ООО Электроград - производство электрооборудования

+7(495) 517-48-55

Рабочие дни: Пн-Пт с 8:00 до 17:00

Комплектные трансформаторные подстанции наружной установки

Трансформатор – устройство, преобразующее напряжение переменного тока. Трансформатор представляет собой ферромагнитный сердечник с намотанными обмотками. По конструкции ферромагнитного сердечника трансформаторы делят на: стержневые, тороидальные и броневые. Используются в электрических сетях в качестве преобразователей различной мощности комплектные трансформаторные подстанции наружной установки.

Работа трансформатора основана на законе Фарадея об электромагнитной индукции. На основании закона изменяющийся электрический ток первичной обмотки индуцирует в магнитопроводе переменное магнитное поле, которое воздействует на вторичную обмотку и создает в ней ток.

Трансформатор функционирует в трех основных режимах: рабочем (под нагрузкой), холостого хода (без нагрузки) и короткого замыкания (вторичная обмотка закорочена).

При U2 > U1, преобразователь напряжения называют повышающим, при U2 < U1 – понижающим. Основной характеристикой любого трансформатора является коэффициент передачи (трансформации) – k.

В рабочем режиме выполняется равенство:

   ,

где:

n1, n2 – количество витков катушек (первичной и вторичной);

U1, U2 – напряжения на катушках;

I1, I2 - токи, проходящие через первичную и вторичную обмотки.

<h3>Самостоятельный расчет трансформатора</h3>

Как рассчитать трансформатор указано в справочниках и специальной литературе. Точный расчет трансформатора сложный и требует специальных знаний и данных. Пользуясь упрощенными формулами, можно сделать предварительный расчет преобразователя, если известны входные и выходные параметры.

Зная напряжение и ток выходной цепи, следует определить мощность на вторичной обмотке по формуле:

                                       P2 = I2 x U2  ,

где:

Р2 – мощность, отдаваемая трансформатором (Вт); 
I2 - сила тока (А); 
U2 – выходное напряжение (В).

Учитывая потери в трансформаторе, его общая мощность Р (Вт) будет равна:

Р = 1,25Р2

Имея Р, можно вычислить площадь поперечного сечения ферромагнитного сердечника S (см2):

S = 1,2P

Узнаем теперь, как рассчитать обмотку трансформатора. Для этого следует определить количество витков n0, приходящееся на 1 В напряжения по формуле:

                                                  n0 = 50S

Определив n0,  рассмотрим, как рассчитать количество витков трансформатора для всех обмоток.

Как рассчитать количество витков первичнойобмотки трансформатора? Для первичной сетевой обмотки количество витков, если учитывать потери входного напряжения, будет равно:

n1 = 0,97n0 x U1

Для вторичной обмотки применима формула:

n2 = 1, 03n0 x U2

Если трансформатор имеет несколько вторичных обмоток, что нередко, то количество витков каждой из них можно рассчитать по формулам:

n3 = 1, 03n0 x U3 ,

n4 = 1, 03n0 x U4  и т.д.

Что же касается диаметра провода, то для любой из обмоток его определяют по формуле:

Диаметр провода обмотки трансформатора,

где:

d - диаметр медного провода (мм); 
I - проходящий через данную обмотку ток (A).

Величина тока, проходящего через сетевую (первичную) обмотку, зависит от общей мощности трансформатора Р и равна:

Сила тока первичной обмотки

Как рассчитать первичную обмотку трансформатора знаем. Осталось определиться с типоразмером пластин для ферромагнитного сердечника. Для этого требуется вычислить площадь, занимаемую всеми катушками в окне ферромагнитного сердечника трансформатора по формуле:

Площадь окна сердечника трансформатора,

где:

Sм – площадь, занимаемая всеми обмотками (мм2); 
d1, d2, d3, d4 - диаметры проводов катушек (мм); 
n1, n2, n3, n4 — количество витков катушек. 

Формула учитывает неравномерность намотки, толщину изоляции провода, а также размер каркаса. Полученное значение Sм учитывается при выборе типоразмера пластины.

Следует также определить толщину набора пластин сердечникаb (мм), которую вычисляют по формуле:

где:

a – ширина среднего лепестка одной пластины (мм);

S – площадь поперечного сечения ферромагнитного сердечника (см2). 

Это самый доступный расчет трансформатора. Но этого мало, если необходим преобразователь для работы в действующей сети. Ведь его сборка требует умения, навыков и определенное количество дополнительных материалов. Поэтому, если нужен трансформатор, его, зная исходные параметры, проще купить, изготовленным в заводских условиях. Промышленность предлагает широкий ассортимент различных трансформаторов, главное – определиться с выбором.