КПД Трансформатора

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ  КПД ТРАНСФОРМАТОРА

КПД ТрансформатораОтношение отдаваемой мощности Р2 к получаемой Р1, выраженное в единицах активной мощности, т. е. в ваттах или киловаттах, называют коэффициентом полезною действия η. Для трансформатора

η = (Р2/P1)100% = (P2/(P2 + Pст + Ро))100%

Потери в стали постоянны, а потери в обмотках пропорциональны квадрату тока или квадрату вторичной мощности S2. Пусть S2 : S2H = Ʀнг, коэффициенту нагрузки трансформатора. Тогда, зная Рст и Ро.н, можно для любой нагрузки трансформатора подсчитать к.п.д.:

η = P2/P1 = (ƦнгScosφ2)/(ƦнгScosφ2 + Рст + Ʀ2нгРо.н)

Зависимость к. п. д. от вторичной мощности, подсчитанная по этой формуле, показана на рис. 9-26.

Как указывалось ранее, к. п. д. трансформатора очень высок. Максимальное значение к. п. д. наступает при такой нагрузке, при которой потери в обмотках становятся равными потерям

в стали. Эта нагрузка устанавливается расчетом меньшей номинальной по экономическим соображениям. Она легко определяется, если взять приведенные в каталогах для трансформатора данные Рх = Рст и Ро.н Рк.н

Рис. 9-26. Кривая зависимости к. п. д. трансформатора от вторичной мощности.

Пример. Трансформатор мощностью Рн = 560 ква, напряжением 35 и 10,5 кв имеет потери холостого хода при номинальном напряжении 3 350 вт и потери короткого замыкания при номинальных токах 9 400 вт. Найти ту нагрузку, при которой будет наибольший к. п. д.

НАГРЕВ И ОХЛАЖДЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Тепло, выделяющееся в обмотках и стали при работе трансформатора, повышает его температуру, вызывает старение изоляции и должно отводиться в окружающую среду. Допустимая температура установлена: для обмоток 105° С, для сердечника на поверхности 110° С и для верхних слоев масла 95° С при температуре окружающего воздуха 35° С.

Существуют трансформаторы с воздушным и масляным охлаждением. Мощные трансформаторы, как правило, выполняются с масляным охлаждением. Масло улучшает, охлаждение обмоток и защищает изоляцию от вредного действия воздуха. Для этого трансформатор помещают в стальной бак с минеральным маслом. Для трансформаторов небольшой мощности (20—30ква) бак делается гладким. Для трансформаторов большей мощности бак делают трубчатым, увеличивая тем самым поверхность охлаждения(рис. 9-27). Выводы обмоток сделаны через проходные изоляторы на крышке бака. Для трансформаторов очень большой мощности применяются баки с радиаторами.

Нагрев и охлаждение трансформаторов

Рис. 9-27. Внешний вид трансформатора с трубчатым баком.

При мощности, большей 100 ква, а для напряжений свыше 6 300 в и меньшей мощности бак снабжается масло-расширителем (1, рис. 9-27). Это резервуар, соединенный трубой с баком. Уровень масла в расширителе повышается при нагреве трансформатора и падает при охлаждении его. Емкость его такая, что при всех нагрузках и колебаниях температуры окружающего воздуха от —35° до + 35° С в нем есть масло. Контролируется уровень маслоуказателем. Маслорасширитель, уменьшая поверхность соприкосновения масла с воздухом, обеспечивает меньшее загрязнение и увлажнение масла. Трансформаторы при S≥ 1 000 ква снабжаются еще выхлопной трубой 2. Это стальная труба, соединенная с баком и закрытая сверху стеклянной мембраной. При аварийном состоянии трансформатора образующиеся при испарении масла газы выдавливают мембрану и выходят из бака, предохраняя его от разрыва.

 

Статья на тему КПД Трансформатора