Силови трансформатори: номинални режими на работа и стойности

Номинален режим на работа

Номиналният режим на работа на трансформатора е режимът, за който трансформаторът е проектиран от производителя. Определящи условия номинален режим на работа на трансформатора, са: номинално напрежение, мощност, токове и честота, посочени на табелката му, както и номиналните условия на охлаждащата среда.

Номинално напрежение на намотките

Номиналните напрежения на намотките на трансформатора са тези напрежения, при които те са проектирани за нормална работа. За понижаващи трансформатори номиналните напрежения на първичните намотки са равни на номиналните напрежения на съответните електрически мрежи, т.е. електрически приемници.

За повишаващи и понижаващи трансформатори, свързани директно към шините или клемите на генератора, номиналните напрежения на първичните намотки са с 5% по-високи от номиналните напрежения на съответните електрически мрежи. Във вторичните намотки номиналното е фазовото напрежение, получено на клемите на вторичните намотки на трансформатора, когато той е на празен ход и когато номиналното първично напрежение се прилага към клемите на първичната намотка.

Превишаването на напрежението, подадено към клемите на главния изход или който и да е клон на първичната намотка, се допуска не повече от + 5% от напрежението, посочено на табелката на трансформатора за главния изход или за този клон.

Оценена сила

Номиналната мощност на трансформатора е мощността, при която трансформаторът може да бъде натоварен непрекъснато през целия си експлоатационен живот, обикновено се приема за порядъка на 20 — 25 години.

Номиналната мощност на трансформатора е свързана с температурните условия, тоест зависи от допустимата температура на нагряване на намотките му, от условията на охлаждане на трансформатора и пр. Нека се запознаем по -подробно с тези температурни условия.

Повечето трансформатори са с маслено охлаждане («маслени» трансформатори). В такива трансформатори магнитните жила с намотки са разположени в стоманени резервоари, пълни с трансформаторно масло, което е минерално изолационно масло, получено от петрол. Топлината, отделена в намотките и магнитното ядро ​​на трансформатора по време на неговата работа, се пренася с помощта на масло към средата, охлаждаща трансформатора — въздух (въздушно охлаждане) или вода (водно охлаждане).

За маслени трансформатори с въздушно охлаждане, монтирани в райони, където най-високата температура на въздуха достига + 35 ° С, средното повишаване на температурата на намотките над температурата на въздуха не трябва да надвишава + 70 ° С (измерено по метода на съпротивлението). За битови трансформатори повишаването на температурата на намотките, равно на + 70 ° С, съответства на номиналното им натоварване. При температура на въздуха + 35 ° C средната температура на нагряване на намотките на трансформатора е 70 ° + 35 ° = 105 ° C.

Ако по време на работа температурата на нагряване на намотките на трансформатора се поддържа постоянно на + 105 ° C, тогава, както показват проучванията на производителите, експлоатационният му живот няма да надвишава няколко години. Въпреки това, при номинално натоварване на трансформатора, температурата на нагряване на намотките + 105 ° С ще бъде постоянна само ако температурата на въздуха е постоянна, равна на + 35 ° С.

В действителност температурата на околния въздух никога не е постоянна, но се променя както през деня, така и през цялата година, поради което температурата на нагряване на намотките на трансформатора варира в диапазона от + 105 ° C до някаква по -ниска стойност. Това естествено удължава експлоатационния живот на трансформатора. Следователно горепосочената максимална температура на намотката + 105 ° С трябва да се разбира като горната граница на средната температура, измерена чрез съпротивление, допустима за безопасна работа на трансформатора в продължение на няколко часа на ден през тези относително няколко дни, когато температурата на околната среда достигне максимум + 35 ° С.

В трансформатори без принудителна циркулация на маслото най -голямото повишаване на температурата на горните слоеве на маслото (на капака) над температурата на околната среда не трябва да надвишава 60 ° C. При температура на околната среда от + 35 ° C това съответства на най -високото наблюдавано (чрез термометър) температура на маслото + 95 ° C. За трансформатори с принудителна циркулация на масло, например с охлаждане масло-вода, температурата на маслото на входа на охладителя на маслото е разрешена не по-висока от 70 ° C. За трансформатори с масло-въздушно охлаждане, максимално допустимата температура на маслото се определя от производителя.

С казаното, под номинална мощност на трансформатора трябва да се разбира мощността, до която трансформатор, инсталиран на открито, може да бъде постоянно натоварен, при номинални температурни условия на охлаждащата среда, с въздушно охлаждане, определен като температурата на въздуха, която се променя естествено през годината. За други видове охлаждане номиналните температурни условия на охлаждащата среда се определят от производителите на трансформатори.

Обърнете внимание, че по -рано номиналната мощност на трансформатори, инсталирани на открито, беше преизчислена в зависимост от средногодишната температура на охлаждащия въздух. В резултат на преизчисляване, при средна годишна температура на околната среда по -малка от + 5 ° C, номиналната мощност на трансформатора се увеличава, а при средна годишна температура над + 5 ° C, напротив, тя се намалява .

Изследванията на ефекта на вискозитета на маслото върху охлаждането на трансформаторите показват, че подобно преизчисляване не е необходимо, тъй като при ниска температура на въздуха вискозитетът на маслото се увеличава, в резултат на което преносът на топлина от намотките се влошава и при повишена температура на въздуха, напротив, вискозитетът на маслото намалява, а преносът на топлина от намотките на трансформатора се увеличава.

В допълнение към външните инсталации, трансформаторите с въздушно охлаждане често се поставят в затворени неотопляеми помещения — камери, в които обикновено се осигурява естествена вентилация с подаване на студен въздух и отвеждане на нагрятия въздух през специални вентилационни отвори в долната и горната част на камерата , съответно. Въпреки вентилацията, условията на охлаждане на трансформаторите в камерите са все още по -лоши от тези, инсталирани на открито, което донякъде намалява техния експлоатационен живот. Трансформаторите, монтирани в камери с естествена вентилация, обаче могат да се зареждат непрекъснато при номиналната им мощност при средногодишни температури на въздуха в камерата до 20 ° C.

Номинални токове на първичната и вторичната намотки на трансформатора извикват се токове, определени от номиналните мощности на съответните намотки.

Под номинално натоварване разбиране на натоварването, равно на номиналния ток.

В режим на работа на трансформатора без претоварване при всяка позиция на превключвателя, както и за всякакви стойности на напрежението, подадено към първичната намотка (но не по -високо от + 5% от стойността на напрежението на този кран) , вторичната намотка на трансформатора може да бъде натоварена не по -високо от номиналния ток.