Номинальное первичное и вторичное напряжения трансформатора

Определение номинальных напряжений

Номинальное первичное напряжение трансформатора — это напряжение, которое необходимо подвести к его первичной обмотке, чтобы на зажимах разомкнутой вторичной обмотки получить вторичное номинальное напряжение, указанное в паспорте трансформатора. Номинальное вторичное напряжение, в свою очередь, это напряжение, которое устанавливается на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе трансформатора и подведении к первичной обмотке номинального первичного напряжения.

Влияние нагрузки на вторичное напряжение

Напряжение на вторичной обмотке при нагрузке изменяется из-за падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях обмотки. Это изменение зависит не только от величины тока и сопротивлений обмотки, но и от коэффициента мощности нагрузки.

При активной нагрузке напряжение изменяется в меньшей степени.
При индуктивной нагрузке напряжение снижается более значимо.
При емкостной нагрузке напряжение может увеличиваться.

На векторной диаграмме вторичное напряжение определяется как геометрическая разность вектора ЭДС во вторичной обмотке и падения напряжения на сопротивлениях обмотки.

Регулирование напряжения

В процессе эксплуатации трансформатора необходимо регулировать величину напряжения на его обмотке. Это достигается изменением числа витков обмотки высокого напряжения. Меняя число витков, включенных в цепь высокого напряжения, можно изменять коэффициент трансформации в пределах от ±5 до ±7,5% номинального значения.

Примеры номинальных значений:

При номинальном напряжении 10 000 В, максимальное напряжение составит 10 500 В, а минимальное — 9 500 В.
При номинальном напряжении 6 000 В, максимальное напряжение будет 6 300 В, а минимальное — 5 700 В.

Типы переключателей и их использование

Для регулирования напряжения трансформаторы снабжаются устройствами ПБВ (переключение без возбуждения) или РПН (регулирование под нагрузкой).

ПБВ: позволяет менять напряжение в пределах от -5 до +5% через каждые 2,5%.
РПН: позволяет регулировать напряжение в пределах от -7,5 до +7,5% шестью ступенями по 2,5%.

Эти устройства устанавливаются в трансформаторы мощностью от 63 кВА и выше. Примеры трансформаторов с такими устройствами: ТМН, ТСМАН.

Область применения и мощности трансформаторов

Современная промышленность выпускает силовые трансформаторы с мощностью 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400 кВА и выше. Для трансформации энергии с 20 и 35 кВ на 0,4 кВ используются трехфазные трансформаторы ТМ и ТМН с мощностями 100, 160, 250, 400 и 630 кВА.

Схема переключателей витков:

Ближайшие подстанции: коэффициент трансформации 1,05хKн (переключатель в положении +5%).
Удаленные подстанции: переключатель в положении -5% из-за значительной потери напряжения в линии электропередачи.
Средняя точка линии: номинальный коэффициент трансформации.

Ключевые моменты

Номинальные напряжения трансформатора определяют его эксплуатационные параметры.
Напряжение вторичной обмотки зависит от типа нагрузки и коэффициента мощности.
Регулирование напряжения осуществляется с помощью переключателей витков.
Применение устройств ПБВ и РПН обеспечивает стабильность и точность регулирования напряжения.

Эти аспекты являются важными для понимания работы и обслуживания трансформаторов, что особенно актуально при проектировании и эксплуатации энергетических систем.