Трансформаторлар

www.arxiv.uz

РЕЖА:

1.Кириш. Трансформаторларнинг энергетикадаги ўрни. Умумий тушунчалар ва таърифлар. Номинал қийматлари.

2. Бир фазали трансформаторларнинг тузилиши ва ишлаш принциплари. (Appointment in a principle of action of the transformer)

3. Трансформаторларнинг иш режимлари ва вектор диаграммалари. (Vector the diagramme and of transformer under loading)

а) Салт ишлаш режими; (Idling )

б) Юклама режими; (The transformer under loading)

в) Қисқа туташув режими; (short loading)

4.Уч фазали трансфоматорларнинг тузилиши ва ишлаш принциплари, қўлланиши. (The three-phase transformer )

КАЛИТ СЎЗЛАР:

трансформатор, ГЭС, номинал қиймат, куч

(КТ), ўзгартиргич (ЎТ) трансформаторлари,

ўзак, бир фаза, уч фаза, чулғам, салт ишлаш,

юклама ва қисқа туташув режим, эюк, мюк,

уюрмавий ток, юкланиш коэффициенти, салт

ишлаш тавсифномаси, ташқи тавсифнома,

вектор диаграмма, автотрансформаторлар.

Ўзбекистон ҳудудида жойлашган

электр станцияларининг умумий қуввати

4000 кВт бўлган Бўз сув ГЭСи Бўржар (6400

кВт), Товоқсой , Фарход ГЭСи в.б;

Наманган ГЭС лар, Чирчиқ-Бўзсув

каскадлари; Оҳангарон (600 МВт), Тошкент

(1920 МВт), Навои (830 МВт), Сирдарё (3000

МВт), Давлат район электр станциялари

(ДРЭС); Фарғона иссиқлик электр маркази

(ИЭМ)

(230 МВт) қурилган.

1. Ўзбекистон ҳудудида жойлашган ГЭСлар

КТПН-1600 маркали қуввати 400 - 1600 кВА

трансформатор подстанциялари

Уч фазали пасайтирувчи трансформатор подстанциялари

Трансформаторларнинг электросетларда қўлланилиши

Ҳозирги пайтда ривожланган мамлакатларда электр энергияси

киши бошига I0 кВт с. га тўғри келади. Бу эса 200 йил илгари

саноатда асосий иш кучи ҳисобланган инсоннинг қувватидан I00

марта кўпдир.

Электр энергиясини узоқ масофаларга узатиш учун

ўзгарувчан ток генераторларининг 6-30 кВли

кучланишини трансформаторлар ёрдамида 110,

150, 220, 330, 400, 500, 750, 1150 кВ гача кучайтириб

электр ўтказиш тармоқларига узатилади

Электр энергиясини узоқ масофаларга узатиш учун

ўзгарувчан ток генераторларининг 6-30 кВ ли кучланишини

трансформаторлар ёрдамида 110, 150, 220, 330, 400, 500, 750,

1150 кВ гача кучайтириб электр ўтказиш тармоқларига

узатилади. Кучланишнинг шу қадар кучайиши токнинг

пропорционал камайишига олиб келади ва узатиш

тармоғидаги қувват исрофи шу токнинг квадратига

пропорционал равишда камаяди.

Шу тариқа электр энергияси электр станцияларидан

истеъмолчига етиб боргунга қадар кўп марта (5 мартагача)

трансформацияланади.

Электр энергиясини саноат корхоналарига, шаҳар, қишлоқ

ҳудудлари ва корхоналар ичига кучланишлари 110, 35, 10 ва 6

кВ бўлган ҳаво электр тармоқлари ёки кабель йўллари

ёрдамида тарқатилади. Демак, ҳар бир электр тарқатиш

тугунида кучланишни пасайтирувчи трансформаторлар

ўрнатилиши лозим. Бундай трансформаторлар кўпчилик

истеъмолчиларнинг кириш қисмида ҳам жойланиши керак.

Чунки улар 220, 380, 660 В кучланишда ишлайдилар.

Трансформаторларнинг турлари Электр энергиясини қабул қилувчи, узатувчи ёки тарқатувчи энегия

тизимларда қўлланувчи трансформаторлар куч трансформаторлари(КТ)

дейилади.

Ўзгарувчан токни тўғриловчи (ўзгармасга айлантирувчи) ва ўзгармас

токни инверторловчи (ўзгарувчанга айлантирувчи) ярим ўтказгич

асбоблари бўлган схемаларда ишлатилувчи трансформаторлар ўзгарткич

трансформаторлари (ЎТ) дейилади.

Махсус трансформаторлар ҳам ишлаб чиқариладики, улар электро-

термик ўчоқларда (ўчоқ трансформаторлари), электр пайвандлаш, электр

транспорти ускуналари, электрон схемалар, ток ва кучланиш ўлчагичлари

схемаларида қўлланилади.

Ток турига қараб трансформаторлар бир фазали, уч фазали ва кўп

фазалиларга бўлинадилар.

Уч фазали КТларнинг қувватлари 1250 МВА гача, уч фазали гуруҳ

трансформаторларининг қувватлари эса (учта бир фазали

трансформатордан ҳосил бўлган) 2000 МВА гача бўлиб, оғирлиги эса 500 т.

гача боради.

Кучли трансформаторлар тузилиши бўйича икки турга

бўлинадилар: мойли ва қуруқ трансформаторлар. Мойли

трансформаторларда магнит ўзак ва чулғамлар яхши

изолятор ва совутувчи модда ҳисобланган трансформатор

мойи тўлдирилган идишга жойлаштириладилар.

Трансформатор мойи чулғам изоляцияларини ҳавонинг

зарарли таъсиридан ҳам сақлайди. а) мойли; б) қуруқ

трансформаторлар кўринишлари;

Minera TOHn ТМГ

Қуруқ трансформаторлар

Trihal TSE

TTA-RES TMCRES-S

Электр таъминлаш манбаларида қўлланиладиган

трансформатор

Трансформаторларнинг номинал режими деб ишлаб

чиқарган корхона тайёрлаган паспортда кўрсатилган

режимга айтилади.

Трансформаторларнинг номинал қийматлари қувват,

кучланишлар, токлар, частота, ф.и.к. ва ҳ.к. трансформатор-

ларнинг паспортида кўрсатилган бўлади.

Трансформаторларнинг Pn қуввати деб, иккиламчи

чулғамда Вольт-Ампер билан ўлчанган ва паспортда

кўрсатилган қувватга айтилади.

Трансформатор бирламчи ва иккиламчи

чулғамлари In токлари деб трансформатор паспортида

кўрсатиладиган ва Pн қувват ва Un кучланишлар билан

маълум боғланишда бўлган I1n I2n токларига айтилади.

Мисол учун, юлдуз-юлдуз уланган уч фазали

трансформаторнинг I1n ва I2n номинал токлари:

AU

SI

n

n

n 19,153803

1010

3

3

1

1

A

U

SI

n

n

n 21,161363

1010

3

3

2

2

Трансформаторларнинг тузилиши

Трансформатор

Асосий қисм

Ўзак

Чулғам

Ёрдамчи қисм

Баклари

Изолятор

Магнит ўтказгич деб магнит занжирни ҳосил

қилувчи электротехник пўлат тунукачалар

мажмуасига айтилади.

устунли

қобиқли (броневўе)

Магнит ўтказгичлар

Трансформатор ўзаклари асосан икки хил

трансформатор пўлатларидан иссиқ жўваланган

(горячекатаная) ва совуқ жўваланган (холодноката-

ная) пўлатлардан ясалади.

Совуқ жўваланган трансформатор пўлат жўваланиш

йўналиши бўйича иссиқ жўваланганникига кўра бир неча

марта яхшироқ магнит хусусиятларга эга. Аммо бундай магнит

ўзакни йиғиш технологик жараёни анча мураккабдир.

Пўлат тунукачаларни ўзаро изоляцияланиши учун

қалинлиги 0,03 мм бўлган қоғоз ёки мойли лок ишлатилади.

қоғоз изоляция лок изоляциясидан арзонлигига қарамай

иссиққа чидамсиз, лекин қоғоз изоляцияси қалин бўлганлиги

сабабли, магнит ўтказгич кесим юзасининг пўлат билан

тўлдирилиш коэффициенти Ктўл ни камайтиради. Шу сабабли

мазкур камчиликларни ҳисобга олиб, катта қувватли

трансформаторларда локли изоляциялар ишлатилади

Трансформатор чўлғам турлари

Цилиндрик икки қатламли чўлғам

Уч фазали устунли концентрик чулғамли трансформатор. 1 - юқори кучланишли

чулғам; 2 - паст кучланишли чулғам; 3 - устун (стержень); 4 - тўсин (ярмо).

ТРАНСФОРМАТОР ЧУЛҒАМЛАРИ

Трансфоматорларнинг чулғамлари бир қанча талабларни қониқтириши

шарт:

- чулғам учун ишлатиладиган миснинг камёблигини ҳисобга олиб, унинг

ишлаб чиқарилишидаги харажатлари минимал ва трансформаторнинг ишлаш

жараёнидаги фойдали иш коэффициенти мумкин қадар максимал бўлиши

лозим;

- чулғамнинг иссиқлик ажратиш жараёни стандарт талабларини қондириши

шарт, агар чулғам ҳарорати бу шартдан ошса, трансформаторнинг умри кескин

қисқаради;

- трансформаторнинг бехосдан қисқа туташувидан ҳосил бўладиган

электродинамик кучларнинг чулғамга таъсири аянчли бўлмаслиги лозим;

- кучланишнинг бехосдан ошиб кетишига

чулғамнинг электрик ва механик бардошлик

қобилияти мавжуд бўлиши шарт.

Бу талаблар кўпинча бир-бирига зиддир. Масалан, миснинг ҳаражати

камайтирилса, чулғамдаги токнинг зичлиги ортиб, ундаги қувват исрофи ортади

ва шу туфайли, ф.и.к. камаяди. Чулғамлар иссиқлик даражаси ошуви юқорироқ

мўлжалда қилинса, трансформатор савлати (габарити) камаяди, зеро унинг умри

қисқаради. Шунинг учун чулғамларнинг ҳозирги замон тузилишлари, айниқса

юқори кучланишли трансформаторлар чулғамлари тузилиши, тажрибаларда

текширилган узоқ муддатли изланиш ишларининг маҳсулидир.

МОЙЛИ ТРАНСФОРМАТОРНИНГ БОКИ

Ҳозирги замон кучли трансформаторларини совутиш

учун уларнинг актив қисмлари, яъни магнит ўзак ва унга

маҳкамланган чулғамлар, мойли бакка жойлаштирилади.

Бунда чулғамлар ва магнит ўзак ўз ҳароратини

ҳаракатланаётган (актив қисмни юваётган) мойга узатади.

Мойнинг ҳаракати эса бакнинг ҳар еридаги мой ҳарорати

фарқи натижасида ҳосил бўлади. Чунончи, қизиган мой

юқорига ҳаракатланиб, унинг ўрнини махсус совутгичлардан

келаётган совуқ мой эгаллайди. Совутгичларга эса қизиган

мой келади, шу тариқа, мойнинг табиий циркуляцияси (берк

контур бўйлаб ҳаракати) трансформаторнинг чулғамлари ва

магнит ўзакларини табиий совутади.

Трансформаторнинг қуввати ошган сари, унинг совутиш

шароитлари мушкуллашади.

Трансформаторларнинг ишлаш принципи

Трансформациялаш коэффициенти транс-

форматорлар назарияси ва уларни эксплуата-

циясида кўп аҳамиятли ҳисобланади.

Трансформаторнинг исталган режимини тавсифлаш учун

чулғамларнинг э.ю.к. ва м.ю.к. мувозанат тенгламаларидан

фойдаланилади.

Магнит занжири учун Кирхгофнинг биринчи қонуни

қўлланилади.

Трансформаторнинг алмаштириш схемаси орқали трансформатор

ишини аналитик ва график усуллар билан текшириш жараёни

соддалашади.

Трансформаторлар қуйидаги иш режимларида ишлайди: а) Салт ишлаш режими; б) Юклама режими; в) Қисқа туташув режими.

Салт юриш (юксиз) режимида иккиламчи чулғамнинг токи

нолга тенг, лекин бирламчи чулғамдаги ток нолга баравар

бўлмайди. Иккиламчи чулғам узилган ҳолда бирламчи

чулғамнинг токи салт юриш токи дейилади

Салт (юксиз) ишлашнинг аҳамияти катта, чунки унинг ёрдамида

тажриба усули билан трансформаторнинг муҳим қийматлари

бўлмиш а) трансформациялаш коэффициенти; б) юксиз ишлаш

токи ва в) юксиз ишлаш қувват исрофларини аниқлаш мумкин.

Салт (юксиз) ишлаш вектор диаграммаси.

Ток, кучланиш ва

бошқа

ўзгарувчиларни

комплекс шаклида

векторлар билан

ифодалаш

мумкинлиги

трансформатор-

ларни ҳисоблаш

ва улар ишини

тавсифлашда анча

қулайликлар

яратади.

Трансформаторларнинг қисқа туташуви деб унинг шундай

чекланган режимига айтиладики, бунда иккиламчи чулғам ўз-

ўзига қисқа (R=0 бўлган ўтказгич билан) уланиб, бирламчи

чулғамга u1 ўзгарувчан кучланиш уланади. Шу сабабли,

иккиламчи чулғам кучланиши u2 = 0 бўлади. Қиска туташ

режими, бу авария (шикаста) режим булиб, бунда ток номинал

қийматга нисбатан 10-20 марта ошиб кетади.

Трансформаторнинг юкли ишлаши, унинг бирламчи

чулғами тармоққа, иккиламчи чулғами эса юкка ёки юк

тармоғига уланганда содир бўлади ва иккиламчи

чулғамдан i2 токи оқиб ўтиши билан характерланади.

Ô

0I

1USÔ1

SÔ1

SÔ2

SÔ2 1U2Z 2I

Трансформаторнинг юкли ишлаш вектор диаграммаси.

ТРАНСФОРМАТОРНИНГ ТАШҚИ ТАВСИФИ ВА ФОЙДАЛИ

ИШЛАШ КОЭФФИЦИЕНТИ (Ф.И.К.)

Ҳамма электр машиналари сингари, трансформаторларда хам

ф.и.к. деб, трансформаторнинг актив қувват бирлигида (яъни

киловатт, ёки ватт) тармоққа узатилаётган (иккиламчи) қуввати

Р2 нинг унга келтирилаётган бирламчи (шу бирликдаги) қувват

Р1 га нисбатига айтилади.

Трансформаторнинг ташқи тавсифи деб бирламчи кучланиш ва юк

характери ўзгармас бўлгандаги

)( 2211 IfUConstСosваConstU боғланишига айтилади

%105558.0, 222 KH ваUCosII бўлганда, кучланиш пасаюви

%852 U бўади.

Агар РМ – чулғамлар мисидаги, Рп – пўлатдаги қувват

исрофи бўлса, Р1қР2+РП+РМ ва

Трансформаторларнинг максимал ФИК η = 0,95 ÷ 0,97

Паст кучланишли чулғам юқори кучланишли чулғамнинг бир

қисмини ташкил қилган трансформатор автотрансформатор

дейилади. У пасайтирувчи ва юксалтирувчи трансформатор бўлиши

мумкин.

Автотрансформаторларнинг умумий камчиллиги шуки, юқори

паст кучланишли занжирлар бир-бирига электрик боғланган-

лиги натижасида паст кучланиш занжири юқори кучланиш

остида қолар экан.

Кучланиш трансформатори деб юқори кучланишли бирламчи

чулғамнинг ўрамлари сони W1 нисбатан кўп бўлиб, тармоққа параллел

уланади, яъни ўлчанадиган кучланиш бевосита таъсир эттирилади.

Иккиламчи чулғамнинг ўрамлари сони W2 нисбатан кам бўлиб, унга

вольтметр, ваттметр, счётчик ва бошқа асбобларнинг кучланиш ғалтаклари

уланади.

ax

xA 1U

2U

1W2W

V V

V

Токни ўлчаш трансформатори

Кучли токларни кучсиз токка айлантиришда ток трансформаторлари

ишлатилади. Бундай трансформаторлар бирламчи чулғамининг ўрамлари

сони кўп бўлмай, асосий электр занжирига кетма-кет уланади ва

ўлчанадиган ток у орқали ўтади. Иккиламчи чулғамнинг ўрамлари сони

нисбатан кўп бўлиб, унга ўлчов асбоблари (амперметр, ваттметр,

счётчикларнинг токли ғалтаклари) кетма-кет уланади.

Уч фазали трансформаторлар, асосан, уч фазали ток

тизимларини трансформациялаш учун ишлатилади. Уч фазали

трансформатор умумий пўлат ўзакка эга бўлиб, алоҳида

фазаларнинг токлари ҳосил қилган барча магнит оқимлари ана

шу ўзак бўйлаб туташади.

Трансформаторлар ишлаши жараёнида улар шикастланганда (авария) ёки

таъмирлаш ишларини олиб борганда истеъмолчини электр энергияси билан

узлуксиз таъминлаш масаласи туради. Буни амалга оширишда икки (ёки ундан

кўп) трансформаторларни параллел улаш усули кенг қўлланилади. Ундан

ташқари, бундай улаш натижасида параллел ишлаётган трансформаторларнинг

сонини ўзгартириб, уларнинг максимал ф.и.к. лари билан, ҳамда уларнинг ҳар

бирини оптимал ишлашларини таъминлаш мумкин.

Трансформаторлар параллел уланганда, улар ҳар бирининг бирламчи

чулғамлари таъминловчи тармоққа, иккиламчи эса истеъмолчининг тармоғига

уланадилар

Трансформаторларнинг параллел ишлаш схемаси.