Шфазалы трансформаторлардың орамаларын жалғау топтары.

Олардың фазаларын немесе олардың басы мен аяғы маркерлеуді кезек өзгертпе «жұлдызша» және «үшбұрыштап» қосудың әртүрлі 12 сұлбасын алуға болады, оны үшфазалы трансформаторда жалғастыру деп атайды.

Сондықтан үшфазалы трансформатордың орамаларын жалғағанда сұлбаның шарты белгілеріне топтық 1 ден 12-ге дейінг нөмірлері қосып жазылады, ол сызықтық ЭҚК-тің аттас бірінші және екінші векторлардың арасындағы ығысу бұрышын кқрсетеді. Ығысу бұрышының топтық нөмірін 30-ға көбейтіп градуспен анықтайды. Мысалы жалғаудың 6-тобында сызықтық кернеулі ЖК мен ТК ораманың аттас векторларының арасындағы ығысу бұрышы 6*30=180⁰ болады. Трансформатордың жалғау топтамасы оларды қатарлас жұмыс жасауға қосуға мүмкіндік беретін маңызды факторы болып табылады. Әртүрлі топтардағы трансформаторларды параллель жұмысқа қосуға болмайды.

Үшфазалы трансформаторлардың жалғау тобы былай анықтайды. Трансформаторлардың орамаларын жалғау сұлбасын олардың қысқыштарының МЕМ стандарттын көрсете отырып сызады. ЭҚК-тің оң бағытын ораманың соңғы ұшынан басқа ұшына қарай немесе кернеулерді оарамның басқа ұшынан соңғы ұшына қарай көрсетеді. Қосу сұлбасының өзгеруіне қарамастан ЭҚК пен кернеудің оң бағыты өзгеріссіз қалады. 1.16 пен 1.17-суреттер ЖК мен ТК орамалардың бір-бірінен 120⁰ бұрышқа ығысқан фазалық кернеулердің векторлық диаграммаларын біріктіріп сызады 1.16-сурет.

Ормаларды жалғаудың осы сұлбасы үшін Кирхгофтың бірінші және екінші орамалары тұйық контурына арналған екінші заңы бойынша теңдеулер құрылады. Мысалы: U/U сұлбаыс үшін 1.16-сурет .

_- АВУХА контурына U_АВ+U_В–U_А=O бұдан U_АВ = U_А– U_В

_- авуха контурына U_ав+U_в–U_а=O. бұдан U_ав = U_а– U_в

1.16-сурет. Онекінші топтағы үшфазалы кернеу трансформаторы.

Фазалық кернеудің векторлық диаграммасында алынған теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы сызықтық кернеулердің U_АВ және U_ав векторларының жаңдайларын анықтайды 1.16-сурет. ЖК орамасындағы сызықтық кернеудің U_АВ = U_А– U_В векторын сағат тілінің 12 санына дәлдеп қоямыз. Сонда сол диаграммада үшфазалы трансформатордың ТК орамасындағы сызықтық кернеудің U_ав = U_а– U_в, векторы жалғау тобының нөмірін көрсетеді. 1.16-суретте трансформаторлардағы қосудың 12 тобы көрсетілген. Сызықтық кернеулердің векторларының орны сағат тілінің ұшы 12 сағатқа тура келеді. Бұл жағдайда U_АВ векторы сағат циферблатының минут тіліне U_ав векторы сағат циферблатының сағат тіліне сәйкес келеді.

Егер екінші орама «Үшбұрыш» Y/Ñ сұлбасы бойынша жалғанса 1.17-сурет, онда фазалық кернеудің векторлық диаграммасы бұрынғы қалпында қалады 1.17-сурет, себебі олар жалғау сұлбасына тәуелді емес, ал Кирхгофтың екінші заңы бойынша құрылған теңдеулер былай жазылады:

_- АВУХА контуры үшін U_АВ+U_В–U_А=O бұдан U_АВ = U_А– U_В

_- авуха контуры үшін U_ав+U_в–U_а=O. бұдан U_ав = U_а– U_в.

Алынған теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы сызықтық кернеулердің векторларының орындарын, бірінші орамына U_АВ = U_А– U_В және екінші ораманыкі U_ав = U_а– U_в, анықтауға мүмкіндік береді.

U_АВ векторын (минуттық тіл) сағат тілінің 12 санына келтірсек, екінші орамадағы сызықтық кернеудің U_ав векторнының (сағаттық тіл) 11 санын көрсететін байқаймыз. Демек, трансформатор орамаларының осы сұлбасы бойынша жалғасуы 11 топқа жататынын көреміз.

1.17-сурет. Онбірінші топтағы үшфазалы кернеу трансформаторы.

КСРО –да үшфазалы трансформаторлардың орамаларын жалғаудың осы екі тобы стандартталған Y /Y-12 және Y/Ñ-11, олар сыртқа шығарылған бейтарап ұшы бар немесе жоқ болып та келетін. Бейтарап сымдардың болу, болмауы топтың нөміріне әсер етпейді.

1.8.4. Үшфазалы трансформаторларды параллель жұмысқа қосу.Техникалық немесе экономикалық тиімділігіне қарай инженерлік тәжірибеде бір трансформатордың орнына жалпы қуаттылығы бір трансформатордың қуаттылығына тең бірнеше трансформатор қойылып, оларды параллель іске қосады. Мұндай жағдайда да жүктеменің қосындысына қарай жүктеменің технологиялық қалыпты тәртібін қаматамсыз ете алатын кереті трансформатор санын ғана жұмысқа қосады. Трансформаторларды параллель қосқанда олардың бірінші жағының орамалары өздерінің ортақ шиндеріне жалғанады.

Трансформаторларды параллель жұмыс істеуге қосу үшін белгілі шарттарды сақтау керек олардың негізгілері мына үшеуі:

- параллель жұмыс істейтін трансформатордың жалғануы бір топқа жатуы;

- параллель жұмыс істейтін трансформаторлардың қалыпты бірінші және екінші кернеулері тең болуы;

- параллель тұйықталудың қалыпты кернеулері олардың арифметикалық орташа мәніне тең болуы немесе одан айырмашылығы 10%-дан аспауы тиіс.

Егер трансформатор жоғарыдағы шарттарды толық қанағаттандырса, ортақ шинадағы жүктеменің қосындысы әрқайсысының қуаттылығына сәйкес бөлінеді.

Қатар істейтін трансформаторлардың қуаттылығы әртүрлі болуы мүмкін, бірақ үш еседен арпауы тиіс. Мұндайда қуаттылығы төмен трансформатордың қысқа тұйықталу кернеуінің u_k%-тік мәні жоғары болуы тиіс. Олардың қуаттылығының айырмасы неғұрлым жоғары болса, қолайлы жағдайда жұмыс жасау мүмкіншілігі де азая түседі.

Қысқа тұйықталу кернеуінің u_k% мәндері әртүрлі болып келетін параллель істейтін трансформаторлар арасындағы жүктеменің бөлінуі мынадай қатынаста болады:

S ₁/ S₂ = S_1H u_k2/ S_2H u_k1 (1.84)

u_k – үлкен трансформатор аз деңгейде жүктеледі бірақ қуаттылығы аз трансформатордың толық жүктелмеуі жүйенің жалпы қуаттылығына, қуаттылығы жоғары трансформатордың толық жүктелмеуіне қарағанда, аз деңгейде әсер етеді.

1.8.5. Үшфазалы үшорамалы трансформаторлар. Әдетте үшорамалы трансформаторларының бір орамасы бірінші ораманың орнына жүреді, ал қалған екеуі екінші орама орнына жүреді. Іс жүзінде үшорамалы бір трансформатор екі ораманы екі трансформатордың орнын басады, бұл оларды қолдану экономикалық жағынан тиімді етеді.

Егер электр станциясынан екі желі шығатын болса, екі орамалы екі трансформатордың орнына үшорамалы бір трансформатор қоюға болады, бір орамасы жоғары кернеулі және екі орамасы төменгі кернеулі әртүрлі желімен қуаттылықты іртүрлі қашықтықта тасымалдау үшін олардың стандарттық шамасы да әртүрлі болуы тиіс. Мұндайда, екінші орамадан көректенетін тұтынушылардың бір мезгілдік және ұзақ мерзімдік толық жүктемесі болмаса, онда бірінші ораманың қалыпты қуаттылығын екінш орамалардың қалыпты қуаттылығының қосындысынан төмен етіп алу керек. Үшорамалы трансформатордың қалыпты қуаттылығы ретінде қуаттылығы жоғары ораманың қалыпты қуаттылығы алынады.

Үшорамалы трансформаторлардың орамаларын жалғау сұлбасы мен топтары екі екі орамалы трансформаторлардыкіндей. Үшорамалы трансформаторлардың екінші орамаларының, бірінші орамаға қарағанда орналасуы кернеулерінің өзгеруіне айтарлықтай әсер етеді. Екінші орамалар қатар орналасса, онда олардың біреуіндегі жүктеменің өзгеруі, екіншісіндегі кернеудің шамасына айтарлықтай әсер етеді.

1.9. Арнайы қызметтерге арналған трансформаторлар.Жалпы қолданымдағы күштік трансформаторлардан басқа арнайы қызметтерге арналған, пісіруге арналған трансформаторларда да кеңінен қолданылады. Сонымен қатар мұндай трансформаторларға жіне автотрансформаторлар өлшеуге арналған трансформаторлар жатады. Арнайы қызметке арналған трансформаторлардың үлкен тобын құрайтында қатарына радиода және электронды техникада қолданылатындар жатады. Олар туралы арнайы пәндерде қолданылады.

1.9.1. Автотрансформаторлар.Электротехникалық құрылғылар арасында, жүктелуі кезде кернеуін реттеуге келетін автотрансформаторлар делінетін трансформаторлар кең таралған.

Олардың негізгі құрылыстық айырмашылығы. Қуаттылығы мен кернеуі шағын автотрансформаторлардың жоғары және төмен кернеулі орамалары біртұтас, өткізгіштерінің көлденең қимасы бірдей, бір қабат болып оралады. Орам сандары, әр орамға 0,5...1,0 Вольт келетіндей етіп алынады, бұл бір жағы оқшаулағыштан тазартылған арнайы құрылысты щетканы жылжыту арқылы кернеуді баяу реттеуге мүмкіндік береді. 1.18-сурет.

Мұндай автотрансформаторлар бір және үш фазалы етіп жасалады, қалыпты қуаттылығы 250кВА және кернеулері 220...380В болады. Кернеуі 220 Вольттық автотрансформаторлар зертханалық деп аталады ЗАТР, екінші кернеудің реттелуі нөлден қалыпты мәніне дейін, кейде одан біраз артық деңгейге дейін жетеді.

Автотрансформаторлардың ПЭК трансформаторлардікіне қарағанда айтарлықтай төмен.

Кернеулерін өзгерту арқылы аса зор емес екі еседен аспайтын трансформаторлар құрылысы жағынан айтарлықтай жоғары қуаттылық пен кернеуге арналып жасалады. Оларды үшфазалы синхронды және асинхронды электроматорларды жүргізуге, сондай-ақ кернеуі бойынша бір-бірінен айырмасы аз байланыс желілерінде пайдаланады. Мұндай автортансформаторлардың кернеулерін реттеу сырғымалы жанасу жоқ, мысалы: жылжымалы қысқа тұйықталғае шарғының көмегімен атқарылады.

1.18-сурет. (ЛАТР) автотрансформаторының электр сұлбасы.

1.19-сурет. Реттелетін реактивті шарғылы пісіру трансформаторының сұлбасы.

1.9.2. Пісіру тарнсформаторлары.Пісіру трансформаторлары доғамен, түйістіріп, тігістіріп немесе жанастырып, нүктелеп пісіру сияқты электрмен пісірудің сан түрлерінде қолданылады. Пісіру трансформаторларының ерекшелігі магнит ағынын шашыратуы жоғары. Ол бірінші ораманың жіне екінші ормаларды қималары әртүрлі өзектерде орналастыру немесе магнитөткізгіштерінің арасындағы ауа саңылауын реттеп отыратын магнит шунттарын қолдану арқылы атқарылады. Пісіру трансформаторы екінші кернеуі пісірушінің қауіпсіздігін сақтайтын және жану доғасының тұрақты болуын қамтамасыз ететіндей етіп алынады. Айнымалы тоқты пайдаланғанда бұл екі шарт кернеу 40...70 Вольт және пісіру трансформаторының шұғыл төмендейтін сыртқы сипаттамасы болғанда қанағаттандырылады.

Белгілі технологиялық әрекет жағдайына қарай пісіру доғасының тоқ күшін реттеу, мысалы: металлды пісіру немесе кесу тікелей магнитөткізгіштің немесе трансформатордың немесе реактивті шарғының екінші орамасымен тікелей жалғасқан магнит шунттардың арасындағы ауа саңылауының шамасын өзгерту арқылы жасалады. 1.18-сурет. Пісіру тоғын реттеудің екінші нұсқасы бір фазалы трансформатордан бір уақытта техникалық әрекеттері бірнеше жұмыс орнын қоректендіруге мүмкіндік береді.

1.9.3. Өлшеуіш трансформаторлар.Тәжиребеде ондаған және жүздеген вольттық және амперлік кернеулер мен тоқтарды өлшеуге және бақылап отыруға тура келеді. Техникалық тұрғыдан да қауіпсіздік техникасы тұрғысынан да мұндай шамадағы тоқтар мен кернеулерді тікелей өлщеудің мүмкіндігі жоқ. Осындай тоқ пен кернеу өлшеуге арналған трансформаторлар қолданылады. Кернеу өлшейтін трансформаторлар бірінші орамадағы кернеудің қандай екеніне қарамастан оны стандартталған шамаға дейін төмендетуге қолданылады. Сөйтіп бір жағынан қызмет көрсетушіні жоғары кернеуден бөліп тұрады, екіншіден электр өлшейтін аспаптарды (вольтметр, ватметр, счетчик және реленің кернеулік орамалары) кернеу өлшеуіш трансформатордың екінші орамасының тізбегіне тікелей жалғауға мүмкіндік береді.

Құрылысы мен жұмысы бойынша кернеу өлшейтін трансформаторлар, бұрын қарастырылған күш трансформаторлардан ерекшеленбейді, тек қана онда міндетті түрде 100 немесе 150 Вольтты стандартталған екінші кернеу және магнитөткізгіші төмен индукция (В 0,6…0,8) бөлу тиіс, ол үшін оны жасағанда жоғары сапалы электротехникалық болат қолданылады.

Кернеу өлшейтін трансформатордың қалыпты қуаттылығы оннан жүз ВА-ге дейін болады және қалыпты жағдайдағыдан (5…8) есе артық жүктеме кезінде қызбай ұзақ уақыт жұмыс істей алады, бұл өлшеу дәлдігі аса дәл болмауы кезінде ғана.

Кернеу өлшеу трансформаторларының кернеу өлшеудегі қателіктерінің өте жоғарылығымен

f_u = ((U₂ w₁/ w₂) - U₁) 100%/ U₁ (1.85)

және U₁ мен (-U₂¹) кернеу векторларының арасындағы ығысу бұрышына тең бұрыштық қателікпен δ_и сипатталады.

Қателік шегінің мүмкін болатын ауытқуы дәлдігі бойынша: 0,2;0,5;1,0 және 3,0 болып 4 классқа бөлінеді.

Ең көп қатерлер дәлдік класына байланысты және қалыпты жүктемелер үшін дәлдік кластары: 0,2 (зертханалық)

- _щ = F 0,2 % және б_и =F 1,0;

- 0,5 - _щ =F 0,5% және б_и =F20;

- 1,0 - _щ =F 1,0 % және б_и =F 40¹;

- 3,0 - _щ =F 3,0 % және б_и нормаланбайды.

Қосылған аспаптар немесе реленің кедергілері неғұрлым көп болса, қателік соғұрлым аз болады.

Тоқ өлшейтін трансформаторларда екі орамалы трансформаторларға ұқсатып жасалады, бірінші орамасының орамдары аса көп болмайды, екінші ораманың орамдары көп болғанда, бір орамаға дейін жетеді.

Бірінші орамада тағы өлшенетін тізбекті үзіп жалғастыра қосылады.

Екінші ораманың қысқыштарына тиісті өлшеуіш аспаптың (амперметр, ватметр, счетчиктер немес реле) тоқтың орамасы әдетте аспаптардың электр кедергісі өте аз болады. Сонымен тоқ өлшеуіш трансформаторлардың қалыпты жұмыс тәртібі, іс жүзінде, қысқа тұйықталу тәртібі болып келеді.

Трансформатордың қалыпты тоқтары стандартталған. Алғашқы (5...15000) Ампер шамасында, екіншісінің стандарттық екі мәні болады: 5 және 1 Ампер. Мұндай мәндерде тоқ трансформаторының өзекшесіндегі индукцияның мәні өте мардымсыз, 0,08...1,0 Тесладан аспайды.

Қызметіне қарай трансформатордың құрылысы да әр түрлі болады. Мысалы: өтпелі, пішіні өтпелі оқшаулағыштарға ұқсайтын, шинді-бірінші орамасында бір орамы ғана бар үлкен тоқтарға арналған (шиннің өзінде); зертханалық-көпшекті және т.б. қауіпсіздік мақсатында қосқан кезде тоқ трансформаторының екінші орамасын ажыратулы күйінде қалдыруға немесе жұмыс кезінде ажыратуға болмайды. Бұл жағдайда екінші ораманың магнитсіздендіру әрекеті болмайтындықтан (I₂=0) индукцияның мәнін 15...20 рет арттыру магнит ағыны өседі. Болаттағы шығындар қауырт көбейеді және трансформатор міндетті түрде қызады. Алайда, басты қауіп орам саны көп екінші орамадағы ЭҚК-тің шамадан тыс өсуі.

Кернеудің мәні оңдаған мың Вольтқа жетеді, ол ораманың оқшаулағышы мен қызмет адамдарына қауіпті. Тек өлшеу трансформаторлары тоқтың қателігінің шектелуімен

f_i = ((I₂ w₂/ w₁) - I₁) 100%/ I₁ (1.86)

және I₁ мен (-I₂¹) тоқтардың асындағы ығысу бұрышына тең δ_i бұрыштық қателікпен сипатталады. Қателесу мүмкін шегіне байланысты тоқ трансформаторларын дәлдігі бес классқа бөлінеді:

0,2 (f_i = F0,2% және δ_i =F10¹)

0,5 (f_i = F0,5% және δ_i =F40¹)

1,0 (f_i = F1,0% және δ_i =F80¹)

3,0 және 10,0 қателіктер нөмірленбейді мұнда өлшеуіш аспаптардың екінші ораманың қысқыштарына бірінен кейін бірі жалғаса қосылған тоқ ормаларының кедергілерінің сомасы ток 5,0 Ампер болғанда (0,2...2,0) Ом, ток 1,0 Ампер болғанда (5,0...30,0) Ом шамасында болуы тиіс.