Дэд-дэд трансформаторуудын хоорондын үндсэн ялгаа: Бүтнэд нь хамрах заавар

Трансформаторууд нь цахилгааны хүчдэлийн системүүдийн хамгийн үндесдэс ба хамгийн чухал төхөөрөмжүүдийн нэг юм. Дархан станц дээрх цахилгааны гаралт юм уу та нарын гэрт бүтээдгүүд рүү ирж буй аюулгүй хүчдэл — бүх л түүнд трансформаторын «тохируулах» үүрэггүйгүй. Трансформаторын дээшлүүр трансформаторуудын үндесдэс ялгаа ба сургалтын түрээс хамгаалагч нь цахилгааны дамжуулалт ба тархалт логикыг ойлгох түлхүүр юм. Энэ статт нь түүний ажиллах зарчим, дизайн ялгаа, ашиглалтын нөхцөлүүдийг системтэй тайлбарлаж, түүний урвуу ашиглалттай холбоотой түүнд хамгийн их тавигддаг асуултунд хариулт өгнө.

Хэсэг 1: Трансформатор гэж юу вэ? Үндэсдэс зарчимууд

Трансформаторын үндэсдэс үүрэг нь хоёр хэлхээд хооронд цахилгааны энергийг цахилгаан соронзон индукц туулан шилжүүлэх юм. Түүн дотор гурван үндэсдэс хэсэг байдаг:

1. Эх суваг оролт цахилгааны источникт холбогдсон оролт ороомог
2. Хоёрдич тавшинг гаралт ачаалттад холбогдсон гаралт ороомог
3. Соронзон Ядра соронзон урсгалыг дамжуулдаг соронзон зүрх

Хувьсах гүйдэл (AC) анхдагч ороолт дээр гүйдэх үед тогтмол өөрчлөгдөх соронзон орнууд үүсдэг. Энэ өөрчлөгдөх соронзон урсгал хоёрдогч ороолт дээр нөгөөрхийн дамжин үүрдэг, түүнд хүчдэл индуцирууд. Хүчдлийн харьцаа ороолтын тоогоор тодорхойлогдод. ороолтын харьцаа : Хоёрдогч ороолтын ороолтын тоо ÷ Анхдагч ороолтын ороолтын тоо.

Хэсэг 2: Дархан бүүрдүүр ба Бүүрдүүр бүүрдүүр тодорхойлолт

Aөндөр хүчдэлийн трансформатор хоёрдогч ороолт дээр анхдагч ороолт дээрх ороолтын тооноос илүү ороолт агуулдаг, түүнд гаралтын хүчдэл оролтын хүчдлээс өндөр байдаг. А хэмжээнд орох Трансформатор нь үүрсүүрхийн урвуу: хоёрдогч ороолт дээр анхдагч ороолт дээрх ороолтын тооноос цөөн ороолт байдаг, түүнд гаралтын хүчдэл оролтын хүчдлээс доор байдаг.

Томъёо хэлбэрт илэрхийлдэг:

Vp/Vs = Np/Ns

Энд Vs ба Vp нь хоёрдогч ба анхдагч хүчдлүүд, Ns ба Np нь хоёрдогч ба анхдагч ороолтын тоо. Энэ хамаарал трансформаторын "дархан бүүрдүүр" юм уу "бүүрдүүр бүүрдүүр" байхыг тодорхойлдэг.

Хэсэг 3: Үндсэн ялгаа: Ороолтын харьцаа бүхнийг шийддэг

Хүрээлэн бүрхүүл үндесний ялгаа дарга дээшлүүр ба дарга доошлүүр хоорондын ялгаа нь ороолтын харьцаанд оршмуйн, гэтдээ түүн дагуу холбоотой үйлдлүүдийн бүх цуглуулга үүсдэг:

Хүчдэл ба гүйдэл хоорондын «хөлсөн-хөлсөн» хамаарал. Дарга дээшлүүр хүчдэлийг ихэсгэдэг, гэтдээ гүйдлийг пропорциональ бүрд ухуурхан багасгадэг. Дарга доошлүүр нь үүнтэй үл төстэй: түүн дарга доошлүүр хүчдэлийг багасгадэг, гэтдээ илүү том гүйдлийн гаралт үүсгэдэг. Идеал тохиолдолд чадал хадгалдаг: V p ​ Ip ​ =V с ​ Iс .

Ороолтын загварын ялгаа. Дарга дээшлүүрийн хоёрдогч ороолт нь илүү ороолт шаарддаг, мөн өндөр хүчдэлт хэрэглээнд түүнд илүү хүчтэр изоляци загвар шаарддаг. Дарга доошлүүрийн анхдогч ороолт нь илүү ороолттой, харин хоёрдогч ороолт нь илүү том гүйдлийг дамжуулахын тулд илүү зүүд нь товгорхон утас шаарддаг.

Соронзон зүрхний загварын төлөвлөлтийн асуудал. Хоёр төрлийн хувиртагчид соронзон урсгалыг удирдаж, цувархай төмөр-силлицийн гүрвэлдүүр цөм ашигладаг, гэтэд хувиртагчийн хүчдлийг нэмэгсдүүр цөмийн хөндлөн огтлосон талбай их байх ёстой, үүнээс илүү хүчдлийн харьцаа бүхий хэрэглээд цөмийн сүүдлэх үзэлд саад тавихын тулд.

Хэсэг 4: Бүтцэнд ба зохиомжинд ялгаа

Хувиргагчийн харьцаас өвсөр, түүнийг хэрхэн үйлдвэрлэх нь инженерийн түвшинд илүү олон ялгаа үүсгэнэ:

Дамжуулагч утасны техникийн шаардлага ба халуунд төвөгтүшүүн бүхий давхарга. Давсаргын хувиргагчийн хоёрдугаар талын хүчдэл өндөр бөлгөөн үүсгэнэ, түүнд халуунд төвөгтүшүүн давхарга зузаан бөлгөөн үүсгэнэ. Буургын хувиргагчийн хоёрдугаар талын гүйдэл том бөлгөөн үүсгэнэ, түүнд дамжуулагч утасны хөндлөн огтлосон талбай том (AWG тоо бага) бөлгөөн үүсгэнэ, медний алдагдал ба температурын өсөлт багасгахын тулд.

Хүчдэлийн нөхөн төлбөр дизайн-ийн "халхавч". Олон жижиг буургын хувиргагчид (тухайлбал, 3 кВА-аас доош) дүүрэн ачаалалд хүчдэлийн уналаа нөхөн төлбөрлөх зорилгоор хоёрдугаар талын ороолтын 3%-5% нэмэлт ороолт тарихын тулд санаа зовхон хийдэг. Энэ дизайн хэвийн ашиглалтад "тийнхүү тайван" ажилладаг, гэтэл хувиргагчийг урвуу ашиглаж эхлэхүүд нөхөн төлбөр "та нарын хөлд бүүрхүүн" ажилладаг, үр дүнд гарах хүчдэл хүлээдэгтэй харьцуулж бага бөлгөөн үүсгэнэ.

Хэсэг 5: Ашиглалтын сценари

Давсаргын хувиргагчидын түпичныйн ашиглалт:

4. Цахилгаан станцүүдийн гаралт дээр генераторын хүчдлийг дамжуулалтын түвшинд үүрдүүлэх
5. Нарны ба салхины цахилгаан станцүүдийн цахилгаан шүүлт, бага хүчдлийг цахилгаан шүүлтийн хүчдлүүрт үүрдүүлэх
6. Урт зайн цахилгаан дамжуулалт, шугамын алдагдалыг багасгах

Бууруулах трансформаторын түпичний хэрэглээс

7. Дэд станцүүд дээр өндөр дамжуулалтын хүчдлийг тархалтын хүчдлүүрт бууруулах
8. Коммерци, орон сууцны цахилгаан хангамж, аюулгүй, ашиглаж болох хүчдлүүрт хүчдлийг бууруулах
9. Цахилгаан төхөөрөмжүүдийн цахилгаан адаптерүүд

Хэсэг 6: Түпичний худал төсөөлөл

Худал төсөөлөл 1: Үүрдүүлэх трансформатор цахилгаан энергийг "үүсгэнэ". Трансформатор цахилгаан чадал үүсгэхгүй; түүнд зөвхөн хүчдлийн ба гүйдлийн харьцаа өөрчлөгдөнө. Гаралт чадал үүрдүүлэх алдагдалын улмаас үргэлж оролт чадлаас бага байдаг.

Худалдүйн ойлголт 2: Хоёр нь чөлөөтэй солилцож болно. Хүчдэлийн хувиргагчийн урвуу ашиглалт онолын хувьд боломжтой бөлгөө, инженерийн практикт хүчдэлийн нөхөлт, түрхүүр гүйдэл зэрэг асуудал үүсдэг, ийнхүү урвуу ашиглалт нь анхаарай үнэлж үзэх шаардлагатай.

Түүнчлэн асуугаад бүүртүүн асуултууд: Хүчдэлийн хувиргагчийн урвуу ашиглалт талаар

1. Би үсгүүр хүчдэлийн хувиргагчийг бүүртүүр хүчдэлийн хувиргагчийн бүүртүүн ашиглах үү?

Тийм, гэтэл үр дүн төдийлүн төгс биш бөлгөө. Физик зарчимын хувьд хүчдэлийн хувиргагч симметрик — оролт ба гаралт талын хоорондын хүчдэлийн харьцаа (оролт/гаралт) койлын тооны харьцаас хамаарах бөлгөө. Жишээлбэл, 240 В-т 12 В-т хүчдэлийг бүүртүүр хүчдэлийн хувиргагчийн техник үзүүрлүүр 240 В → 12 В, хэрвээ 12 В-т талд хүчдэл үүсгэвэл, теоретик хувиргагч 240 В-т талд ойролцуй 240 В-т хүчдэл гаргаж өгөх ёстой.

Асуудал нь түүнд стандарт хүчдэлийн хувиргагчид тодорхой направлениед хүчдэлийн хувиргалтын үүрд хүчдэлийн хувиргагчид оптимизацийн хүчдэлийн хувиргагчид хэрэв та анх хүчдлийг нэмэгсдүүр хувиртагчийг урвуу ашиглаж, түүний хүчдлийн нөхөлт, хамгаалалтын координаци, хамгаалалтын төхөөрөмжүүд анхны чиглэлд тохируулж үүрд хийгдсэн. Урвуу ашиглах нь «ажиллах» болой, гэтэд гаралт хүчдлийн утга хүлээдэгт хазайлт үүсгэж, хамгаалалтын төхөөрөмжүүд бүрмөсөн бүүрдүүр ажиллах болой.

Зөв арга: Хэрэв урвуу ашиглах шаардлага үнэнхүү байгаа бол, түүнийг тухайн чиглэлд зохиомжилсон хувиртагчийг сонгох ёстой, эсвэл хоёр чиглэлд ажиллах гэж тодорхой заагдсан хувиртагчийг сонгох ёстой.

2. Хүчдлийг буургүүр хувиртагчийг урвуу ашиглаж, түүнийг хүчдлийн буургүүр талаас нь оролт руу ашиглаж, хэдэн практик асуудал үүсгэд?

Хүчдлийг урвуу ашиглаж, хүчдлийн буургүүр хувиртагчийг хүчдлийн буургүүр талаас нь оролт руу ашиглаж, дараах асуудал үүсгэд:

• Хүчдлийн уналт ихсэнд. Стандарт малын хувиргагчид нь ихэвчлэн бүтэн ачаалалд гаралтын хүчнэлтийг нарийн тодорхойлохын тулд 3%-5% харилцан адилтгах оролтын хүчнэлтийн зөрүүтэй байдаг. Хувиргагчийг урвуу ашиглаж байхад, энэ харилцан адилтгал «урвуу үйлдэл» үзүүрлэн, гаралтын хүчнэлт хүлээж буй хэмжээндээс 6%-10% доогуур болж хүртүүр.
• Хамгийн их анхны гүйдэл хүчтэрнэ. Трансформаторыг асаах үед соронзлогч орж ирэх гүйдэл үүсдэг. Харин хойшоо хүчдэл өгөх үед бага сүвдүүртэй ороомог (анхны хоёрдич тал) одоо анхны талын үүрэг гүйцэтгэнэ, түүн дагаад орж ирэх гүйдэл 37 дахин номиналь гүйдлээс үлдэх юм, эсвэл түүнээс дээш (нормаль нөхцөлд дунджаар 11 дахин). Энэ нь дээд талын гүйдэл таслах төхөөрөмжийн давтамжит асаалтад шалтгаалмуйн.
• Дундаж шугамын асуудал. Стандарт бууруулах трансформаторууд нь ердүү нөхцөлд дөрвөн утасны анхны талыг бүхлэд хүртэл хүртүүрдүүртэй бүсгүй, түүнд хойшоо хүчдэл өгөх үед дундаж шугамыг трансформатораас авах боломжгүй.
• Баталгаа ба хармонизацийн рискууд. Илүүдүүн үйлдвэрлэгчид хойшоо хүчдэл өгөх аргыг яснаар зөвлөхгүй. Энэ нь баталгааг цуцлах, мөн орон нутгийн цахилгааны дүрэмд зөрчил үүсгэх боломжтой.

3. Даралтыг үлдэх трансформаторын дутагдал юу вэ?

Даралтыг үлдэх трансформатор нь "илүү сайн" трансформатор биш; түүнд өөрийн тодорхой хязгаарлалтууд байдаг:

• Дээд түвшний изоляцины зардал. Даралтыг дээшлүүр хувиргагчийн хоёрдугаар талд өндөр хүчнэлт үйлчилж байгаа тул түүнд зүүн хамгаалалт ба том крипаж зай шаардлагатай. Энэ нь үйлдвэрлэлийн зардлыг ба хэмжээг нэмэгдүүр.
• Зүүн утас, гэтэд оролтын орхилт нь илүү олон. Хоёрдугаар талд өндөр хүчнэлт үүсгэхийн тулд зүүн утасны олон орхилт шаардлагатай. Энэ нь зэс алдагдал ба орхилтын бүүрхүүний сүүдлүүр.
• Харьцангуй өндөр ачаалалгүй алдагдал. Даралтыг дээшлүүр хувиргагч ачаалалгүй үед ч цөмийн сүүдлүүр, мөн өндөр харьцаат хувиргагчид нь ихэвчлэн төмөр алдагдал ч өндөр байдаг.
• Бүх нөхцөлд тохиромжтой биш. Хэрэв зорилго нь бага хүчнэлтдээс том гүйдэл авах бол, даралтыг дээшлүүр хувиргагч үүнийг гүйцэтгэж чадахгүй — та даралтыг доошлүүр хувиргагч хэрэглэх ёстой. Аль трансформаторыг сонгох нь хэрэглээний шаардлагад хамаарах бөгөөд «илүү сайн эсвэл муу» гэж үнэлэх асуудалд хамаарахгүй.

Дүгнэлт

Хүрээлэн бүрхүүл үндсэн ялгаа дээш ба доош трансформаторын хооронд оршит в: ороолтын харьцаа хэрэв хоёрдич талаас нь ороодосын тоо анхны талаас нь илүү бол дээш трансформатор, харин бага бол доош трансформатор. Энэ ялгаа нь түүн дараа гүйдлийн хувьд хэрэглээ, хүчдлийн тусгаарлалт, дамжуулагч утасны техникийн шаардлага, мөн хэрэглээний нөхцөлд үндсэн ялгаа үүсгэнэ.

Хоёулхан трансформаторын цахилгаан системд өөрсдийн үүрэг бүхн бөгөөд аль нь ч алга бөлж болмуйн: дээш трансформатор цахилгааныг «хол зайд» үр дүнтэй дамжуулахыг хангаж, доош трансформатор цахилгааныг «юуныгүй аюулгүй» хүртүүлж өгөхүйн тулд хэрэглэдэг. Түүн дараа ялгааг ойлгох нь цахилгаан инженерийн үндсэн мэдлэгт хамаарах бөгөөд зөв сонгож, аюулгүй ашиглахын тулд заавал шаардлагатай.

Урвуу ашиглалтын асуудалд хамааран үндсэн зарчим нь: физик хувьд боломжтой, гэтэл инженерийн хувьд нь хүчтэй сүүлд харах шаардлагатай. Стандарт трансформаторууд тодорхой нүүрлүүг ажиллахын тулд зохион бүтээдэг, харин урвуу ажиллах үед хүчдэлийн хазайлт, дүүрэн гүйдэл, хамгаалалтын координаци зэрэг практик асуудал үүсдэг. Хэрэв үнэнхүү шаардлага үүсдэг бол, хоёр түүнхүүрлүүг ажиллахын тулд зохион бүтээдэг трансформаторуудыг үүрдхийн дараа сонгох ёстой, эсвэл үйлдвэрлэгчтэй тодорхой суурьлуулалтын заавруудын тухайд зөвлөлдөх ёстой.