Transformatieverhouding

De transformatieverhouding is een waarde die aangeeft hoe vaak de invoerparameter( spanning, stroom) kleiner of groter is dan de uitvoer. Als het cijfer hoger is dan één, wordt een afname uitgevoerd, integendeel, een apparaat dat dit verhoogt, is minder dan één. Dienovereenkomstig zijn er onderscheiden transformatieverhoudingen voor spanning of stroom. Puur praktische indeling, die overeenkomt met de taken die moeten worden opgelost. Het magnetische veld induceert in de spoelen van de uitgangswikkeling EMF, de stroom is niet absoluut.

Transformer Installatie

Er is een volledig gebrek aan begrip van de principes van de werking van de transformator. Waarom een ​​klein aantal beurten wordt uitgevoerd met een dikke draad, andere vragen rijzen bij beginners. Laten we beginnen met naar de kernen te kijken. Gemaakt van ferromagnetische materialen. Naar binnen verspreid het veld. Dat het de oorzaak is van het genereren van een secundaire kronkelige EMF.Michael Faraday heeft de kern van een ervaren transformator( 1831) gemaakt van zacht staal, vanwege de ernst van de eigenschappen, tegenwoordig is het andersHarde legering met maximaal 1% koolstof. Ferromagnetische eigenschappen worden niet duidelijk uitgedrukt, warmteverliezen nemen af. Allereerst - op de wervelstromen van Foucault. Ze worden opgewekt door een wisselend magnetisch veld in een ijzeren legering, sommige andere materialen. Wanneer een transformator werkt, nemen de verliezen dramatisch toe met toenemende frequentie, waardoor de weerstand door toevoeging van silicium een ​​effectieve maatregel is om dit fenomeen te bestrijden. Verlies van magnetisatieomkering wordt verminderd door het gebruik van hard staal. Rangen E42, 43, 320, 330, 340, 350, 360. Het eerste cijfer geeft het percentage silicium aan( 3 is ongeveer 4,8%), de tweede cijfer duidt magnetische verliezen aan, specifieke waarden worden gegeven door GOST( bijvoorbeeld 3836), zijn niet gedefinieerd.

Permalloy wordt voorgesteld door een ijzer-nikkellegering. Een kenmerkende eigenschap van het materiaal is een extreem hoge magnetische permeabiliteit. Het veld binnenin wordt vermenigvuldigd. Permalloy wordt gebruikt in laagvermogenstransformatoren, waarbij het magnetisatie-omkeerverlies per definitie niet groot kan zijn. Markering wordt aangevuld met het percentage metalen, H geeft nikkel, X - chroom, C - silicium, A - aluminium.

Tot de jaren 60 werden de kosten van transformatoren voor het geheel van materialen in aanmerking genomen, de verliezen waren weinig zorgelijk. Maar sinds de jaren '70 zijn de olieprijzen op orde gestegen, wat natuurlijk de kosten van andere energiebronnen doet stijgen. Eerder werd warmgewalst staal vervangen door koudgewalst( GOST 21427.2) met een georiënteerde korrelstructuur. De magnetische permeabiliteit in de lengterichting is van nature toegenomen. Het staal zelf wordt volgens dit feit in platen gesneden, terwijl het optreden van wervelstromen wordt geblokkeerd. Het proces wordt mengen genoemd, de lagen worden van elkaar gescheiden door een vernisfilm.

De technologie van het gieten van staal, de introductie van nieuwe eigenschappen is doorslaggevend. Ze beantwoorden op gelijke voet met de actieve weerstand van koper voor de verliezen die optreden, die op natuurlijke wijze de efficiëntie van het apparaat bepalen. Hangt af van de parameters van de kern, de transformatieverhouding, de magnetische flux loopt wat verlies op, verzwakt. Dit feit wordt volledig genegeerd in de formule die we in de figuur zien. Waar R1 en R2 de verliezen in de actieve weerstand van koper zijn, wordt het feit van kernomkering tot zwijgen gebracht.

Onderweg analyseren we de formule. Het is te zien: actieve verliezen worden op een zodanige manier opgenomen dat de transformatieratio toeneemt. Het lijkt erop dat als je de spanning wilt verminderen, alleen bij de hand, in feite, energie wordt verbruikt door de stroombron, je moet de kosten betalen. Dat is de reden waarom actieve verliezen van koperen wikkelingen meestal nul zijn. Het veld spreidt niet zonder verzwakking, wordt volledig genegeerd door de formule. Om de eigenschappen van de transformator te verbeteren, is het noodzakelijk om een ​​elektrische legering te kiezen.

De keerzijde van de medaille: verminder actieve verliezen, verminder het aantal beurten. Het is nodig om de magnetische inductie van het veld te vergroten, wat de creatie van zeer speciale staalsoorten vereist. Een andere manier om het probleem op te lossen was het gebruik van dikke draden, waardoor de technologie van het wikkelen aanzienlijk ingewikkelder werd, terwijl tegelijkertijd de kosten en afmetingen van het product aanzienlijk werden verhoogd. Dan, bij hoge frequenties, vermindert de effectiviteit van de methode het huideffect, een grote doorsnede creëert ruimte voor het optreden van wervelstromen. Het gebruik van een getransponeerde draad, fysiek bestaande uit een groot aantal dunne strengen geïsoleerd van elkaar( soms stroken), verwijdert gedeeltelijk het probleem. Isolatie met epoxyhars na uitharding geeft de geleiders kracht.

Wat transformatiestaal betreft, zijn er drie manieren om het verliesprobleem op te lossen( de opkomst van de mogelijkheid om met hoge inductie te werken):

• Verbetering van de oriëntatie van de domeinen( productieproces).
• Plaatdiktevermindering( vandaag - tot 0,27 mm, dunner staal is zeldzaam).
• Oppervlaktebehandeling van staal.

Een aparte regel is de akoestische verliezen( transformatoren zijn zoemend), als de totale schade kan worden verminderd, blijft dit aspect op het niveau van het midden van de vorige eeuw. In algemene zin introduceren wervelstromen, magnetische hysteresis, nu gelijke delen. Om deze reden vechten technologen voor het verminderen van de dikte van de vellen, waardoor de gevoeligheid voor mechanische spanning en vervorming toeneemt.

Thin Steel:

Transformatieverhouding In termen van het verminderen van de dikte van de platen, wordt het vooruitzicht gezien in het gebruik van amorf staal. De belangrijkste beperking wordt opgelegd door magnetostrictie( het veranderen van de geometrische afmetingen van het materiaal door de actie van het veld).Het effect vermindert de versterking op de secundaire wikkeling, vergelijkbaar met hysteresis. Ondanks de broosheid, de complexiteit van uitgloeien in de technologische cyclus, is het echter mogelijk om vellen te verkrijgen met een dikte van enkele honderdsten van een mm. Deskundigen noemen het belangrijkste obstakel voor het gebruik van hoge kosten, niet hierboven genoemde functies.

Het belangrijkste gebruikssegment bevindt zich binnen wondmagnetische circuits. Hier( in tegenstelling tot schudden) bestaat de kern niet uit stroken, het is een heel stuk dat een nauw verwrongen spiraal vormt. Met betrekking tot andere assemblagetechnieken wordt hoop gegeven door het feit dat verliezen onafhankelijk zijn van de richting langs het kristalrooster. Aangezien er geen georiënteerde domeinen zijn, zijn de vereisten voor oppervlaktebehandeling van staalplaten geëlimineerd.

Met het oog op de beschreven kenmerken van amorf staal, wordt het mogelijk om transformatoren samen te stellen met een acceptabele overdrachtsratio van hoogfrequente signalen.

Circulatiestromen, transformatieverhouding, kortsluitparameters

Vaker worden transformatoren in een substation parallel geschakeld om voor de hand liggende redenen. Het verbruik is te groot om een ​​enkel product bestand te maken tegen de belasting. Het lijkt erop dat er hier geen kenmerken zijn, maar in de praktijk zijn de technische kenmerken van transformatoren zelfs voor één fabrieksreeks verschillend. Normen worden geselecteerd volgens GOST 14209, IEC 905. Het wordt aanvaardbaar geacht om de gespecificeerde afwijkingen van de transformatieverhouding samen te installeren:

1. Voor producten met een transformatieverhouding van 3 of minder, op een niet-hoofdtak - 1%( beide zijden).
2. Voor producten met een transformatieverhouding boven 3, op de hoofdtak - 0,5% in elke richting.

Op substations waar producten met verschillende omzettingsverhoudingen aanwezig zijn, vindt egalisatie van de stromen daartussen plaats bij afwezigheid van een belasting. De laadsituatie verergert. Stroom wordt omgekeerd evenredig verdeeld met de kortsluitweerstanden. Er zijn vereisten voor andere parameters. De toegestane afwijking van de kortsluitspanning is beperkt tot maximaal 19%, waarbij de voorkeur wordt gegeven aan transformatoren van dezelfde bank.

In driefasennetwerken zijn de eisen voor de coëfficiënt alleen van toepassing op de wikkelingen binnen een afzonderlijke fase. Als de waarden verschillen, begint de stroom te circuleren. Zelfs als er geen lading is. Soms komt een fenomeen met de naam equalization overeen met de spanningsval van twee parallel verbonden vertakkingen( wikkelingen).In de formule voor de afhankelijkheid van de amplitude van deze stroom op de transformatieverhouding: in de teller aan de rechterkant is het relatieve verschil( zie lijst hierboven), de noemer wordt gevormd door tweemaal de relatieve spanning( kortsluiting).Het linkerdeel van de gelijkheid bevat de verhouding van de circulatiestroom tot de nominale waarde.

Hier leggen we uit: kortsluitspanning is een percentage van nominaal. De waarde is empirisch vastgesteld. Een bepaalde spanning wordt aangelegd op de primaire wikkeling, de secundaire wordt kortgesloten. Realiseer de naleving van de huidige werkzaamheden. Pas de amplitude van de ingangsspanning aan. De waarde waarbij de bovenstaande condities worden bereikt, hierna aangeduid als kortsluitspanning. Gewoonlijk uitgedrukt als een percentage van nominaal, wat wordt weerspiegeld door de formule.

De verhouding toont: bij UK% = 5, zal het verschil tussen de transformatieverhoudingen van 1% van de circulerende stromen 10% van de nominale bereiken. Het zorgt ervoor dat de windingen warm worden en verergert de warmteverliezen op de locatie. Als de kortsluitspanningen voor twee transformatoren verschillen, wordt verondersteld dat ze de sommeringsbewerking verdubbelen. Bovendien is het nominale vermogen verschillend - breng de nummers naar een gemeenschappelijke noemer. Om dit te doen( optioneel), wordt één cijfer gedeeld door zijn eigen vermogen, vermenigvuldigd met het nominale vermogen van een andere transformator.

Soms zijn er minder fouten als we absolute waarden gebruiken in plaats van relatieve waarden. Hier is U de fasespanning vanaf de zijde van de HH-wikkeling;Zk1, Zk2 - complexe weerstanden( kortsluitingsimpedantie) van producten.k1, k2 - de transformatieverhoudingen van beide producten en de letter van de delta van het Griekse alfabet duiden het verschil aan. Stromen in verschillende richtingen hebben de neiging om het potentiaalverschil in evenwicht te brengen door een spanningsval. De complexiteit van de weerstand doet denken aan de inductieve component, omdat de wikkeling een spoel is.

Wanneer het aantal transformatoren meer dan twee formules ingewikkelder wordt. Het beeld wordt gegeven, omdat de fysieke betekenis van elke kwantiteit duidelijk is uit wat eerder werd gezegd. De huidige formule is totaal, want elke parallelle wikkeling is minder dan het aantal keren gelijk aan de transformatieverhouding. De stip boven het symbool betekent: het getal is complex.

De aanwezigheid van speciale spanningsregelaars verbetert de situatie op een verstandige manier. In dit geval verandert het aantal windingen en worden de transformatiecoëfficiënten uitgelijnd. Onder belasting zijn de stromen ongelijk verdeeld. In het ideale geval is de waarde omgekeerd evenredig met de ingangsimpedantie van het product. Als de inductanties verschillend zijn, is het mogelijk om reactoren te gebruiken, in ieder geval is het duidelijk dat, met een parallelle verbinding, de parameters van beide transformatoren niet te veel mogen afwijken. Het is verheugend dat voor de laadmodus een exacte berekening van de coëfficiënten niet nodig is. .. omdat een duidelijk verschil het systeem in de noodmodus brengt. Specificiteit is niet belangrijk. Het belangrijkste ding - om het definitieve falen van producten te voorkomen.