Генератор на выходе которого стоит повышающий трансформатор: Электрическая часть электростанций ⋆ Geoenergetics.ru

Электрическая часть электростанций ⋆ Geoenergetics.ru

Рассказ о том, каким образом электроэнергия добирается до наших с вами розеток, не короток, поскольку проблема не проста. Не потому, что она не решена, а потому, что решения для каждой электростанции она решается индивидуально, всякий раз приходится создавать новые комбинации аппаратуры, оборудования, которые обеспечивают выдачу электроэнергии в сеть, доставку ее до населенных пунктов, распределения по жилым кварталам, по промышленным предприятиям.

Каждый город, каждый завод имеют свои особенности – свой «набор» потребителей. Вот тут дом в сто квартир, но на первом этаже – парикмахерская и магазин, а в соседнем дом 150 квартир, зато ничего дополнительного. И каждый такой вариант – это задача, которую приходится решать нашим энергетикам. Мало того – решение географически начинается не в распределительном щитке подъезда, а куда как раньше. Тут даже не очень понятно, в каком порядке описывать алгоритм решения – то ли идти от генератора электростанции к розетке, то ли от розетки «забираться внутрь» электростанции. Но, раз уж предыдущий рассказ был об электростанциях, то начнем с них.

Для того, чтобы не загромождать рассказ ворохом технических описаний, пропускаем все, что связано с проблемой нагревания используемого железа. Крутится ротор – греется, статор – греется, принимая потоки магнитного поля, греется каждая металлическая деталь, каждая деталь требует тщательно выстроенной системы охлаждения. Изменилась форма сердечника – изменился характер генерации, а сеть требует, чтобы частота оставалась неизменной, ей 50 герц отдай и не греши. Вот за этими тремя предложениями мы и спрячем содержание нескольких учебников, в которых рассказано и показано, какие методы решения проблем существуют на станциях разного типа (тепловые, атомные, гидроэнергетические и гидроакккумулирующие – у каждой из них свои требования к надежности турбин и генераторов), какие технические нормативы необходимо соблюдать, какие системы безопасности использовать. Пропустим, все это, просто пометив – проблема есть, проблема большая, способы решения имеются, для нормального функционирования электростанции энергетикам надо знать об этом всё.

Генератор как таковой «не интересует», как будет жить распределительная сеть – будучи составной частью турбины, он обеспечивает решение ею главной задачи электростанции. Напомним, что главное – забрать и преобразовать максимум возможного количества энергии, которая вырабатывается за счет того или иного энергетического ресурса. Еще часть этой задачи – обеспечить генерируемому току частоту в 50 герц, а все прочее уже вторично. То, как ведут себя турбина и генератор в момент их запуска, как они реагируют на отключение нагрузки (крупный город «ушел спать») или резкое ее увеличение («доброе утро, страна!») – это еще один учебник электротехники, который мы в этот раз пропустим, оставим «на следующий семестр».

Но то, что вторично для генератора – смысл существования трансформаторов электростанции. Да, чтобы не бояться такого страшного слова тем, кто его слышит в своей жизни раз в сто лет – нет в нем ничего страшного: трансформатор всего-навсего трансформирует ток, который он получает. Получил ток с определенными характеристиками, трансформировал в ток с другими характеристиками. Зачем такая трансформация нужна?

В предыдущих статьях мы уже не раз и не два касались основного постулата электропередачи – если не хотим понапрасну греть провода, теряя активную мощность, то нужно обеспечивать высокое напряжение. Генератор за этим «не следит», он вырабатывает тот ток, который обеспечивает ему турбина, которая борется за свой максимальный КПД. Электростанции никогда не строят «просто так», каждую из них рассчитывают под определенных потребителей. В 100 км от нее будет город, в котором 100 тысяч население, в 150 км уже строят огромный завод, в котором будут жужжать сто тысяч станков, а еще бы не забыть про городок самих энергетиков, что уже заканчивают в двух км от места будущей работы. Этим, в 100 км, надо 100 миллионов ватт, вот тем – 500 миллионов. Пример, конечно, совершенно с потолка, но принцип отражен более-менее точно – рассчитывая характеристики электростанции, ее проектировщики заранее учитывают нужды потенциальных потребителей, среди которых загодя определяют основных.

Население в городе в 75 км от турбины будет расти, но медленно, а вот тут уже идет строительство предприятия, владельцы которого подписываются забрать 39% мощности и до которого от турбины 233 км. Какие-то потребители имеют схожие параметры – два города рядом, пять заводов на северо-северо-восток, на северо-восток будут забирать по 1 ГВт – соответственно, на такие группы трансформатор или трансформаторы должны выдавать вот такие токи. Соответствующим образом, опять же заранее, рассчитываются параметры трансформаторов – заранее известно, какой ток им «вручат» генераторы, дальше надо подумать, как трансформаторы изменят параметры тока. И, разумеется, снова надо решить задачи отвода тепла, устойчивости при внезапных изменениях нагрузок, обезопасить аппаратуру от коротких замыканий. От этих задач сначала постанывают проектировщики, потом чешут затылки заводы, конструкторы которых получают технические задачи от этих проектировщиков. И все то время, пока жужжат турбины, искрят генераторы, гудят трансформаторы – дежурные смены электростанций изо дня в день готовы вот тут подкрутить, вот здесь перекоммутировать, вот там во время заменить, готовы сделать это быстро, слаженно, не перепутав ни одной инструкции. Это действительно по настоящему боевые дежурства, по другому не назовешь.

Электрики за работой, Фото: elektrika-24.narod.ru

Продолжаем следить за путешествием тока внутри электростанции. Вот он покинул генератор, вот трансформаторы его видоизменили, разделили и… ? А что «и» – надо его передавать дальше. Несколько видов тока, предназначенные для разных групп потребителей, расположенных на разных расстояниях и по разным направлениям. Бардак, который приводят в стройную систему приборы-аппараты, названия которых точно отражают суть того, для чего они придуманы – распределительные устройства. Да, достаточно часто, когда нам приходится читать про электрические токи и станции, мы видим слово «шина» применительно ко всем этапам передачи тока. Сбивает с толку, потому как профессионалы привычно пропускают прилагательные – «электрическая», «энергетическая». Эта шина совсем не похожа на шины автомобильные, она не из резины сделана, а вовсе наоборот, поскольку задача ее – передать ток с минимальными потерями. Шина в электроэнергетике – это проводник электричества с минимальным сопротивлением.

Понятие «сопротивление», если отбросить детали – это нежелание материала, из которого сделан тот или иной проводник пропускать через себя ток. Часть мощности тока уходит на разогрев материала проводника, снижая КПД электростанции, что, разумеется, никого из энергетиков не радует. Для борьбы с такими потерями и разрабатываются шины, при помощи которых соединены между собой все устройства электростанции, обеспечивающие выдачу электроэнергии в сеть и все устройства, обеспечивающие внутреннее электроснабжение. Гибкие и жесткие, в виде кабелей и пластин соответственно, изолированные и неизолированные, собранные в шинопроводы, выполненные из стали, алюминия, меди – шины являются неотъемлемой частью любой электростанции. Их тоже приходится рассчитывать заранее, а потом монтировать и содержать в безукоризненном порядке, они тоже входят в «комплект головной боли дежурной смены электростанции».

Продолжаем отслеживать путешествие электроэнергии внутри электростанции. Турбина-генератор – шина – трансформатор – шина. Куда теперь? На распределительное устройство. Давайте рассмотрим все это не теоретически, а на простом, незамысловатом примере – на энергетическом блоке Нововоронежской АЭС с реактором ВВЭР-1200. Вот трансформатор, на который приходит ток от турбины:

Трансформатор на Нововоронежской АЭС, Фото: muph.livejournal.com

Вес этого изящного изделия 340 тонн, турбину и генератор АЭС он «обслуживает» не в одиночку, таких трансформаторов там три, поскольку принять им надо 1’200 МВт мощности. Принимают, увеличивают напряжение с 24кВ до 500 кВ и передают на КРУЭ-500.

КРУЭ – «комплектное распределительное устройство элегазовое», еще одна абракадабра от энергетиков. Но прием все тот же – надо разобрать термин на отдельные слова, ларчик и откроется. «Комплектное» – потому, что его скомплектовали не на стройплощадке мужики с паяльниками, а тщательнейшим образом рассчитали и со всеми техническими предосторожностями самым аккуратным и тщательным образом сделали это на заводе, доставив на станцию в укомплектованном виде. «Элегаз» – электрический газ, типичный слэнг, поскольку выговаривать научное название удовольствие то еще. Этот газ химиками именуется «шестифтористой серой», SF6, главное его свойство как химического соединения – то, что он не реагирует с кислородом. В «переводе на человеческий» – не горит, не воспламеняется этот газ ни при каких условиях, даже если очень сильно нагрет. Почему приходится бояться возгораний?

Каждый из нас не единожды видел, как искрит проводка, каждый год происходят сотни пожаров из-за того, что она где-то в доме загорелась. В доме – это 220 вольт и 50 ампер, так и то горим. В КРУЭ приходит ток в 500’000 вольт и 800 ампер, вот и попробуйте себе представить, на сколько выше и страшнее риск пожара в таком устройстве. Согласитесь – воздуху тут не место, устройство заполнено элегазом и тщательно загерметизировано. «Распределительное» – это потому, что устройство не преобразует ток, а только распределяет. «Кашку варила, деток кормила. Этому дала, этому дала…» – помните детскую сказку? Вот очень похоже, только «кашку сварили» трансформаторы, а вместо деток – линии электропередач или какие-то другие потребители. «Устройство» – так это потому, что оно устройство, полюбуйтесь:

КРУЭ-220, Фото: muph.livejournal.com

КРЭУ-500, которое используется на НВАЭС, не поместилось в кадр, но фигура человека позволяет представить, какого масштаба эта «железяка».

Думаете – все? Это КРЭУ раздает токи напряжением 500 кВ и только, но мы уже в начале статьи размышляли о том, что потребители могут быть поближе и подальше от турбины и генератора, а на ближние расстояния тянуть ЛЭП в 500 кВ дороговато. Есть такие потребители и у этой конкретной АЭС – к ним по плану побегут провода с током в 220 кВ. Для того, чтобы обеспечить потребителям такое напряжение, КРЭУ-500 передает часть мощности на другой трансформатор – ведь трансформировать ток умеет только он. Энергетики не любят вычурных названий, они любят логику. Трансформатор на верхней картинке повышает напряжение – значит, это повышающий трансформатор. КРЭУ передает ток в 500 кВ на трансформатор, задача которого понизить напряжение до 220 кВ – он и будет понижающим. Изящный, японский, никакой нашенской брутальности, но весит он 350 тонн:

Трансформатор Hyundai на Нововоронежской АЭС, Фото: muph.livejournal.com

Конечно, пример был подобран с умыслом – чтобы показать самые мощные трансформаторы и самые сложные КРЭУ. И, разумеется, они еще и самые дорогие, поскольку требуют той самой хай-технологии, которую мы привычно ассоциируем с айфонами и прочими ноутбуками с нано-чем-то-там. Чем меньше мощность электростанции – тем более дешевые варианты комплектов электрооборудования, которые энергетикам надо каким-то образом окупать, не сдирая при этом три шкуры с конечных потребителей. Распределительные устройства далеко не всегда требуют использования элегаза, есть места, где их можно даже не прятать в закрытые помещения, они и на свежем воздухе исправно выполняют свои функции. ОРУ – открытое распределительное устройство, их на наших и не наших электростанциях полным полно, выглядят они, к примеру, вот так:

Открытое распределительное устройство, Фото: tulaavtomatika.ru

Конечно, расположение распределительных устройств на открытом воздухе накладывает дополнительные требования на изоляцию всех контактов, зато позволяет изрядно экономить на капитальном строительстве – выбирают обычно то, что экономически целесообразнее. Но технически, с точки зрения безопасности ОРУ можно использовать только в случае, если выдаче подлежит не очень большая электрическая мощность. КРУЭ дороги сами по себе, импортозамещение на них все еще не действует, хотя ирония судьбы заключается в том, что элегаз был впервые использован как раз нашими инженерами-энергетиками.

Потребитель бывает разный

Случай с НВАЭС-2 – это не самое сложное, что бывает на электростанциях. Иногда набор потребителей настолько разнообразен, что приходится использовать еще большее количество распределительных устройств и трансформаторов. Исходят при этом из простого принципа – потребитель всегда прав, то есть работа любой электростанции должна быть продумана так, чтобы нам, потребителям, было максимально удобно и комфортно. Сгорел трансформатор, оборвались провода, полярная лисица покусала какую-нибудь шину между трансформатором и распределительным устройством – а холодильник слесаря Иванова и кофеварка менеджера Сидорова должны продолжать работать.

Но энергетики, которым приходится управлять всем своим огромным парком аппаратов самого разного предназначения из-за постоянного риска, постоянной напряженности (не путать с напряжением!), будучи первоклассными специалистами – не всемогущи, гарантировать на 100%, что ничего не случится с бесперебойностью подачи электроэнергии они не могут. Пожары, наводнения, обледеневшие провода, взбесившийся из-за заводского брака трансформатор – всякое в их жизни случается. Мы, потребители, подразделяемся для них на три категории: очень важные электропотребители, вторая – просто важные электропотребители, третья – все остальные. И мы ни за что не скажем, как именно энергетики ради краткости называют третью категорию в разговорах между собой…

Первая категория

Ну, а если без смеха, то логика подсказывает, какие потребители относятся к первой категории. Противопожарные насосы, шахты, сигнализации, химические производства и, как ни удивительно на первый взгляд, городские системы водоснабжения и канализации – потребители, от бесперебойного питания которых зависят жизнь и здоровье людей. Ну и, само собой «мелким почерком» – еще и те, от которых зависит безопасность государства, потому, между прочим, мы с вами можем быть спокойны за наличие связи, телевидения и прочих интернетов.

Энергопотребители категории «номер раз» должны иметь два, а то и три независимых резервируемых источника питания, при этом перерыв для возобновления электроснабжения при отключении одного из них, должен быть лишь на время автоматического переключения на второй. Объект питается от трансформаторной подстанции? Прекрасно, только для резерва надо подвести электропитание и от второго. На город работает только одна электростанция и потому могут отключиться обе подстанции? Тогда должны иметься про запас и дизельные установки, последняя капля солярки в которых должна быть израсходована на зарядку аккумуляторной батареи.

Вторая категория

Энергопотребители, отключение которых могут привести к массовому возникновению брака или к недоотпуску продукции, но допускается некоторое время на переключение. Другими словами, допустимо время простоя до восстановления электроснабжение – дежурная смена электриков имеет хоть какое-то время на переключение, которое в этом случае доверено людям, а не автоматам. Но при этом наличие резервной линии питания также строго обязательно.

Третья категория

Все, кто не входит в первые две. Для нее допустимо электроснабжение от одного источника, но при условии, что на восстановление питания будет потрачено не более суток. Очевидно, что подразделение потребителей на эти категории проектируется изначально, но это уже не уровень электростанций. Резервные линии, обеспеченные автоматами переключения – это забота городской сети, до которой ток прибежит по ЛЭП.

Городами командуют вовсе не мэры

Разумеется, высоковольтные линии не несут поезда до подъездов домов – как-то нам без особой надобности сотни киловольт в розетках. Если посмотреть на наши города с высоты птичьего полета, то обнаружится, что по периметру их окружают замысловатые сооружения, имя которым – электрические подстанции.

Электрическая подстанция, Фото: wikimapia.org

Для населенных пунктов подстанции – пожалуй, самые важные электроустановки. Это, если коротко, некая комбинация трансформаторов и распределительных устройств, собранная на одной площадке. Подстанция способна сразу на все – понизить или повысить напряжение, увеличить или уменьшить силу тока, распределить напряжение одного класса на несколько потребителей или, допустим, на несколько городских кварталов. Городские подстанции – то, что обеспечивает все городские потребности, это и есть настоящий центр города, а не всяческие мэрии прочие гнезда чиновников, которые пытаются доказать, что без них никак. Завотделом может не выйти на работу по случаю отпуска или больничного, больших неудобств это не вызовет. Выходной или перерыв на обед для подстанции будет катастрофой для города, дежурные энергетики на них, как и на электростанциях, на наш взгляд, должны приравниваться к сотрудникам МЧС или военным, находящимся на боевом дежурстве. С учетом уровня ответственности, лежащего на них – каждый должен быть многократно проверенным профессионалом, получающим достойное вознаграждение за свой труд. Если кто-то считает, что Аналитический онлайн-журнал Геоэнергетика.ru ушел в агитацию и пропаганду, то переубедить заблуждающихся нам будет несложно. Вот совершенно реальный список основных элементов электрических подстанций:

  • силовые трансформаторы, автотрансформаторы, шунтирующие реакторы;
  • вводные конструкции для воздушных и кабельных линий электропередач;
  • открытые и закрытые распределительные устройства, включающие системы и секции шин, силовые выключатели, разъединители, измерительное оборудование, оборудование ВЧ-связи между подстанциями, конденсаторы, фазовращатели, реакторы, преобразователи, выпрямители;
  • система питания собственных нужд подстанции, состоящая из трансформаторов собственных нужд, щитов переменного тока, аккумуляторных батарей, щитов постоянного тока, дизельные генераторы и других аварийных источников питания;
  • системы защиты и автоматики, в состав которых входят устройства релейной защиты, противоаварийная автоматика для силовых линий, трансформаторов и шин, автоматическая система управления, система телемеханического управления, система технологической связи энергосистемы и внутренней связи подстанции;
  • система заземления , включая заземлители и контур заземления;
  • молниезащитные сооружения.

Не устали читать? А электрики знают это не только наизусть, но и, что называется, наощупь – до любого устройства они должны уметь добираться с максимальной скоростью в любое время суток и при любой погоде, назубок знать, какие могут возникнуть неисправности…

ЕЭС России – самое колоссальное инженерное сооружение планеты

Кроме подстанций, обеспечивающих городское хозяйство, есть еще и такие, которые, пожалуй, можно назвать стратегическими – промежуточные подстанции единой энергосистемы России. Это узлы, связывающие воедино огромную страну, значимость которых не меньше, чем у генерирующих мощностей. Провода ЛЭП, тянутся на многие сотни километров, между ними, а также между ними и землей действуют достаточно высокие напряжения, поэтому на поверхности проводов накапливаются достаточно большие заряды. В электротехнике это – конденсатор, и при изменении напряжения от одного провода к другому текут так называемые токи смещения, а потому и ток, текущий по проводу, будет неодинаков в разных точках линии. Чем длиннее линия и чем выше в ней напряжение – тем больше значение этих токов смещения, тем больше разница между током в начале и в конце линии. Протекающий в проводах переменный ток, в свою очередь, создает между проводами переменное магнитное поле, которое наводит в проводах электродвижущую силу. Как следствие – в проводах кроме активного падения напряжения, появляется еще и индуктивное падение, которое, в силу неодинаковости мгновенных значений тока вдоль провода также не будет одно и то же на единицу длины в разных точках.

Но и это не все – в силу несовершенства изоляции, кроме токов смещения от одного провода к другому может еще проходить ток утечки. И нет никаких способов избавиться от этих трех проблем, кроме промежуточных подстанций, которые приходится строить через каждые 200-300 км для того, чтобы они компенсировали все сложности из-за всего перечисленного. «Узловые» подстанции обеспечивают подключение к сети генерирующих мощностей, совмещая и преобразуя их токи, подстанции обеспечивают реверсивные поставки электроэнергии между семью объединенными энергетическими системами, которые составляют ЕЭС России (напомним, что наша ЕЭС – это соединенные межрегиональными высоковольтными линиями энергосистемы Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Центра, Юг и Северо-Запада), подстанции обеспечивают синхронный режим работы ЕЭС. Впрочем, такие подстанции, как и рассказ о том, как функционирует Единая Энергетическая Система России выходят за рамки сегодняшней статьи.

Мы смогли проследить основную часть маршрута электроэнергии от турбины к нашим розеткам, остается совсем немного – понять, как распределяется электроэнергия внутри наших городов. Нам кажется, что теперь вы представляете, каких трудов и забот стоит энергетикам наш привычный уровень комфорта, чтобы энергия прошла каждый из этапов большого пути. Турбина, генератор, трансформатор, распределительное устройство, ЛЭП, подстанция – это общая схема, общая, «электрическая», часть электростанций любого типа (кроме солнечных). Это – то, что обязаны знать и уметь все наши энергетики вне зависимости от того, работают ли они на ГЭС, на атомной или любой тепловой электростанции. Это – то, что работает бесперебойно, без праздников и выходных, из года в год, не обращая внимания на то, какой там -изм на дворе. Электричество поступало к потребителям в годы войны, во время стихийных бедствий, в девяностые годы, когда энергетики годами сидели без зарплаты.

Статья выходит в преддверии Дня энергетика, к поздравлению с которым всех, кто так надежно работает, обеспечивая работу огромного энергетического хозяйства от Калининграда до Камчатки. Спасибо вам, уважаемые энергетики!

Фото: rushydro.ru

Преобразователь напряжения 1,5V—— 220 V

Просмотр содержимого документа
«Преобразователь напряжения 1,5V—— 220 V»

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 1,5 V 220 V

Я не встречал схемы инвертора проще, чем эта. Для сборки нам понадобится минимум деталей – их не более 10 штук. Для получения напряжения на выходе 220 вольт нам понадобится одна пальчиковая батарейка напряжением 1,5 вольта.


Инверторы необходимы там, где нет возможности подключиться к сети 220 вольт. Инверторы делятся на два типа: одни имеют на выходе синусоидальную форму волны частотой 50 Гц и подходят для питания, практически, любой нагрузки. Другие, модифицированные, имеют на выходе высокую частоту, порядка 500-10000 Гц и не всегда синусоидальную форму волны.
Инверторы с синусоидальной частотой 50 Гц дорогостоящие, так как для формирования синусоидального импульса 50 Гц нужен большой трансформатор или имитационный блок питания.
Простейший инвертор, который будем делать мы, относится ко второй группе. И подходит для питания различных импульсных блоков питания, таких как зарядное устройство для телефона, фотоаппарата или навигатора, энергосберегающая лампочка – люминесцентная или светодиодная.

Требуемые компоненты


Трансформатор 220В – 6В.
Корпус батареи AA — 1

Переключатель — 1  
Печатная плата — 1  
BC547 транзистор (отечественный аналог КТ3102, КТ315) — 1
BD140 транзистор с радиатором (отечественный аналог КТ814, КТ816) – 1  
Конденсатор 0.1 мкФ – 1
Резистор 30 кОм — 1


Знакомство с инвертором начнем со схемы. Это обычный мультивибратор на составном транзисторе. В результате получается генератор, на выходе которого стоит повышающий трансформатор.
Собираем схему. Плата макетная, с большим количеством отверстий. Вставляем детали и запаиваем их перемычками по схеме.

Если все компоненты схемы исправны, и схема собрана без ошибок, то инвертор начинает работать сразу и в настройке не нуждается.
На выход инвертора подключаем энергосберегающую лампу.

Вставляем батарейку и замыкаем выключатель. Лампочка загорелась.
Конечно её яркость ниже чем при питании от сети, но то, что она работает от элемента напряжением 1,5 вольта — это прорыв!

Техника безопасности.

При монтаже и работе с инвертором надо быть особо осторожным, напряжение 220 В опасно для жизни.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ИНВЕРТОРА

Физиотерапия : Аппарат для дарсонвализации Искра-1

Аппарат предназначен для лечения некоторых заболеваний нервной, сердечно — сосудистой, мышечной, зубочелюстной системы и кожи. Применяют аппарат в неврологической, оториноларинголо- гической, хирургической, дерматоло- гической, стоматологической и гинекологической практике. Аппарат представляет собой импульсно- модулированный высокочастотный генератор, на выходе которого включен резонатор (повышающий трансформатор), питающий высоким напряжением стеклянные вакуумные электроды различной формы, обеспечивающие применение местной дарсонвализации. Действующими факторами местной дарсонвализации являются: электромагнитные импульсные колебания, высоковольтные искровые разряды, в некоторой степени озон и окислы азота.
При местной дарсонвализации изменяются физико-химические процессы в тканях, улучшается деятельность центральной нервной системы, трофика тканей, обменные процессы, кровообращение, повышается фагоцитарная активность лейкоцитов. Местную дарсонвализацию применяют при невралгии, неврите слухового нерва, миальгии, головных болях, кожном зуде, вагинизме, при начальных стадиях облитерирующих заболеваний сосудов, варикозном расширении вен голени, геморрое, незаживающих ранах и язвах, обморожениях 1-й и 2-й степеней, как средство косметики, избавление от угревой сыпи, омоложение увядающей кожи лица.
В комплект аппарата входят: рабочий комплект электродов (гребешковый, грибовидный малый и большой, гребешковый, десенный, ректальный малый и большой, вагинальный), резонатор с проводом, вставка плавкая -2 шт, паспорт.

Технические характеристики

Наименование характеристики Значение (диапазон)
1. Питание от сети переменного тока: напряжение 220 В, частота 50 Гц
2. Мощность, потребляемая из сети, не более 80 В•А
3. Частота высокочастотных колебаний 110 ± 8,25 кГц
4. Длительность модулирующих импульсов 100 мкс
5. Частота следования импульсов 50 Гц
6. Число рабочих электродов 8 шт
7. Максимальная длина искры с электродов 25 мм
8. Габаритные размеры 380х300х160 мм
9. Масса, не более 7кг
Рецензии
Еще нет отзывов об этом товаре.

Как работает повышающий/понижающий трансформатор

Электрические трансформаторы являются важным оборудованием для управления напряжением и потоком тока. Трансформаторы Step Up & Step Down широко используются для управления напряжением любых электрических устройств. В обоих трансформаторах есть первичная и вторичная обмотки. Он используется для преобразования либо высокого первичного напряжения во вторичное напряжение, либо низкого первичного напряжения в высокое вторичное напряжение. Это зависит от количества витков первичной или вторичной обмотки.

В этой статье мы сосредоточимся в первую очередь на повышающих трансформаторах, включая конструкцию, порядок работы и преимущества повышающего силового трансформатора. Рассмотрим подробнее повышающие трансформаторы.

Что такое повышающий трансформатор?

Повышающий трансформатор — это трансформатор, вторичное напряжение которого больше, чем первичное. Известно, что они повышают или повышают уровень напряжения для удовлетворения текущих требований различных приборов и устройств.Пока напряжение увеличивается, ток остается стабильным, так что не возникает электрической неисправности. Большинство передающих и производящих электростанций используют повышающие электрические трансформаторы для подачи желаемого напряжения.

Трансформатор преобразует сильноточный вход низкого напряжения в слаботочный выход высокого напряжения. Первичная обмотка в трансформаторе имеет меньшее количество витков, чем вторичная обмотка, следовательно – более высокое вторичное напряжение. Чем больше число вторичных витков, тем больше выходное значение, чем входное напряжение.

Повышающие трансформаторы: конструкция и компоненты

 

Повышающий трансформатор использует принцип магнитной индукции. Он состоит из двух основных компонентов – сердечника и обмотки.

Производители повышающих электрических трансформаторов используют в сердечнике вещество с высокой проницаемостью, которое позволяет магнитному току течь, не тратя большую его часть. Сердечник будет ограничивать линии магнитного потока через прочный материал сердечника. Таким образом, отходы трансформатора сокращаются, что приводит к повышению эффективности во время работы.Нагрев сердечника сводится к минимуму за счет ламинирования сердечника для удержания вихревых токов, что приводит к минимальным отходам.

Обмотки отвечают за передачу электрического тока. Канадские производители силовых трансформаторов изготавливают высококачественные обмотки, чтобы трансформатор оставался холодным и выдерживал высокие условия нагрева. Плотность обмотки первичной обмотки большая, но меньше витков.

С другой стороны, плотность обмотки вторичной обмотки мала, но содержит больше витков. Следовательно, вторичная сторона содержит больше энергии, чем первичная сторона, что приводит к передаче более высокого напряжения.В катушке можно использовать как медь, так и алюминий. В то время как алюминий недорог, медь значительно улучшает жизненный цикл трансформатора.

Как работает повышающий трансформатор?

Принцип действия повышающего трансформатора прост. Однако он также может работать как понижающий трансформатор, в зависимости от направления протекания тока. В повышающем трансформаторе выходное значение больше входного. Когда переменный ток протекает через повышающий силовой трансформатор, он преобразуется в одном направлении, останавливается, а затем меняет направление для преобразования в другое.

Протекание тока вызывает магнитный поток в области обмотки. Когда ток меняет свое направление, направление магнитных полюсов также будет другим. Напряжение создается в обмотках за счет магнитного поля.

Точно так же напряжение, возникающее на вторичной обмотке, когда она находится в движущемся магнитном потоке, известно как эффект взаимной индукции. Следовательно, движущийся магнитный поток создается переменным током в первичной обмотке, так что напряжение может создаваться на вторичной обмотке.

Большинство производителей электрических трансформаторов создают повышающие трансформаторы для повышающего устройства генератора, которое используется на всех электростанциях.

Зачем использовать повышающие трансформаторы?

Повышающие трансформаторы широко используются как в жилых, так и в коммерческих целях. Они широко используются на электростанциях, а также в коммерческих помещениях для регулирования колебаний напряжения и питания различных электрических устройств. Вот почему вы должны использовать повышающие трансформаторы —

  • Повышающий трансформатор поставляется с функцией быстрого пуска.Нет необходимости настраивать множество процессов перед эксплуатацией трансформатора.
  • Трансформатор требует минимального обслуживания, так как на первичную обмотку не приходится большая нагрузка, которая может выйти из строя при длительном использовании.
  • Повышающие силовые трансформаторы, Канада, имеют высокий КПД и не тратят энергию впустую при протекании тока.

 

Чаще всего повышающие трансформаторы используются для распределения электроэнергии.Чтобы свести к минимуму потери энергии, которая перемещается на многие мили, прежде чем она достигнет жилой или коммерческой недвижимости, используются повышающие трансформаторы.

Повышающий трансформатор хорошего качества улучшает напряжение при стабилизации тока. Они необходимы для выработки электроэнергии, поскольку энергия может легко передаваться на многие мили. Повышающие трансформаторы являются идеальным выбором для электроприборов с большой нагрузкой и промышленного оборудования.

Руководство по моделированию потоков мощности ветряных электростанций

Автор:  WECC WGMG [1]

Эта статья содержит технические рекомендации по представлению потоков мощности ветряных электростанций (ВЭС) в Западном координационном совете по электроэнергии (WECC) и была подготовлена ​​Целевой группой WECC по моделированию возобновляемых источников энергии (REMTF).REMTF также продвигает современный уровень реализации универсальной динамической модели WPP.

Краткая история

Топология ветряной электростанции

Ветряная электростанция (ВЭС) состоит из множества отдельных ветрогенераторов (ВТГ), подключенных к коллекторной системе среднего напряжения и подключенных к системе передачи в точке присоединения. Современные ВЭУ коммунального масштаба имеют паспортную мощность от 1 МВт до 4 МВт. Напряжение на клеммах составляет около 600 В. Повышающий трансформатор, как правило, устанавливаемый на площадку, подключает каждый ВЭУ к коллекторной системе среднего напряжения, работающей от 12 кВ до 34.5 кВ. Коллекторная система состоит из одного или нескольких фидеров, соединенных между собой на станции коллекторной системы. Один или несколько станционных трансформаторов на станции коллекторной системы используются для получения напряжения системы передачи. Если станция коллекторной системы не находится рядом с точкой соединения, необходима соединительная линия передачи. Реактивная компенсация в виде конденсаторов с механическим переключением и бесступенчатых устройств, таких как STATCOM или статические варочные системы (SVS), может быть установлена ​​на станции коллекторной системы.В зависимости от типа ВЭУ может быть установлена ​​шунтирующая реактивная компенсация на клеммах ВЭУ для коррекции коэффициента мощности. Величина и характер реактивной компенсации определяются требованиями к межсетевому соединению и особенностями конструкции коллекторной системы, включая регулирование напряжения и потери.

Типы ветрогенераторов

Ранние ВТГ представляли собой простые асинхронные генераторы с короткозамкнутым ротором, склонные к отключению во время нарушений в сети. До недавнего времени отключение считалось предпочтительным с точки зрения системы передачи, учитывая малую мощность ВЭС и их склонность к увеличению потребления реактивной мощности и задержке восстановления напряжения после аварий электроснабжения.Тем не менее, ВЭС становятся все более заметными с точки зрения размера, особенно в определенных областях системы. Кроме того, они расположены в малонаселенных ветреных районах, где система передачи обычно слаба. В настоящее время ожидается, что ВЭС будут терпеть нарушения в сети и вносить свой вклад в общую надежность энергосистемы. В ответ на развивающиеся стандарты соединения ветряных генераторов, ВЭУ быстро улучшились в отношении стационарных и динамических характеристик. Производители ВТГ представили многочисленные варианты электрических и механических элементов управления, а также конфигурации трансмиссии и генератора.Большинство современных ВЭС имеют возможность обеспечивать реактивную мощность системы за счет использования реактивной мощности, встроенной в ВЭУ, или с помощью внешних систем компенсации реактивной мощности.

Несмотря на большое разнообразие ВЭУ коммунального масштаба, доступных на рынке, каждый из них может быть отнесен к одному из четырех основных типов в зависимости от интерфейса сети (динамические характеристики для каждого типа ВЭУ различаются), как указано ниже:

  • Тип 1 — Асинхронные генераторы с короткозамкнутым ротором
  • Тип 2 – Асинхронные генераторы с переменным сопротивлением ротора
  • Тип 3 – Асинхронные генераторы с двойным питанием и преобразователем на стороне ротора
  • Тип 4 – Интерфейс преобразователя полной мощности

Эквивалентное представление для одной машины

WGMG рекомендует использовать представление, эквивалентное одной машине, для моделирования WPP в базовых сценариях WECC.Основываясь на отраслевом опыте, это представление также считается адекватным для моделирования переходной устойчивости прямой последовательности.

В соответствии с установленной отраслевой практикой соединительная линия электропередачи, станционный(ые) трансформатор(ы) и компенсация реактивной мощности на уровне предприятия должны быть представлены в явном виде. Для станции коллекторной системы и ВЭУ необходимы эквивалентные представления.

  • Эквивалентный генератор и соответствующие конденсаторы коррекции коэффициента мощности представляют собой общую генерирующую мощность и реактивную компенсацию всех ВЭУ ВЭС.
  • Эквивалентный повышающий трансформатор генератора (трансформатор на монтажной площадке) представляет собой совокупный эффект всех повышающих трансформаторов WTG
  • Ветвь эквивалентной коллекторной системы представляет совокупный эффект коллекторной системы ВЭС и должна аппроксимировать реальные потери мощности и падение напряжения до «средних» ВЭУ на ВЭС.

К представлению ВЭУ следует применять установленные принципы моделирования потоков мощности, хотя есть некоторые отличия, требующие особого внимания.Параметры модели, эквивалентной одной машине, могут быть получены из предварительных данных. Предварительные данные должны быть заменены фактическими данными, когда такие данные станут доступны, особенно вскоре после ввода в эксплуатацию. Данные модели потока энергии следует время от времени проверять, сравнивая модель с фактическими данными в соответствии с требованиями и методологиями WECC и NERC. Однако на момент написания этого руководства конкретные рекомендации по тестированию и проверке модели WPP не были приняты для использования в WECC.

При соответствующих параметрах модели эта модель должна аппроксимировать характеристики потока мощности ВЭС в точке присоединения, реальные и реактивные потери коллекторной системы и профиль напряжения на клеммах «средней ВЭУ» в ВЭС. Однако есть некоторые ограничения. Из-за влияния коллекторной системы напряжение на клеммах отдельных ВТГ может сильно различаться. На ВЭУ, которые находятся ближе всего к точке соединения, напряжение на клеммах может существенно отличаться по сравнению с ВЭУ, которые электрически удалены от точки соединения.В реальной эксплуатации напряжение на клеммах некоторых ВТГ может достигать пределов регулирования или защиты, что приводит к изменению поведения клемм или отключению. На этапе проектирования или в особых обстоятельствах может быть целесообразно использовать более подробное представление коллекторной системы. Однако этот тип деталей обычно не подходит для крупномасштабных симуляций.

При моделировании каждого из компонентов одномашинного эквивалентного представления WPP следует учитывать следующие рекомендации.

Межсетевая линия передачи

Стандартные данные включают линейное напряжение, длину линии и параметры линии (R, X и B). В некоторых случаях соединительная линия передачи может эксплуатироваться при уровне напряжения ниже напряжения системы в точке соединения, но выше напряжения коллекторной системы. Это требует дополнительной ступени преобразования и, возможно, большей компенсации шунта, чтобы компенсировать более высокие реактивные потери. Экономика может поддержать этот подход в зависимости от ряда факторов.

Станционный трансформатор ВЭС

ВЭС содержит один или несколько подстанционных трансформаторов на станции коллекторной системы. Станционные трансформаторы всегда следует моделировать в явном виде. Они представляют большую часть импеданса между точкой соединения и клеммами эквивалентного ВТГ. Стандартные данные включают напряжение на клеммах трансформатора, номинальные значения МВА (ONAN/FA/FA), полное сопротивление в процентах на самоохлаждаемой (ONAN) базе МВА трансформатора и отношение X/R. Полное сопротивление прямой последовательности для этих типов трансформаторов находится в диапазоне от 7 до 10%, с отношением X/R в диапазоне от 40 до 50.

Реактивная компенсация на уровне установки

Многие ВЭС имеют реактивную компенсацию, установленную на станции коллекторной системы, состоящую из механически переключаемых конденсаторов, непрерывно действующих устройств реактивной мощности (таких как STATCOM или SVS). Системой компенсации реактивной мощности на уровне станции можно управлять для достижения одной из трех возможных целей управления в установившемся режиме:

  • Регулирование напряжения с обратной связью  – Поддержание графика напряжения в пределах реактивной мощности ВЭС в определенном диапазоне реальной выходной мощности.Регулирование напряжения в точке присоединения, вероятно, вызовет большие колебания реактивной мощности при небольших изменениях напряжения, если ВЭС подключена к мощной системе передачи. Компенсация реактивного спада может использоваться для повышения стабильности реактивной мощности без ущерба для преимуществ регулирования напряжения. В некоторых ситуациях допускается небольшой гистерезис напряжения. Например, может потребоваться регулирование напряжения в точке присоединения в пределах 1% или 2% от графика, когда мощность ВЭС превышает 20% номинальной мощности.
  • Контроль коэффициента мощности  – Поддержание коэффициента мощности в точке подключения близко к заданному уровню. Например, требование может заключаться в поддержании коэффициента мощности от 0,98 до единицы в точке соединения.
  • Контроль реактивной мощности  – Поддержание потока реактивной мощности в определенных пределах. Например, требование может состоять в том, чтобы ограничить поток реактивной мощности в точке соединения до 5 или 10 Мвар в любом направлении.

Некоторые ВТГ могут участвовать в установившемся контроле напряжения и удовлетворять часть или все требования по подключению.Однако эта возможность не всегда реализуется в полевых условиях (см. Эквивалентное представление WTG).

Для правильного моделирования реактивной компенсации на уровне предприятия очень важно установить, какой режим реактивного управления был реализован, а также тип используемых ВТГ и компенсационных устройств. Для правильного моделирования устройств реактивной компенсации необходимо помнить следующее:

  • Дискретные шунтирующие конденсаторы должны быть смоделированы как устройства с постоянным импедансом в потоке мощности, чтобы улавливать эффекты квадрата напряжения.
  • Устройства с плавным регулированием реактивной мощности, такие как STATCOM, следует моделировать как генератор реактивной мощности в потоке мощности. Пределы реактивной мощности должны быть установлены в соответствии с непрерывной номинальной мощностью устройства в соответствии с временными рамками потока мощности. Некоторые производители STATCOM допускают кратковременную перегрузку в течение 2-3 секунд. Это можно учитывать при динамическом моделировании. Однако возможность временной перегрузки не должна использоваться в потоке мощности.
  • В идеале SVC должны быть представлены как «svd» (статические устройства Var) с соответствующим количеством и размером шагов.Однако стандартные программы моделирования прямой последовательности требуют, чтобы этот тип устройств был представлен как генераторы в потоке мощности перед проведением динамического моделирования. Поэтому рекомендуется представлять SVC как генераторы в потоке мощности, чтобы избежать преобразования потенциально большого количества SVD в генераторы для проведения динамического моделирования. Пока эта проблема моделирования не будет решена, рекомендуется представлять SVC как генераторы в потоке мощности.

Эквивалентная коллекторная система

Коллекторные системы

ВЭС состоят из относительно длинных фидеров и отводов среднего напряжения.Факторы, учитываемые при проектировании фидера, включают стоимость, реальные потери мощности и рабочие характеристики по напряжению. Типичная цель проектирования состоит в том, чтобы удерживать средние потери реальной мощности ниже 2%. При полной мощности реальные потери мощности могут быть выше, в диапазоне от 3% до 5%. В соглашениях о землепользовании обычно предпочтение отдается использованию подземных питателей, несмотря на более высокую стоимость. По этой причине отношение X/R эквивалентной коллекторной системы имеет тенденцию быть низким, а реактивная проводимость линии высокой по сравнению с типичными воздушными цепями. Эквивалентное полное сопротивление коллекторной системы также имеет тенденцию быть небольшим по сравнению с полным сопротивлением трансформатора подстанции, но не является незначительным.я Б_{я}\)

, где I — общее количество ветвей в коллекторной системе, Z i и n i — импеданс (R i + jX i ) для i -й ветви, а N — общее количество ВТГ в ВЭС. Как указывалось ранее, эквивалентный импеданс, рассчитанный таким образом, аппроксимирует реальные и реактивные потери, наблюдаемые «средним ВТГ» в ВЭУ. Этот расчет может быть легко реализован в электронной таблице. На рисунке справа показан простой пример с I = 21, N = 18.

Более крупные ВЭС имеют более низкий Z , эквивалентный , и более высокий B , эквивалентный , учитывая, что для обработки больших токов необходимы дополнительные цепи. Однако эта зависимость сохраняется не всегда. В таблице ниже приведены некоторые примеры фактических эквивалентных параметров коллекторной системы для нескольких ВЭС с разной паспортной мощностью и различной конфигурацией коллекторной системы. Удельные параметры приведены на базе 100 МВА и коллекторной системы кВ.

Параметры эквивалентной системы коллектора образца
Размер установки Напряжение коллектора Питатель Р (пу) Х (пу) Б (пу)
100 МВт 34.5 кВ Все под землей 0,017 0,014 0,030
100 МВт 34,5 кВ 33% накладных расходов (несущих 100% WTG) 0,018 0,079 0,030
110 МВт 34,5 кВ Все под землей 0,012 0,011 0,036
200 МВт 34,5 кВ Некоторые накладные расходы 0.007 0,025 0,055
200 МВт 34,5 кВ 25% накладных расходов (несущих 50% WTG) 0,010 0,039 0,099
300 МВт 34,5 кВ Некоторые накладные расходы 0,005 0,020 0,085
300 МВт 34,5 кВ Некоторые накладные расходы 0,006 0,026 0,150
Примечание: поблочные параметры указаны для базы 100 МВА и коллекторной системы кВ базы

Эквивалентный повышающий трансформатор WTG или трансформатор с монтажом на подушке

Трансформаторы

WTG на монтажной площадке обычно представляют собой двухобмоточные трансформаторы с воздушным охлаждением.Погонное эквивалентное полное сопротивление (Z Teq ) и эквивалентная номинальная мощность в МВА (MVA Teq ) для N идентичных повышающих трансформаторов ВТГ, каждый из которых имеет полное сопротивление Z T на собственной базе МВА (MVA T ), вычисляются следующим образом:

\(Z_{Teq} = Z_T\) \(MVA_{Teq} = N \×MVA_T\)

Повышающие трансформаторы, связанные с современными ВЭУ промышленного масштаба (от 1 до 3 МВА), имеют импеданс приблизительно 6 % на основе МВА трансформатора с отношением X/R около 8.

Эквивалентное представление WTG

Для моделирования потока мощности эквивалентный ВЭУ должен быть представлен в виде стандартного генератора.Уровень реальной мощности и допустимая реактивная мощность должны быть указаны в соответствии с приведенными ниже рекомендациями.

Уровень активного выхода


Исследования взаимосвязи генераторов обычно проводятся при полной мощности ВЭУ. По усмотрению планировщика передачи, ВЭС в районе исследования, включенные в базовый вариант, можно считать работающими на полную мощность или на какой-то другой уровень мощности, в зависимости от цели исследования. Следует учитывать следующее:

  • Для региональных исследований по планированию передачи рекомендуется, чтобы уровень мощности устанавливался на основе среднего уровня выходной мощности в течение интересующего периода времени, если не представляют интерес конкретные сценарии высокой или слабой мощности ветра.Такой подход позволяет учитывать реалистичный баланс нагрузки и ресурсов на изучаемой территории. Средняя производительность в течение определенного периода времени варьируется в зависимости от местоположения ВЭС. Например, на юго-западе пустыни США мощность ВЭС имеет тенденцию быть низкой (от 5% до 15% номинальной мощности) в часы пиковой летней нагрузки отчасти из-за турбулентности ветра, связанной с температурой. Средняя производительность увеличивается в вечерние часы (периоды непиковой нагрузки) по мере снижения турбулентности. Средняя производительность значительно выше весной, зимой и осенью.В местах вблизи побережья ветровой ресурс может зависеть от других факторов, таких как разница температур суши и воды, что приводит к очень разным сезонным моделям производства.
  • Из-за крутизны кривой мощности ВЭУ или характеристики мощности в зависимости от скорости ветра отдельная ВЭС, вероятно, будет иметь либо низкую мощность (< 20 % паспортной мощности), либо высокую мощность (> 80 % паспортной мощности) в любой момент времени. . На рисунке справа показан пример распределения выходной мощности для отдельной ВЭС на северо-западе Тихого океана.Эта закономерность имеет тенденцию сохраняться даже для совокупной производительности ветряных электростанций, которые находятся в непосредственной близости. На основании этих наблюдений может быть целесообразным представить ВЭС или группу ВЭС, установленных в определенном регионе, либо в автономном режиме, либо на максимальной мощности. Опять же, выбор зависит от цели исследования.
Реактивная мощность и конденсаторы для коррекции коэффициента мощности

Реактивная мощность ВЭУ

зависит от типа ВЭУ и способа их эксплуатации.Применяются следующие рекомендации:

  • ВТГ типа 1 и типа 2 – это индукционные машины. В диапазоне от 50% до 100% уровня мощности некомпенсированный коэффициент мощности обычно составляет от 0,85 до 0,90 при недовозбуждении (потребление реактивной мощности). Несколько ступеней конденсаторных батарей на выводах ВТГ обычно применяются для увеличения коэффициента мощности примерно до единицы. В потоке мощности конденсаторы коррекции коэффициента мощности следует моделировать как фиксированные шунтирующие устройства, учитывая, что выходная мощность ВЭУ поддерживается постоянной в исследованиях потока мощности.В модели потока мощности можно предположить, что потребление реактивной мощности составляет ½ от выходной мощности. На клеммах ВТГ должен быть показан конденсатор для компенсации коэффициента мощности до единицы при номинальном напряжении. Например, для ВЭУ мощностью 100 МВт при полной мощности Q min и Q max следует установить на -50 Мвар и добавить шунтирующий конденсатор на 50 Мвар на клеммах ВТГ. Компенсация реактивной мощности на уровне предприятия все еще может быть установлена ​​для удовлетворения требований к межсетевому соединению.
  • WTG типа 3 и 4 обычно не имеют конденсаторов для коррекции коэффициента мощности, установленных на клеммах машины.Эти ВТГ способны регулировать коэффициент мощности до желаемого значения в пределах номинальных характеристик генератора и преобразователя. Они также способны контролировать напряжение в точке соединения. Когда эта функция реализована, отдельные ВТГ реагируют на команды реактивной мощности или коэффициента мощности от внешнего контроллера уровня предприятия. Следует иметь в виду, что по коммерческим и другим причинам функция управления установившимся напряжением с помощью ВТГ не реализована или не включена на многих ВЭУ с ВЭУ типа 3 или 4.Внешняя компенсация реактивной мощности часто требуется для удовлетворения требований к межсетевому соединению, как обсуждается здесь. Если эти ВЭУ не участвуют в управлении напряжением, эквивалентному генератору должен быть присвоен фиксированный коэффициент мощности, обычно равный единице. (т. е. Q min и Q max будут установлены на 0). Если ВЭУ участвуют в регулировании напряжения, то эквивалентному генератору должна быть присвоена реактивная мощность, приблизительно равная диапазону суммарной реактивной мощности ВЭУ. Диапазон реактивной мощности ВЭУ зависит от выходной мощности.Например, рассмотрим ВЭС мощностью 100 МВт, в которой используются ВЭУ типа 4 с заданным диапазоном коэффициента мощности +/-0,95 при полной мощности. В этом примере для параметра Q min должно быть установлено значение -33 мвар, а для параметра Q max должно быть установлено значение +33 мвар. При уровне мощности ниже номинального пределы реактивной мощности должны быть скорректированы в соответствии с кривой производительности WTG.

Из-за эффектов коллекторной системы некоторые ВЭУ на ВЭС фактически достигают предельных значений напряжения на клеммах до достижения пределов реактивной мощности, указанных на паспортной табличке.Чистый эффект заключается в том, что фактическая реактивная мощность может быть значительно меньше паспортной. Способность к реактивной мощности может быть определена полевыми испытаниями или тщательным наблюдением за работой ВЭУ при аномально высоком или низком напряжении системы. Например, на рисунке справа показаны результаты полевых испытаний для определения практических пределов реактивной мощности ВЭС мощностью 200 МВт. Все замеры производились в точке соединения. Принимая во внимание влияние полных сопротивлений трансформаторной и коллекторной систем, можно установить пределы реактивной мощности эквивалентной ВЭУ.В настоящее время не существует стандартных отраслевых рекомендаций по тестированию предельных значений реактивной мощности ВЭУ в установившемся режиме.

Моделирование постпереходных процессов и перетоков мощности

Моделирование компонентов генератора ВЭУ и компенсации реактивной мощности должно соответствовать методологии WECC по переходным процессам. Устройства управления, которые могут завершить переключение или работу в течение 3 минут (например, SVC, STATCOMS и шунты с автоматическим управлением), не должны быть заблокированы. Устройства, требующие вмешательства оператора, должны быть заблокированы.Эквивалентный генератор WPP должен иметь флаг нагрузки, установленный на «1», чтобы отразить тот факт, что выходная мощность не должна изменяться во время потока мощности регулятора.

Ссылки

  1. ↑ WECC WGMG, Представление потоков мощности ветряных электростанций, май 2010 г., [онлайн]. Доступно: http://renew-ne.org/wp-content/uploads/2012/05/WECCWindPlantPowerFlowModelingGuide.pdf. [По состоянию на июнь 2014 г.].
  2. ↑ Э. Мулджади, А. Эллис и др., «Эквивалентность коллекторной системы большой ветряной электростанции», Ежегодная конференция Энергетического инженерного общества IEEE, Монреаль, Квебек, 12–16 июня 2006 г.

23.7 Трансформаторы – College Physics: OpenStax

Цели обучения

  • Объясните, как работает трансформатор.
  • Рассчитать напряжение, ток и/или число витков, зная другие величины.

Трансформаторы делают то, что следует из их названия — они преобразуют напряжение из одного значения в другое (используется термин напряжение, а не ЭДС, поскольку трансформаторы имеют внутреннее сопротивление). Например, многие сотовые телефоны, ноутбуки, видеоигры, электроинструменты и небольшие бытовые приборы имеют трансформатор, встроенный в сменный блок (как на рис. 1), который преобразует переменное напряжение 120 или 240 В в любое напряжение, используемое устройством.Трансформаторы также используются в нескольких точках в системах распределения электроэнергии, например, как показано на рис. 2. Энергия передается на большие расстояния при высоком напряжении, потому что для заданной мощности требуется меньший ток, а это означает меньшие потери в линии, как это было раньше. обсуждалось ранее. Но высокое напряжение представляет большую опасность, поэтому для получения более низкого напряжения в месте нахождения пользователя используются трансформаторы.

Рисунок 1. Подключаемый трансформатор становится все более популярным в связи с распространением электронных устройств, работающих от напряжения, отличного от обычного 120 В переменного тока.Большинство из них находятся в диапазоне от 3 до 12 В. (кредит: Shop Xtreme) Рисунок 2. Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках системы распределения электроэнергии. Электроэнергия обычно вырабатывается при напряжении более 10 кВ и передается на большие расстояния при напряжении более 200 кВ, иногда до 700 кВ, для ограничения потерь энергии. Местное распределение электроэнергии в районы или предприятия проходит через подстанцию ​​и передается на короткие расстояния при напряжении от 5 до 13 кВ. Оно снижено до 120, 240 или 480 В для обеспечения безопасности на объекте отдельного пользователя.

Тип трансформатора, рассматриваемого в этом тексте (см. рис. 3), основан на законе индукции Фарадея и очень похож по конструкции на аппарат Фарадея, используемый для демонстрации того, что магнитные поля могут вызывать токи. Две катушки называются первичной и вторичными катушками . При нормальном использовании входное напряжение подается на первичную обмотку, а вторичная создает преобразованное выходное напряжение. Железный сердечник не только улавливает магнитное поле, создаваемое первичной катушкой, но и увеличивает его намагниченность.Поскольку входное напряжение переменного тока, изменяющийся во времени магнитный поток направляется на вторичную обмотку, индуцируя ее выходное напряжение переменного тока.

Рис. 3. Типичная конструкция простого трансформатора состоит из двух катушек, намотанных на ферромагнитный сердечник, ламинированный для минимизации вихревых токов. Магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, в основном ограничивается и усиливается сердечником, который передает его вторичной обмотке. Любое изменение тока в первичной обмотке индуцирует ток во вторичной.

Для простого трансформатора, показанного на рисунке 3, выходное напряжение [латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{s}}}[/латекс] почти полностью зависит от входного напряжения [латекс]\boldsymbol{V _{\textbf{ p}}}[/latex] и соотношение количества петель в первичной и вторичной обмотках.Закон индукции Фарадея для вторичной катушки дает ее индуцированное выходное напряжение [latex]\boldsymbol{V_s}[/latex] равным

[латекс]\boldsymbol{V _{\textbf{s}} = -N _{\textbf{s}}}[/latex] [латекс]\boldsymbol{\frac{\Delta \phi}{\Delta t}} ,[/латекс]

, где [латекс]\boldsymbol{N_{\textbf{s}}}[/латекс] — количество витков вторичной обмотки, а [латекс]\boldsymbol{\Delta \phi / \;\Delta t}[/ латекс] — скорость изменения магнитного потока. Обратите внимание, что выходное напряжение равно ЭДС индукции ([латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{s}} = ЭДС _{\textbf{s}}}[/латекс]), при условии, что сопротивление катушки мало трансформаторы).Площадь поперечного сечения катушек одинакова с обеих сторон, как и напряженность магнитного поля, поэтому [латекс]\boldsymbol{\Delta \phi / \;\Delta t}[/latex] одинаково сторона. Входное первичное напряжение [латекс]\boldsymbol{V_{\textbf{p}}}[/латекс] также связано с изменением потока на

[латекс]\boldsymbol{V _{\textbf{p}} = -N _{\textbf{p}}}[/latex] [латекс]\boldsymbol{\frac{\Delta \phi}{\Delta t}} .[/латекс]

Причина этого немного тоньше. Закон Ленца говорит нам, что первичная катушка противодействует изменению потока, вызванному входным напряжением [латекс]\жирный символ{V _{\textbf{p}}}[/латекс], поэтому знак минус (это пример собственная индуктивность , эта тема будет подробно рассмотрена в следующих разделах).Предполагая пренебрежимо малое сопротивление катушки, петлевое правило Кирхгофа говорит нам, что ЭДС индукции точно равна входному напряжению. Соотношение этих двух последних уравнений дает полезное соотношение:

[латекс]\boldsymbol{\frac{V _{\textbf{s}}}{V_{\textbf{p}}}}[/latex] [латекс]\boldsymbol{=}[/latex] [латекс]\ жирный символ {\ гидроразрыва {N _ {\ textbf {s}}} {N _ {\ textbf {p}}}} [/латекс].

Это известно как уравнение трансформатора , и оно просто утверждает, что отношение вторичного напряжения к первичному в трансформаторе равно отношению количества витков в его катушках.

Выходное напряжение трансформатора может быть меньше, больше или равно входному напряжению, в зависимости от соотношения количества витков в их обмотках. Некоторые трансформаторы даже обеспечивают переменную мощность, позволяя выполнять подключение в разных точках вторичной обмотки. Повышающий трансформатор увеличивает напряжение, тогда как понижающий трансформатор снижает напряжение. Предполагая, как и мы, что сопротивление пренебрежимо мало, выходная электрическая мощность трансформатора равна его входной мощности.На практике это почти так — КПД трансформатора часто превышает 99%. Приравнивание входной и выходной мощности,

[латекс] \boldsymbol {P _ {\ textbf {p}} = I _ {\ textbf {p}} V _ {\ textbf {p}} = I _ {\ textbf {s}} V _ {\ textbf {s}} = P_{\textbf{s}}}.[/латекс]

Перестановка терминов дает

[латекс]\boldsymbol{\frac{V _{\textbf{s}}}{V_{\textbf{p}}}}[/latex] [латекс]\boldsymbol{=}[/latex] [латекс]\ жирный символ {\ гидроразрыва {I _ {\ textbf {p}}} {I _ {\ textbf {s}}}} [/латекс].

В сочетании с [латекс]\boldsymbol{\frac{V _{\textbf{s}}}{V _{\textbf{p}}} = \frac{N _{\textbf{s}}}{N _{\textbf {p}}}}[/latex], мы находим, что

[латекс]\boldsymbol{\frac{I _{\textbf{s}}}{I _{\textbf{p}}}}[/latex] [латекс]\boldsymbol{=}[/latex] [латекс]\ жирный символ {\ гидроразрыва {N _ {\ textbf {p}}} {N _ {\ textbf {s}}}} [/ латекс]

— соотношение между выходным и входным токами трансформатора.Таким образом, если напряжение увеличивается, ток уменьшается. И наоборот, если напряжение уменьшается, ток увеличивается.

Пример 1. Расчет характеристик повышающего трансформатора

Портативный рентгеновский аппарат имеет повышающий трансформатор, входное напряжение которого 120 В преобразуется в выходное напряжение 100 кВ, необходимое для рентгеновской трубки. Первичная обмотка имеет 50 витков и при использовании потребляет ток 10,00 А. а) Сколько петель во вторичном? (b) Найдите текущий выход вторичной обмотки.

Стратегия и решение для (а)

Решаем [латекс]\boldsymbol{\frac{V_{\textbf{s}}}}{V_{\textbf{p}}} = \frac{N _{\textbf{s}}}{N _{\textbf{ p}}}}[/latex] для [латекс]\boldsymbol{N_{\textbf{s}}}[/латекс], количество петель во вторичном, и введите известные значения.4}. \end{массив}[/латекс]

Обсуждение для (а)

Для получения такого большого напряжения требуется большое количество витков во вторичной обмотке (по сравнению с первичной). Это верно для трансформаторов неоновых вывесок и тех, которые обеспечивают высокое напряжение внутри телевизоров и ЭЛТ.

Стратегия и решение для (b)

Аналогичным образом мы можем найти выходной ток вторичной обмотки, решив p}}}{N_{\textbf{s}}}}[/latex] для [латекс]\boldsymbol{I _{\textbf{s}}}[/latex] и ввод известных значений.4} = 12,0 \;\textbf{мА}} \end{массив}[/latex].

Обсуждение для (б)

Как и ожидалось, выходной ток значительно меньше входного. В некоторых впечатляющих демонстрациях для создания длинных дуг используются очень большие напряжения, но они относительно безопасны, поскольку выход трансформатора не обеспечивает большой ток. Обратите внимание, что потребляемая мощность здесь равна [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{p}} = I_{\textbf{p}} V_{\textbf{p}} =(10,00 \;\textbf{A})( 120 \;\textbf{V}) = 1.20 \;\textbf{кВт}}[/латекс]. Это равно выходной мощности [латекс]\boldsymbol{P_{\textbf{p}} = I_{\textbf{s}} V_{\textbf{s}} =(12,0 \;\textbf{мА})(100 \ ;\textbf{кВ}) = 1,20 \;\textbf{кВт}}[/latex], как мы и предполагали при выводе используемых уравнений.

Тот факт, что трансформаторы основаны на законе индукции Фарадея, проясняет, почему мы не можем использовать трансформаторы для изменения постоянного напряжения. Если первичное напряжение не меняется, то и вторичное напряжение не индуцируется. Одна из возможностей состоит в том, чтобы подключить постоянный ток к первичной катушке через переключатель.Когда переключатель размыкается и замыкается, вторичная обмотка создает напряжение, подобное изображенному на рис. 4. На самом деле это непрактичная альтернатива, и переменный ток широко используется везде, где необходимо повысить или понизить напряжение.

Рисунок 4. Трансформаторы не работают для чистого входного напряжения постоянного тока, но если его включать и выключать, как на верхнем графике, выход будет выглядеть примерно так, как на нижнем графике. Это не синусоидальный переменный ток, необходимый большинству приборов переменного тока.

Пример 2. Расчет характеристик понижающего трансформатора

Зарядное устройство, предназначенное для последовательного соединения десяти никель-кадмиевых аккумуляторов (суммарная ЭДС 12.5 В постоянного тока) должен иметь выход 15,0 В для зарядки аккумуляторов. В нем используется понижающий трансформатор с 200-контурной первичной обмоткой и входным напряжением 120 В. а) Сколько витков должно быть во вторичной обмотке? (б) Если зарядный ток равен 16,0 А, каков входной ток?

Стратегия и решение для (а)

Вы ожидаете, что вторичный узел будет иметь небольшое количество циклов. Решение [латекс]\boldsymbol{\frac{V_s}{V_{\textbf{p}}} = \frac{N_{\textbf{s}}}}{N_{\textbf{p}}}}[/latex] и ввод известных значений дает

[латекс]\begin{array}{r @{{}={}} l} \boldsymbol{N _{\textbf{s}}} & \boldsymbol{N _{\textbf{p}} \frac{V_{ \textbf{s}}}{V_{\textbf{p}}}} \\[1em] & \boldsymbol{(200) \frac{15.0 \;\textbf{V}}{120 \;\textbf{V}} = 25}. \end{массив}[/латекс]

Стратегия и решение для (b)

Текущий ввод может быть получен путем решения {N_{\textbf{s}}}}[/latex] для [латекс]\boldsymbol{I _{\textbf{p}}}[/латекс] и ввод известных значений. Это дает

[латекс]\begin{array}{r @{{}={}} l} \boldsymbol{I _{\textbf{p}}} & \boldsymbol{I _{\textbf{s}} \frac{N_{ \textbf{s}}}{N_{\textbf{p}}}} \\[1em] & \boldsymbol{(16.0 \;\textbf{A}) \frac{25}{200} = 2,00 \;\textbf{A}}. \end{массив}[/латекс]

Обсуждение

Количество витков во вторичной обмотке мало, как и положено для понижающего трансформатора. Мы также видим, что небольшой входной ток создает больший выходной ток в понижающем трансформаторе. Когда трансформаторы используются для работы с большими магнитами, они иногда имеют небольшое количество очень тяжелых петель во вторичной обмотке. Это позволяет вторичной обмотке иметь низкое внутреннее сопротивление и производить большие токи.Еще раз обратите внимание, что это решение основано на предположении о 100% эффективности, или выходная мощность равна входной ([latex]\boldsymbol{P_{\textbf{p}} = P_{\textbf{s}}}[/latex] ) — разумно для хороших трансформаторов. В этом случае первичная и вторичная мощность составляет 240 Вт. (Убедитесь в этом сами для проверки стабильности.) Обратите внимание, что никель-кадмиевые аккумуляторы необходимо заряжать от источника постоянного тока (как и аккумулятор на 12 В). Таким образом, выход переменного тока вторичной катушки необходимо преобразовать в постоянный. Это делается с помощью чего-то, называемого выпрямителем, в котором используются устройства, называемые диодами, которые пропускают ток только в одном направлении.

Трансформаторы

имеют множество применений в системах электробезопасности, которые обсуждаются в главе 23.7 Электробезопасность: системы и устройства.

Исследования PhET: Генератор

Генерируйте электричество с помощью стержневого магнита! Откройте для себя физику этого явления, исследуя магниты и то, как вы можете использовать их, чтобы зажечь лампочку.

Рис. 5. Генератор
  • Трансформаторы используют индукцию для преобразования напряжения из одного значения в другое.
  • Для трансформатора напряжения на первичной и вторичной обмотках связаны соотношением

    [латекс]\boldsymbol{\frac{V _{\textbf{s}}}{V_{\textbf{p}}}}[/latex][латекс]\boldsymbol{=}[/latex][латекс]\ жирный символ {\ гидроразрыва {N _ {\ textbf {s}}} {N _ {\ textbf {p}}}}, [/ латекс]

    , где [latex]\boldsymbol{V_{\textbf{p}}}[/latex] и [latex]\boldsymbol{V_{\textbf{s}}}[/latex] — напряжения на первичной и вторичной обмотках, имеющих [латекс]\boldsymbol{N _{\textbf{p}}}[/латекс] и [латекс]\boldsymbol{N _{\textbf{s}}}[/латекс] повороты.

  • Токи [latex]\boldsymbol{I_{\textbf{p}}}[/latex] и [latex]\boldsymbol{I_{\textbf{s}}}[/latex] в первичной и вторичной обмотках связаны by [латекс] \boldsymbol {\ frac {I _ {\ textbf {s}}} {I _ {\ textbf {p}}} = \ frac {N _ {\ textbf {p}}} {N _ {\ textbf {s} }}}[/латекс]
  • Повышающий трансформатор увеличивает напряжение и уменьшает ток, а понижающий трансформатор снижает напряжение и увеличивает ток.

Концептуальные вопросы

1: Объясните, что вызывает физические вибрации в трансформаторах, частота которых в два раза превышает частоту переменного тока.

Задачи и упражнения

1: Подключаемый трансформатор, подобный показанному на рис. 4, подает напряжение 9,00 В на игровую систему. а) Сколько витков во вторичной обмотке, если входное напряжение 120 В, а в первичной обмотке 400 витков? (б) Каков его входной ток, когда его выходной ток равен 1,30 А?

2: Путешественница из США в Новой Зеландии носит с собой трансформатор для преобразования стандартного новозеландского напряжения 240 В в 120 В, чтобы в поездке она могла пользоваться небольшими бытовыми приборами.а) Каково соотношение витков в первичной и вторичной обмотках ее трансформатора? б) Каково отношение входного тока к выходному? (c) Как новозеландка, путешествующая по Соединенным Штатам, могла использовать этот же трансформатор для питания своих приборов на 240 В от 120 В?

3: Кассетный магнитофон использует подключаемый трансформатор для преобразования 120 В в 12,0 В с максимальным выходным током 200 мА. а) Каков текущий вход? б) Какова потребляемая мощность? (c) Разумно ли такое количество энергии для небольшого электроприбора?

4: (a) Каково выходное напряжение трансформатора, используемого для перезаряжаемых батарей для фонарика, если его первичная обмотка имеет 500 витков, вторичная 4 витка, а входное напряжение составляет 120 В? б) Какой входной ток необходим для получения 4.00 А выход? в) Какова потребляемая мощность?

5: (a) Подключаемый трансформатор для портативного компьютера выдает 7,50 В и может обеспечивать максимальный ток 2,00 А. Каков максимальный входной ток, если входное напряжение составляет 240 В? Предположим, что эффективность 100%. (b) Если фактический КПД меньше 100%, должен ли входной ток быть больше или меньше? Объяснять.

6: Универсальный трансформатор имеет вторичную обмотку с несколькими точками, в которых может сниматься напряжение, что дает 5 выходов.60, 12,0 и 480 В. (а) Входное напряжение 240 В на первичную катушку из 280 витков. Какое количество витков в частях вторичной обмотки используется для создания выходных напряжений? (b) Если максимальный входной ток равен 5,00 А, каковы максимальные выходные токи (каждый из которых используется отдельно)?

7: Крупная электростанция вырабатывает электроэнергию напряжением 12,0 кВ. Его старый трансформатор когда-то преобразовывал напряжение в 335 кВ. Вторичная часть этого трансформатора заменяется, чтобы его мощность могла составлять 750 кВ для более эффективной передачи по пересеченной местности по модернизированным линиям электропередачи.а) Каково соотношение витков в новой вторичной обмотке по сравнению со старой вторичной обмоткой? (б) Каково отношение новой мощности по току к старой мощности (на 335 кВ) для той же мощности? (c) Если модернизированные линии электропередачи имеют одинаковое сопротивление, каково отношение потерь мощности в новой линии к потерям мощности в старой?

8: Если выходная мощность в предыдущей задаче равна 1000 МВт, а сопротивление линии равно [латекс]\boldsymbol{2,00 \;\Омега}[/латекс], каковы были потери в старой и новой линии?

9: необоснованные результаты

Электроэнергия переменного тока напряжением 335 кВ от линии электропередачи подается на первичную обмотку трансформатора.Отношение количества витков во вторичной обмотке к числу витков в первичной равно [латекс]\жирный символ{N _{\textbf{s}}/N _{\textbf{p}} =1000}[/латекс]. а) Какое напряжение индуцируется во вторичной обмотке? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какое предположение или предпосылка являются ответственными?

10: Создайте свою собственную задачу

Рассмотрим двойной трансформатор для создания очень больших напряжений. Устройство состоит из двух ступеней. Первый — это трансформатор, который выдает гораздо большее выходное напряжение, чем его входное.Выход первого трансформатора используется как вход для второго трансформатора, который дополнительно увеличивает напряжение. Постройте задачу, в которой вы рассчитываете выходное напряжение конечного каскада на основе входного напряжения первого каскада и количества витков или петель в обеих частях обоих трансформаторов (всего четыре катушки). Также рассчитайте максимальный выходной ток конечной ступени на основе входного тока. Обсудите возможность потерь мощности в устройствах и их влияние на выходной ток и мощность.

Глоссарий

трансформатор
устройство, преобразующее напряжение из одного значения в другое с помощью индукции
уравнение трансформатора
уравнение, показывающее, что отношение вторичных и первичных напряжений в трансформаторе равно отношению числа витков в их обмотках; [латекс] \ boldsymbol {\ frac {V _ {\ textbf {s}}} {V _ {\ textbf {p}}} = \ frac {N _ {\ textbf {s}}} {N _ {\ textbf {p}} }}[/латекс]
Повышающий трансформатор
трансформатор повышающий напряжение
понижающий трансформатор
трансформатор, понижающий напряжение

Решения

Задачи и упражнения

1: (а) 30.{-2} \;\textbf{A}}[/латекс]

3: (а) 20,0 мА

(б) 2,40 Вт

(c) Да, такая мощность вполне приемлема для небольшого устройства.

5: (а) 0,063 А

(b) Требуется больший входной ток.

7: (а) 2.2

(б) 0,45

(в) 0,20 или 20,0%

9: (а) 335 МВ

(b) слишком высокое, намного превышающее напряжение пробоя воздуха на разумных расстояниях

(c) слишком высокое входное напряжение

 

Основы электроники: что нужно знать о трансформаторах

Трансформатор сочетает в себе два основных принципа магнетизма и индуктивности, размещая две катушки провода в непосредственной близости друг от друга.Вот принципы, которые использует трансформатор:

Когда источник переменного тока подключен к одной из катушек, эта катушка создает магнитное поле, которое расширяется и сжимается в соответствии с изменением напряжения переменного тока. Другими словами, когда напряжение на катушке увеличивается, катушка создает расширяющееся магнитное поле. Когда напряжение достигает своего пика и начинает уменьшаться, магнитное поле, создаваемое вокруг катушки, начинает разрушаться.

Вторая катушка расположена в пределах магнитного поля, создаваемого первой катушкой.Когда магнитное поле расширяется, оно индуцирует ток во второй катушке. Напряжение на второй катушке увеличивается до тех пор, пока расширяется магнитное поле. Когда магнитное поле начинает разрушаться, напряжение на второй катушке начинает уменьшаться.

Таким образом, ток, индуцируемый во второй катушке, отражает ток, проходящий через первую катушку. При этом теряется небольшое количество энергии, но если трансформатор хорошо сконструирован, сила тока, индуцируемого во второй катушке, очень близка к силе тока, прошедшего через первую катушку.

Первая катушка в трансформаторе — та, которая подключена к переменному напряжению — называется первичной катушкой . Вторая катушка — та, в которой индуцируется переменное напряжение — называется вторичной катушкой . Все трансформаторы имеют как первичную, так и вторичную обмотку.

Трансформатор, первичная обмотка которого содержит больше витков, чем его вторичная обмотка, называется понижающим трансформатором , поскольку он снижает напряжение, т. е. напряжение на вторичной обмотке меньше, чем напряжение на первичной обмотке.Точно так же трансформатор, у которого во вторичной обмотке больше витков, чем в первичной, называется повышающим трансформатором , поскольку он увеличивает напряжение.

Хотя в повышающем трансформаторе напряжение увеличивается, ток пропорционально уменьшается. Например, если в первичной обмотке вдвое меньше витков, чем во вторичной, то напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, будет в два раза больше напряжения, приложенного к первичной обмотке, но ток, протекающий через вторичную обмотку, будет вдвое меньше тока. протекающий через первичную обмотку.

Аналогично, когда напряжение в понижающем трансформаторе уменьшается, ток пропорционально увеличивается. Таким образом, если напряжение сократить вдвое, ток удвоится.

Запомните основную формулу расчета электроэнергии:

П = ВИ

Другими словами, мощность равна напряжению, умноженному на ток. Трансформатор передает мощность от первичной обмотки к вторичной обмотке. Поскольку мощность должна оставаться неизменной, при увеличении напряжения ток должен уменьшаться.Точно так же, если напряжение уменьшается, ток должен увеличиваться.

Трансформаторы являются основной причиной, по которой мы используем переменный ток вместо постоянного тока в больших системах распределения электроэнергии. Это потому, что, когда вы отправляете большое количество энергии на большое расстояние, гораздо эффективнее отправлять мощность в виде высокого напряжения и низкого тока.

Трансформаторы работают только с переменным током. Это потому, что это изменение магнитного поля, создаваемого первичной катушкой, которое индуцирует напряжение во вторичной катушке.Для создания изменяющегося магнитного поля напряжение, подаваемое на первичную катушку, должно постоянно изменяться. Поскольку постоянный ток представляет собой постоянное фиксированное напряжение, он создает фиксированное магнитное поле, которое не будет индуцировать напряжение во вторичной обмотке.

Использование автотрансформатора для создания расщепленной фазы 120/240 В из однофазного входа 120 В

У меня есть вариант использования автотрансформатора, который отличается от того, что обычно обсуждается. Я хочу использовать его в своем доме на колесах, чтобы получать 120 В 60 Гц либо от моего генератора Онан (2 отдельные ветви 120 В с ОДНОЙ фазой), либо от береговой розетки (30/15 ампер, однофазные 120 В, 60 Гц).У меня есть эти 2 входа, идущие к автоматическому переключателю, поэтому тот, который «включен», будет проходить через автотрансформатор. Я хотел бы, чтобы автотрансформатор повышал напряжение с однофазного 120 В до двухфазного 120 В/240 В. Затем я передам эту разделенную фазу на входную сторону моих двойных инверторов (по одному инвертору на каждую ветвь 120 В), так что, когда у меня есть вход с одной ветвью, я все равно получаю зарядку обоих инверторов вместо того, чтобы одна сторона пропускала напряжение, а другая отвергала. фазу и инвертирование, чтобы сделать «правильную» фазу.

Итак, мой вопрос, как это должно быть подключено к инвертору. Он имеет маркированные стороны «вход» и «выход», но сторона «вход» имеет только разъемы с маркировкой «линия 240 В» и «нейтраль». Сторона «выход» имеет разъемы 120 В, Линия 1, Нейтраль, 120 В, Линия 2.

Моя интуиция подсказывает мне не обращать внимания на маркировку входов/выходов и подключить источник питания 120 В с помощью:

источник 120 В Линия > Автотрансформатор «выход» Нейтраль

Источник Нейтраль > Автотрансформатор «выход» 120 В Линия 1

Тогда моим выходом будет форма волны 240 В, усиленная трансформатором, измеренная между «входным» нейтральным и «входным разъемами 240 В».

0 comments on “Генератор на выходе которого стоит повышающий трансформатор: Электрическая часть электростанций ⋆ Geoenergetics.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.