) у них одинаковы, то при параллельном соединении между вторичными напряжениями a1b1 и a2b2 появится сдвиг 60° (рисунок 2, в). Вследствие этого получится геометрическая разность напряжений a1b1 и a2b2, показанная на рисунке отрезком b1b2. Треугольник a1b1b2 равносторонний, поэтому отрезок b1b2 = a2b1 = a2b2, т. е. равен по величине линейному напряжению обмотки НН. а — группа соединения Y/Δ — 11; б — группа соединения Y/Δ — 1; в — векторная схема параллельного соединения трансформаторов с группами соединения 11 и 1 Рисунок 2 — Определение напряжения между обмотками НН параллельно работающих трансформаторов с разными группами соединений Итак, между обмотками НН параллельно работающих трансформаторов появляется напряжение, равное линейному напряжению НН, а следовательно, появляются уравнительные токи в обеих обмотках (ВН и НН). Таким образом, мы видим, что включение на параллельную работу трансформаторов с различными группами соединений недопустимо. Параллельные трансформаторы

— Руководство для электрика по однофазным трансформаторам

Может наступить время, когда ваш трансформатор приблизится к полной нагрузке. На данный момент у вас есть два варианта.

  1. Замените трансформатор на более мощный.

  2. Параллель в новом трансформаторе.

Иногда практичнее подключить новый трансформатор параллельно, так как время простоя минимально.

Три правила и правда (для параллельного анализа)

Перед параллельным подключением трансформаторов должны быть выполнены три условия.

1. Трансформаторы должны иметь одинаковое номинальное первичное и вторичное напряжение.

Если номинальные напряжения трансформаторов не совпадают, большие циркулирующие токи будут течь как в первичной, так и во вторичной обмотке. Циркуляционные токи — это токи, которые протекают между двумя трансформаторами, но не через нагрузки. Меньший трансформатор будет действовать как нагрузка на больший трансформатор. Из-за низкого сопротивления обмотки трансформатора циркулирующие токи могут оказаться довольно большими и опасными.

Несмотря на то, что во вторичных обмотках трансформаторов индуцируются напряжения переменного тока, одинаковые циркулирующие токи протекают во вторичных обмотках. Любой ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора, должен согласовываться с током в первичной обмотке, чтобы в первичных обмотках создавалась надлежащая CEMF. Ток в первичной обмотке равен вторичному току, деленному на отношение витков. Это означает, что циркулирующие токи, пропорциональные токам во вторичных обмотках, также будут протекать в первичных обмотках.

2. При подключении необходимо соблюдать полярность клемм трансформаторов.

Это по-прежнему позволяет вам соединять трансформатор с вычитающей полярностью параллельно с трансформатором с аддитивной полярностью, если вы убедитесь, что соединительные клеммы имеют одинаковую мгновенную полярность.

Рисунок 10. Циркуляционные токи
  • Можно заменить вторичные обмотки трансформатора батареями, чтобы проанализировать, что произойдет, если не будет соблюдена правильная полярность.На рисунке 11 показаны две батареи с одинаковым напряжением, подключенные неправильно , параллельно. Батареи действуют так, как будто они соединены последовательно друг с другом, и только сопротивление самих обмоток ограничивает ток.

  • Этот ток будет довольно большим и, скорее всего, превысит номинальные значения обмоток и приведет к сгоранию трансформатора.

Опять же, любой ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора, должен согласовываться с током в первичной обмотке, чтобы в первичных обмотках создавалась правильная CEMF.Ток в первичной обмотке равен вторичному току, деленному на отношение витков.

Вы должны убедиться, что мгновенные полярности всех соединенных вместе клемм всегда одинаковы.

3. Все трансформаторы должны иметь одинаковый импеданс в процентах.

Это то, о чем мы поговорим позже. Использование одинакового процентного импеданса важно для обеспечения того, чтобы трансформаторы распределяли нагрузку в соответствии со своими возможностями.Например, при одинаковом процентном сопротивлении трансформаторы 100 кВА и 25 кВА могут быть соединены параллельно, так что трансформатор 100 кВА всегда несет в четыре раза большую нагрузку, чем трансформатор 25 кВА.

Когда трансформатор нагружен, его напряжение на клеммах изменяется из-за падения IZ (линейных потерь) в обмотках. Процентное сопротивление — это просто выражение полного сопротивления трансформатора в процентах от номинального полного сопротивления нагрузки трансформатора при полной нагрузке. Если трансформаторы имеют одинаковый процент импедансов, то их напряжения на клеммах равны, если трансформаторы несут равный процент от их токов полной нагрузки.Это гарантирует, что трансформаторы распределяют нагрузку в соответствии со своими индивидуальными возможностями.

Рассмотрим трансформаторы 100 кВА и 25 кВА, упомянутые ранее. Если эти два трансформатора имеют одинаковый процент импеданса, то вместе они могут обеспечивать нагрузку 125 кВА без превышения номинальных значений любого трансформатора.

Однако, если два трансформатора имеют разные процентные сопротивления, трансформатор с меньшим процентным сопротивлением будет перегружен, прежде чем они достигнут 125 кВА.

Рисунок 11. Полярность линии

Соблюдение полярности при параллельном подключении трансформаторов

Возможно параллельное соединение трансформаторов разной полярности. Вы должны помнить, что вы согласовываете полярности. Ранее мы узнали, что h2 и X1 всегда имеют одинаковую полярность, поэтому важно уделять очень пристальное внимание полярности трансформаторов.

При разработке чертежей трансформатора необходимо соблюдать последовательность:

  1. Вы определяете полярность питающей линии.
  2. Полярность питающей линии определяет первичную полярность трансформатора.
  3. Первичная полярность определяет вторичную полярность трансформатора.
  4. При подключении убедитесь, что отрицательные стороны соединены вместе, а положительные — соединены вместе.

Видео оповещение!

На видео ниже показано, как правильно соединить параллельные обмотки.