Трансформатор — это устройство, предназначенное для преобразования одного уровня напряжения в другой без изменения частоты. Трансформаторы широко используются в электроэнергетике для передачи и распределения электроэнергии. Рассмотрим основные технические характеристики трансформаторов.
Коэффициент трансформации (Kt) определяет соотношение входного и выходного напряжений трансформатора.
$$ K_t = \frac{U_1}{U_2},
где U1 — напряжение первичной обмотки, U2 — напряжение вторичной обмотки.
Мощность трансформатора (P) — это произведение напряжения и тока на первичной или вторичной стороне. Мощность выражается в вольт-амперах (ВА) или киловольт-амперах (кВА).
$$ P = U \cdot I,
где U — напряжение, I — ток.
Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора характеризует эффективность преобразования энергии.
$$ \eta = \frac{P_{out}}{P_{in}} \cdot 100%,
где Pout — выходная мощность, Pin — входная мощность.
Потери в стали (магнитные потери) возникают из-за вихревых токов и гистерезиса в сердечнике трансформатора.
Потери в меди (джоулевы потери) вызваны сопротивлением обмоток и протекающими по ним токами.
Частота трансформатора — это частота переменного тока, подаваемого на первичную обмотку. Частота остается неизменной при преобразовании напряжения.
Холостой ход: режим, при котором вторичная обмотка разомкнута, и ток течет только в первичной обмотке.
Короткое замыкание: режим, при котором вторичная обмотка замкнута накоротко, и происходит резкое увеличение тока.
Трансформаторы подвержены нагреву из-за потерь в меди и стали. Тепловая характеристика трансформатора определяет допустимую температуру его работы и необходимость применения систем охлаждения.
Класс изоляции трансформатора определяет максимальную допустимую температуру нагрева обмоток. Существуют разные классы изоляции, такие как A, E, B, F, H и C.
Масляное охлаждение: трансформатор погружен в масло, которое отводит тепло.
Воздушное охлаждение: охлаждение осуществляется естественным потоком воздуха.
Водяное охлаждение: используется вода для отвода тепла.
Напряжение короткого замыкания (Uk) — это процентное отношение напряжения, при котором возникает короткое замыкание, к номинальному напряжению трансформатора. Оно отражает внутренние потери трансформатора.
Технические характеристики трансформаторов включают коэффициент трансформации, мощность, КПД, потери, частоту, режимы работы, тепловую характеристику, класс изоляции и тип охлаждения. Эти параметры важны для выбора подходящего трансформатора для конкретных условий эксплуатации.
.png)
