Как перевести трансформатор 250 тонн

Расчёт трансформатора своими руками: онлайн-калькуляторы, особенности автотрансформаторов и торов

Одним из часто применяемых устройств в областях энергетики, электроники и радиотехники является трансформатор. Часто от его параметров зависит надёжность работы приборы в целом. Случается так, что при выходе трансформатора из строя или при самостоятельном изготовлении радиоприборов не получается найти устройство с нужными параметрами серийного производства. Поэтому приходится выполнять расчёт трансформатора и его изготовление самостоятельно.

Принцип работы устройства

Трансформатор — это электротехническое устройство, предназначенное для передачи энергии без изменения её формы и частоты. Используя в своей работе явление электромагнитной индукции, устройство применяется для преобразования переменного сигнала или создания гальванической развязки. Каждый трансформатор собирается из следующих конструктивных элементов:

В основе принципа действия любого трансформаторного устройства лежит эффект возникновения магнитного поля вокруг проводника с текущим по нему электрическим током. Такое поле также возникает вокруг магнитов. Током называется направленный поток электронов или ионов (зарядов). Взяв проволочный проводник и намотав его на катушку и подключив к его концам прибор для измерения потенциала можно наблюдать всплеск амплитуды напряжения при помещении катушки в магнитное поле. Это говорит о том, что при воздействии магнитного поля на катушку с намотанным проводником получается источник энергии или её преобразователь.

В устройстве трансформатора такая катушка называется первичной или сетевой. Она предназначена для создания магнитного поля. Стоит отметить, что такое поле обязательно должно всё время изменяться по направлению и величине, то есть быть переменным.

Классический трансформатор состоит из двух катушек и магнитопровода, соединяющего их. При подаче переменного сигнала на контакты первичной катушки возникающий магнитный поток через магнитопровод (сердечник) передаётся на вторую катушку. Таким образом, катушки связаны силовыми магнитными линиями. Согласно правилу электромагнитной индукции при изменении магнитного поля в катушке индуктируется переменная электродвижущая сила (ЭДС). Поэтому в первичной катушки возникает ЭДС самоиндукции, а во вторичной ЭДС взаимоиндукции.

Количество витков на обмотках определяет амплитуду сигнала, а диаметр провода наибольшую силу тока. При равенстве витков на катушках уровень входного сигнала будет равен выходному. В случае когда вторичная катушка имеет в три раза больше витков, амплитуда выходного сигнала будет в три раза больше, чем входного — и наоборот.

От сечения провода, используемого в трансформаторе, зависит нагрев всего устройства. Правильно подобрать сечение возможно, воспользовавшись специальными таблицами из справочников, но проще использовать трансформаторный онлайн-калькулятор.

Отношение общего магнитного потока к потоку одной катушки устанавливает силу магнитной связи. Для её увеличения обмотки катушек размещаются на замкнутом магнитопроводе. Изготавливается он из материалов имеющих хорошую электромагнитную проводимость, например, феррит, альсифер, карбонильное железо. Таким образом, в трансформаторе возникают три цепи: электрическая — образуемая протеканием тока в первичной катушке, электромагнитная — образующая магнитный поток, и вторая электрическая — связанная с появлением тока во вторичной катушке при подключении к ней нагрузки.

Правильная работа трансформатора зависит и от частоты сигнала. Чем она больше, тем меньше возникает потерь во время передачи энергии. А это означает, что от её значения зависят размеры магнитопровода: чем частота больше, тем размеры устройства меньше. На этом принципе и построены импульсные преобразователи, изготовление которых связано с трудностями разработки, поэтому часто используется калькулятор для расчёта трансформатора по сечению сердечника, помогающий избавиться от ошибок ручного расчёта.

Виды сердечников

Трансформаторы отличаются между собой не только сферой применения, техническими характеристиками и размерам, но и типом магнитопровода. Очень важным параметром, влияющим на величину магнитного поля, кроме отношения витков, является размер сердечника. От его значения зависит способность насыщения. Эффект насыщения наступает тогда, когда при увеличении тока в катушке величина магнитного потока остаётся неизменной, т. е. мощность не изменяется.

Для предотвращения возникновения эффекта насыщения понадобится правильно рассчитать объём и сечение сердечника, от размеров которого зависит мощность трансформатора. Следовательно, чем больше мощность трансформатора, тем большим должен быть его сердечник.

По конструкции сердечник разделяют на три основных вида:

Стержневой магнитопровод представляет собой П-образный или Ш-образный вид конструкции. Собирается из стержней, стягивающихся ярмом. Для защиты катушек от влияния внешних электромагнитных сил используются броневые магнитопроводы. Их ярмо располагается на внешней стороне и закрывает стержень с катушкой. Тороидальный вид изготавливается из металлических лент. Такие сердечники из-за своей кольцевой конструкции экономически наиболее выгодны.

Зная форму сердечника, несложно рассчитать мощность трансформатора. Находится она по несложной формуле: P=(S/K)*(S/K), где:

Площадь сердечника находится в зависимости от его вида, её единица измерения — сантиметр в квадрате. Полученный результат измеряется в ваттах. Но на практике часто приходится выполнять расчёт сечения сердечника по необходимой мощности трансформатора: Sс = 1.2√P, см2. Исходя из формул можно подтвердить вывод: что чем больше мощность изделия, тем габаритней используется сердечник.

Типовой расчёт параметров

Довольно часто радиолюбители используют при расчёте трансформатора упрощённую методику. Она позволяет выполнить расчёт в домашних условиях без использования величин, которые трудно узнать. Но проще использовать готовый для расчёта трансформатора онлайн-калькулятор. Для того чтобы воспользоваться таким калькулятором, понадобится знать некоторые данные, а именно:

После их ввода понадобится нажать кнопку «Рассчитать» или похожую по названию и дождаться результата.

Стержневой тип магнитопровода

В случае отсутствия возможности расчёта на калькуляторе выполнить такую операцию самостоятельно несложно и вручную. Для этого потребуется определиться с напряжением на выходе вторичной обмотки U2 и требуемой мощностью Po. Расчёт происходит следующим образом:

Следует отметить, что если конструируется устройство с несколькими выводами во вторичной обмотке, то в четвёртом пункте все мощности суммируются, и их результат подставляется вместо P2.

После того как первый этап выполнен, приступают к следующей стадии расчёта. Число витков в первичной обмотке находится по формуле: K1 = 50*U1/S. А число витков вторичной обмотке определяется выражением K2= 55* U2/S, где:

Остаётся вычислить диаметр наматываемой проволоки. Он равен D = 0,632*√ I, где:

При подборе магнитопровода следует соблюдать соотношение 1 к 2 ширины сердечника к его толщине. По окончании расчёта выполняется проверка заполняемости, т. е. поместится ли обмотка на каркас. Для этого площадь окна вычисляется по формуле: Sо = 50*Pт, мм2.

Особенности автотрансформатора

Автотрансформаторы рассчитываются аналогично простым трансформаторам, только сердечник определяется не на всю мощность, а на мощность разницы напряжений.

Например, мощность магнитопровода 250 Вт, на входе 220 вольт, на выходе требуется получить 240 вольт. Разница напряжений составляет 20 В, при мощности 250 Вт ток будет равен 12,5 А. Такое значение тока соответствует мощности 12,5*240=3000 Вт. Потребление сетевого тока составляет 12,5+250/220=13,64А, что как раз и соответствует 3000Вт=220В*13,64А. Трансформатор имеет одну обмотку на 240 В с отводом на 220 В, который подключён к сети. Участок между отводом и выходом мотается проводом, рассчитанным на 12,5А.

Таким образом, автотрансформатор позволяет получить на выходе мощность значительно больше, чем трансформатор на таком же сердечнике при небольшом коэффициенте передачи.

Трансформатор тороидального типа

Тороидальные трансформаторы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами: меньший размер, меньший вес и при этом большее КПД. При этом они легко наматываются и перематываются. Использование онлайн-калькулятора для расчёта тороидального трансформатора позволяет не только сократить время изготовления изделия, но и «на лету» поэкспериментировать с разными вводными данными. В качестве таких данных используются:

Необходимо отметить, что почти все онлайн-программы не демонстрируют особой точности в случае расчёта импульсных трансформаторов. Для получения высокой точности можно воспользоваться специально разработанными программами, например, Lite-CalcIT, или рассчитать вручную. Для самостоятельного расчёта используются следующие формулы:

Все значения коэффициентов берутся из справочника радиоаппаратуры (РЭА). Таким образом, проводить вычисления в ручном режиме несложно, но потребуется аккуратность и доступ к справочным данным, поэтому гораздо проще использовать онлайн-сервисы.

Рекомендации по сборке и намотке

При сборке трансформатора своими руками пластины сердечника собираются «вперекрышку». Магнитопровод стягивается обоймой или шпилечными гайками. Для того чтобы не нарушить изоляцию, шпильки закрываются диэлектриком. Стягивать «железо» нужно с усилием: если его окажется недостаточно при работе устройства возникнет гул.

Проводники наматываются на катушку плотно и равномерно, каждый последующий ряд изолируется от предыдущего тонкой бумагой или лавсановой плёнкой. Последний ряд обматывается киперной лентой или лакотканью. Если в процессе намотки выполняется отвод, то провод разрывается, а на место разрыва впаивается отвод. Это место тщательно изолируется. Закрепляются концы обмоток с помощью ниток, которыми привязываются провода к поверхности сердечника.

При этом существует хитрость: после первичной обмотки не следует наматывать всю вторичную обмотку сразу. Намотав 10—20 витков, нужно измерить величину напряжения на её концах.

По полученному значению можно представить, сколько витков потребуется для получения нужной амплитуды выходного напряжения, тем самым контролируя полученный расчёт при сборке трансформатора.

Источник

Трансформаторы силовые, ТС-250, ТС-250-СД, ТС-250-1, ТС-250-2, ТС-250-2М, ТС-250-2П, ТС-250-2МР.

Трансформаторы силовые, серии ТС-250, выпускались на О-образных сердечниках типа ПЛ, изготовленных из стальной ленты, толщиной 0,35 мм, марки Э-320. сечением 21х45 мм, и предназначались для блоков питания цветных телевизоров.
Номинальная мощность этих трансформаторов 250 ватт. Сеть 220 вольт к первичной обмотке трансформаторов, подаётся на выводы 1 и 1′, и замыкаются между собой выводы 2 и 2′.
Первичная обмотка этих трансформаторов последних выпусков, может быть выполнена только на 220 вольт (отсутствует вывод 3), нумерация выводов вторичных обмоток трансформаторов, при этом не изменяется.
Внешний вид трансформаторов серии ТС-250, изображен на рисунке 1.

Необходимо иметь в виду, что приведённые здесь моточные данные, могут отличаться на имеющиеся у Вас трансформаторы, в связи с изменениями ТУ, заводов изготовителей, прошествии времени и прочих условий и их следует принимать, только как основу. При необходимости определить более точно количество витков обмоток имеющегося у Вас трансформатора, намотайте дополнительную обмотку с известным количеством витков, замерьте на ней напряжение и по полученным данным просчитайте ваш трансформатор.

Рисунок 1.
Внешний вид трансформаторов серии ТС-250.

Трансформаторы силовые, серии ТС-250, разделяются на несколько модификаций. Это трансформаторы ТС-250, ТС-250-1, ТС-250-2, ТС-250-2М, ТС-250-2МР, ТС-250-2П. Все они имеют одинаковое количество вторичных обмоток.
Трансформаторы силовые, ТС-250-2М, ТС-250-2МР и ТС-250-2П, имеют меньший вес и габариты, по сравнению с силовыми трансформаторами ТС-250, ТС-250-1, ТС-250-2 и отличаются от них немного меньшими напряжениями вторичных обмоток на выводах 5-5′, но несмотря на это, все эти типы трансформаторов взаимозаменяемые между собой.
Схема трансформаторов типа ТС-250, изображена на рисунке 2, их моточные данные и характеристики, отображены в таблице 1.

Рисунок 2.
Схема трансформаторов ТС-250.

Таблица 1. Моточные данные и электрические параметры трансформаторов типа ТС-250.

Источник

Таблица мощности силовых трансформаторов тока расчёт

Таблица расчёта выбора мощности силовых трансформаторов напряжения номинального тока. Таблица данных коэффициент параметров : холостой ход потерь проводов намотки группы обмоток сопротивления номиналов перегрузки типа силовых трансформаторов 6 10 0,4 кВ

Рациональная схема электроснабжения зависит от технически обоснованного подбора мощности трансформатора, влияющего на эксплуатационные затраты и окупаемость, которая возможна за 6 – 10 лет.

При выборе трансформатора руководствуются следующими критериями:

Выбор числа трансформаторов

Однотрансформаторные подстанции используются в двух случаях. Во-первых, для объектов III категории электроснабжения. Во-вторых, для потребителей, имеющих возможность резервирования электроснабжения с помощью АВР (автоматического включения резерва) с другого источника питания.

При питании потребителей I и II категории в аварийном режиме на двухтрансформаторной подстанции после срабатывания АВР целый трансформатор принимает на себя нагрузку неисправного. Поэтому его перегрузочной способности должно хватить на время замены вышедшего из строя трансформатора. В нормальном режиме трансформаторы работают недогруженными, что экономически нецелесообразно. Поэтому при аварийной ситуации некоторые потребители III категории электроснабжения отключают от сети.

Перерыв питания объектов II категории ограничен временем в одни сутки. Для восстановления схемы необходим стратегический складской резерв оборудования необходимого для ликвидации аварии. При этом мощность нового трансформатора должна быть идентична заменяемому. Таким образом, сокращается количество резервного оборудования.

Как выбрать силовой трансформатор по мощности

Сбор и анализ мощностей потребителей, запитанных от одного трансформатора, не всегда оказывается достаточным.

Для производственных объектов руководствуются порядком ввода оборудования в работу. При этом учитывают, что все потребители не могут быть включены одновременно. Однако также принимают во внимание возможное увеличение производственной мощности.

Поэтому при расчете и выборе мощности силового трансформатора руководствуются графиком среднесуточной и полной активной нагрузки подстанции, а также длительностью максимальной нагрузки. Если рассчитывается трансформатор, который будет участвовать в электроснабжении объектов жилой инфраструктуры, то учитывают и время года. В зимнее время нагрузка увеличивается за счет включения электрического обогрева, летом – кондиционеров.

При отсутствии точных сведений активная нагрузка определяется по формуле:

Где ∑ Pmax – максимальная активная мощность;

Pp– проектная мощность подстанции.

Если график работы подстанции характеризуется кратковременным пиковым режимом мощности – 30 мин или не более 1 часа, то тр-ор будет работать в недогруженном режиме. Поэтому выгоднее подбирать трансформатор с мощностью, приближенной к продолжительной максимальной нагрузке и полностью использовать перегрузочные возможности трансформатора с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

В реальных условиях значение допустимой перегрузки определяется коэффициентом начальной загрузки. На выбор величины нагрузки влияет температура окружающего воздуха, в котором находится работающий трансформатор.

Коэффициент загрузки всегда меньше единицы.

Kн = Pc/Pmax = Ic/Imax ; где Pc, Pmax и Ic, Imax – среднесуточные и максимальные мощности и тока.

Допустимая длительность, мин

Характер суточной нагрузки эквивалентен температуре окружающей среды, постоянной времени трансформатора, типу охлаждения, допускаются периодические перегрузки.

Согласно графику, начальный период нагрузки характеризуется работой трансформатора с номинальной нагрузкой за 20 часов и коэффициентом начальной нагрузки – 0,705.

Второй период – коэффициент перегруза kпер.= 1,27 и временем – 4 часа. Значит, перегрузки определяются графиком нагрузки преобразованном в эквивалентный график с учетом тепла. Допустимая нагрузка тр-ра зависит от номинальной нагрузки, ее длительности и максимального пика, определяется по коэффициенту превышения нагрузки:

kпер = Iэ max / Iном

коэффициент начальной нагрузки

Iэ max – эквивалентный максимум нагрузки;

Перегрузки трансформаторов допустимы, но их возможности: время и величина ограничены нормативами, установленными заводом изготовителем. Правила ПТЭЭП, глава 2. 1. 20 и гл. 2. 1. 21. ограничивают перегрузку трансформатора до 5%.

Источник

Как перевести трансформатор 250 тонн

quote: Originally posted by Aleksei1410:

А почему умножаем именно 300А,а не 900А.Нам же нужна мощность общая

P.S. Можно конечно использовать формулу «старичка». Но в заготовках у него такого сердечника не будет. У Вас сердечник уже есть? Вы думаете, что Ваша самоделка будет дешевле готового серийного образца?

P.S. Почему-то подумалось, что Вы собрались изготовить этот трансформатор, похоже Вам нужны просто расчеты.)

quote: Изначально написано Aleksei1410:
А почему умножаем именно 300А,а не 900А.Нам же нужна мощность общая а не по одной фазе.

Если добавить ещё P=120кВт, при чисто активной нагрузке она же будет равна полной мощности S=120кВА

207+120 = 327кВА, ток будет в каждой фазе 474А по той же формуле

Тут ничего сложного нет, полную мощность специально и выдумали, для упрощения расчетов.

Задача чисто теоретическая? Для потребителей не бывает таких трансов.Есть Звезда-Звезда с нулем.

quote: Изначально написано ПЗ-1636:
[b]. группа соединения звезда-звезда,

Задача чисто теоретическая? Для потребителей не бывает таких трансов.Есть Звезда-Звезда с нулем.[/B]

quote: Изначально написано rip87:
S=3*Uф*Iф=3*0,23*300=207кВ*А

Если добавить ещё P=120кВт, при чисто активной нагрузке она же будет равна полной мощности S=120кВА

207+120 = 327кВА, ток будет в каждой фазе 474А по той же формуле

Тут ничего сложного нет, полную мощность специально и выдумали, для упрощения расчетов.

Потребитель будет магазин (холодильник,печь и т.д) и у него в любом случае будет реактивная составляющая. Т.е. исходя из расчетов в любом случае надо будет трансформатор менять на 400кВА? На шильдике трансформатора указывается ток номинальный действующего значения?Исходя из этого формулу S=3*Uф*Iф=3*0,23*300=207кВ*А можно использовать для расчета загруженности трансформатора?250-207=43кВА- запас загрузки? По процентам получается 82,8 процента загружен?В каком случае вместо 0,23В ставить надо 0,38 судя по формуле?

Источник

Новый дачный трансформатор (советы специалиста)

Силовые трансформаторы и трансформаторные подстанции (ТП) в подавляющем числе Товариществ собственников недвижимости ТСН (Садоводческих Некоммерческих Товариществ СНТ; огороднических и дачных поселках) установлены десятилетия назад и зачастую не рассчитаны на увеличение количества потребителей и возросшие потребности пользователей электроэнергии.

Для выхода из сложившейся ситуации, как правило, участники ТСН (ранее СНТ) на общем собрании принимают решение о реконструкции трансформаторной подстанции или замене старого трансформатора на новый трансформатор большей мощности для обеспечения электроэнергией всех членов Садового Товарищества в нужном объеме.

Как выбрать трансформатор для ТСН (СНТ), какая нужна мощность?

На этот вопрос ответит Олег Носков, советник генерального директора ОАО «МОЭСК». (Ответы предоставлены сайтом vm.ru).

Расчет мощности трансформатора для ТСН (СНТ)

— Олег Анатольевич, как выглядит сегодня энергетическое хозяйство старого образца?

— Больше 90 процентов старых советских СНТ присоединены к электросетям среднего уровня напряжения, а это 6 или 10 киловольт. У них есть собственные трансформаторные подстанции и линии, подсоединенные к нашим. Энергетическое имущество СНТ, как юридического лица, начинается не от трансформатора (как думают некоторые садоводы), а от точки присоединения к нашей линии электропередач. Товарищество несет ответственность за содержание и ремонт этого общего имущества.

— Можно ли определять мощность каждого садового домика, разделив мощность существующего трансформатора на количество дачных участков?

— Ни в коем случае! Это неграмотный подход к определению максимальной мощности каждого садового домика и технической возможности трансформатора. Если разделить (условно) мощность трансформатора в 160 киловольт-ампер на 160 садовых домиков, то по 1 киловатту на садовый домик – не получится! А получится около 8 киловатт максимальной мощности на каждый садовый домик с учетом коэффициентов спроса и одновременности. Такой трансформатор способен обеспечить своей мощностью (реально) около 100 садовых домиков, максимальной мощностью до 15 киловатт каждый.

— Что надо сделать, прежде чем принять решение о замене существующего трансформатора на более мощный?

— Прежде, чем приступить к замене трансформатора, надо определить, какая мощность каждого садового домика на участке в товариществе (желательно не больше 15 киловатт на каждый садовый домик). Если у вас нет документов на ваше энергохозяйство, то можно обратиться в любую организацию, которая занимается проектированием электроустановок. Ее специалисты по строительным нормам и правилам освежат вам данные по вашей электрике. Дальше все данные по участкам собирают воедино и определяют общую мощность энергопотребления юридического лица — СНТ. Потом вы смотрите на мощность своего трансформатора и, за вычетом подсчитанной нагрузки, определяете, каков у него запас (опять-таки желательно из расчета 15 киловатт на каждого или меньше, если решит общее собрание).

Как подключиться к электросетям новым членам товарищества

— Случается, что руководство СНТ не разрешает новым членам присоединяться к существующей сети и предлагает устанавливать свой отдельный трансформатор. Насколько правомерен отказ?

— Это неправомерно и безграмотно. Просчитано давно: чем больше членов товарищества, тем ниже коэффициенты спроса и одновременности использования всех мощностей сразу. Если для 100 участков (при норме около 15 киловатт каждому) требуется трансформатор мощностью 160 киловольт-ампер, то для 200 участков требуется трансформатор мощностью всего 250 киловольт-ампер. Когда председатели СНТ говорят, что у них не хватает мощности, они должны предоставить расчеты. Каждый владелец земельного участка на территории СНТ имеет право пользоваться общим имуществом — трансформатором и линиями электропередач. Никто не имеет права отказать ему в этом! Ведь он по закону является совладельцем имущества общего пользования! Он имеет право пользоваться инфраструктурой, в том числе электроснабжением. Любой отказ руководства или общего собрания — нарушение законодательства. Заявитель имеет право обжаловать это в суде.

Технологическое присоединение к электрическим сетям

Где купить трансформатор для ТСН (СНТ)?

В разгар дачного сезона компания «МИТЭК» имеет возможность поставить современные герметичные трансформаторы для садовых товариществ или коттеджных поселков, в кратчайшие сроки, поскольку данная продукция всегда имеется в наличии на складе!

Надежные трансформаторы ТМГ для СНТ и трансформаторные подстанции КТП (сельхозки, колхозницы) или МТП (мачтовые) мощностью 25 – 250 кВА, а также киосковые КТП поставляются по выгодным ценам, так как компания является постоянным дилером Минского электротехнического завода имени В. И. Козлова в РФ с 2003 года.

Заводская гарантия на трансформаторы ТМГ составляет — 5 лет. На КТП — 3 года. Минимальный срок службы — 25 лет!

Быстрая поставка и замена трансформатора бывает особенно актуальна в случаях, когда садовое товарищество или дачный поселок остается без электричества из-за внезапно сгоревшего старого трансформатора или при частых отключениях электроэнергии в связи с нехваткой мощности трансформатора.

Источник