Үш фазалы трансформатор

Мектептен тыс мекемелер

Сабақтың тақырыбы: « Үш фазалы трансформатор»

Сабақтың мақсаты: а)білімділік: Оқушыларды үш фазалы трансформатормен және оның қасиет-

                                              терімен таныстыру.                  

                                           б)тәрбиелік: Оқушыларды трансформаторды ажырата білуге, техникалық

                                              терминдерді ұғынуға, сауаттылыққа, еңбекті сүюге, адамгершілікке

                                              тәрбиелеу.

                                           в)дамытушылық: Оқушылардың тапқырлығын, ақыл-ойын, ойлау қабілетін,

                                              ынтасын дамыту.

           Сабақ барысы:   1. Ұйымдастыру бөлімі

  1.   Үй тапсырмасын тексеру
  2.   Жаңа сабақ түсіндіру
  3.       Сергіту сәті
  4.      Бекіту
  5.    Бағалау, қорытындылау.    
  6. I. Саламатсыздар ма, оқушылар! Сабаққа қатынаса алмай отырған оқушылар бар ма ? Қане ескерте қойыңдар. Енді үй тапсырмасының тақырыбы қандай, кім айтады? – Иә, дұрыс. Трансформаторлар және жұмыс принципі. Үй тапсырмасын тексеру үшін «жібек жолы керуенін» ойналық.1 керуен және 2 керуен болып бөлініп, 2 командаға бөлінеміз. Бұл ойынның шарты: мен  жүк салынған сандықшаны ашып, ішіндегі сұрағын кезекпен әр керуенге қоямын, соған жауап беріп, жүктің бағасын аласыңдар. Сабақтың соңында қанша жүк жинағандарыңды санаймыз. Сұрақтар:
  7. Трансформатор дегенініз не? Оның негізгі бөлшектерін ата.

2.Трансформатор электромашиналар қатарына жата ма?

     3.Кернеуді көбейту үшін қандай трансформатор қолданылады?

4.Электр энергиясын тұтынушыға керекті мөлшерде жеткізу үшін қандай трансформаторлар қолданылады?

5.Магнитопровод неге керек? Ол қандай материалдан жасалған?

6.Трансформатор обмоткаларының орналасуына қарай неше түрге бөлінеді? Олардың обмоткалары қалай орналасады?

7.Трансформаторда неше обмотка бар?

8.Егер трансформатордың орам саны көп болса, онда кернеу қандай болады? Ал егер аз болса ше?

   Төменгі кернеудің мөлшері қандай?

9.Трансформатордың жұмыс принципі?

10.Бос жүріс тогы дегеніміз не?  

 

 Сонымен үй тапсырмасын қорытындылап, жаңа сабақ тақырыбымен танысалық. Бұған дейін генератор тарауын оқығанда системаның бір фазадан басқа үш фазалы болатынын білдік. Сіздерге мынадай сұрақ: Үш фазалы системаның бір фазалы системадан айырмашылығы қандай? Үш фазалы система дегеніміз не?  Трансформаторларды да қуатты  трансформаторға айналдыру үшін үш фазалы система қолданылады. Бүгінгі тақырыбымыз: «Үш фазалы трансформаторлар»

  1.             Үш фазалы трансформаторлар. Үш фазалы трансформаторлар фазалық құрлымы жағынан екі немесе үш орамалы болады да, оларды екі немесе үш орамалы дейді.
  2. Үш фазалы трансформаторлардың магнит өткізгіштігішінің құрылыс ерекшеліктері. Үш фазалы кернеуді (ЭҚК) трансформациялау үшін үшфазалы трансформатор қолданылады. Ең көп тарағандары өзекшелері бір жазықтықта орналасқан (1-сурет) үш фазалы үш өзекшелі трансформаторлар.

Мұндай трансформаторлардың сипаттамалық ерекшелігі оның магнит жүйесінің симметриялы болмауы, ортадағы магнит өткізгіштің өзекшесі шеткілерінікінен қысқа. Бұл ең бастысы бос жүріс кезінде білінеді.

1.-сурет. Өзекшелері бір жазықтықта орналасқан үшфазалы үшөзекшелі кернеу трансформаторы: 1 – магнитөткізгіш; 2 – төменгі кернеу орамасы; 3 – жоғарғы кернеу орамасы.

 

 

2-сурет. Тәуелсіз магнит жүйелі топтық үшфазалы кернеу трансформаторы.

 

Тәуелсіз магнитті жүйелі трансформаторлар- топтамалы үшфазалы трансформатор, ол үш бір фазадан тұрады (2-сурет). Мұндай трансформаторлар тоқ беретін үшфазалы желілерде, тарату жүйелерінде кеңінен қолданынылады.

  1. Үшфазалы трансформаторлар орамдарының белгіленуі және жалғану топтары. Жоғары кернеудің фазалық орамаларының басы латынша бас әріппен А,В,С, ал аяғы жағынан,Y, X Z пен белгілейді. Төменгі кернеулі орамның қысқыштарын латын алфавитінің кіші әріптерімен белгілейді; а,в,с-ораманың басы және x,y,z-ораманың аяғы (3-сурет). Қысқа болу үшін, фазалық орамаларды бастапқы әріптерімен белгілейді Фаза А(а), фаза В(в), фаза С(с), бір фазалық ораманың басы мен аяғы еркін етіп таңдайды. Онда ораманың қалған екі ораманың басы етіп қысқыштарды алады, содан шығып орамаға орау бірінші ораманың бағытымен жүргізіледі.

 

 

3-сурет. Үшфазалы кернеу трансформаторы орамасының ұштарын белгілеу.

 

Үш фазалы трансформаторлардың ортаңғы өзекшесіндегі ораманы табу үшін орамалардың бірін кезекпен желіге қосып, қалған екеуінің қысқышындағы кернеуді өлшейді.

Егер ол кернеу бірдей болса,онда желіге қосылған орама ортаңғы өзекшеде болғаны. Үшфазалы трансформатордың фазалық орамалары «жұлдызша» немесе «үшбұрыштап» сұлбасы бойынша жалғанады.

Үшфазалы ораманы « жұлдызша» сұлбасы арқылы  қосу оның барлық үш ұшын ортақ түйіншекке жалғап,бас жағын тоқ көзіне немесе жүктемеге жалғау үшін бос қалдырады (4-сурет). Ораманы ұшбұрыштан қосқанда, бірінші ораманың басы,келесі ораманың аяғымен қосып барлық орама тұйықталғанша жалғайды (5-сурет). Трансформатордың орамаларын « жұлдызша» немесе «үшбұрыштап» етіп қосу Ү немесе D деп таңбалайды. Егер  жұлдызша қосуда шығарылған бейтарап нүктесі болса, онда сәйкес белгінің қасына «О» жазады. Мысалы; Ү0/D десе онда жоғары кернеулі орама жұлдызша қосылған, сыртқа шығарылған бейтарап нүктесі болғаны, ал төмен кернеулі орама ұшбұрыштап қосылған.

Үшфазалы трансформатордың орамалары «жұлдызшаң қосылған болса, бір мезгілде  шама жағынан әртүрлі екі:

UUл = Ö3UUф                                                      (1)

етіп жалғанған фазалық және сызықтық қатынастағы екі кернеу болады. Бұл жүктеме  жарықтандыру-күштік түрінде аралас келгенде ыңғайлы. Күштек жүктемесі, мысалы, электр моторлар, әдетте, желідегі сызықтық кернеу 380 Вольт, ал  нөлдік  өткізгіштерді  пайдаланып қосылатын  тұрмыстық және жарықтандыратын 220 Вольттық фазалық кернеуге  қосылған кездерде (Uф=Uл/Ö3=380/Ö3=220)  болады. «Үшбұрыштапң қосқанда фазалық және сызықтық кернеулер өзара тең:

      UÑл = UÑф                                                     (2).

 

 

4-сурет. Кернеу трансформаторы орамасын «жұлдызң сұлбасымен жалғау.

 

5-сурет. Кернеу трансформаторы орамасын «үшбұрышң сұлбасымен жалғау.

 

Сонымен ұшфазалы трансформаторды жағаудың төрт түрі болуы ықтимал: Ү/Y, Y/Ñ, ÑU, ÑÑ. КСРО кезінде орамаларды жалғаудың екі түрі ғана стандартталған:Ү/Y, Y/Ñ, олардың бейтарап түктелер сыртқа шығарылған немесе шығарылмаған.

Үшфазалы трансформаторлардың орамаларын қосу сұлбасын бірлестіруді таңдап алу тұтынушылардың, сондай-ақ тоқтардың ассиметриялы болу немесе олардың синусоидалық болу ықтималдығын ескере отырып жүзеге асырылады.

Үшфазалы трансформаторлардың жалғау тобы былай анықтайды. Трансформаторлардың орамаларын жалғау сұлбасын олардың қысқыштарының МЕМ стандарттарын көрсете отырып сызады. ЭҚК-тің оң бағытын ораманың соңғы ұшынан басқы ұшына қарай немесе кернеулерді ораманың  басқы ұшынан соңғы ұшына қарай көрсетеді. Қосу сұлбасының өзгеруіне қарамастан ЭҚК пен кернеудің оң бағыты өзгеріссіз қалады.(6 пен 7-суреттер)    ЖК мен ТК орамалардың бір-бірінен 1200 бұрышқа ығысқан фазалық кернеулерінің вектордық диаграммаларын біріктіріп сызады(6-сурет).

Фазалық кернеудің векторлық диаграммасында алынған теңдеулерді графикалық жолмен шешу арқылы сызықтық кернеулердің UАВ және Uав векторларының жағдайларын анықтайды (6-сурет). ЖК орамасындағы сызықтық  кернеудің UАВ = UА–UВ векторын сағат тілінің 12 санына дәлдеп қоямыз. Сонда сол диаграммада үшфазалы трансформатордың ТК орамасындағы сызықтық кернеудің Uав =Uа–Uв,  векторы жалғау тобының нөмірін көрсетеді. 6-суретте трансформаторлардағы қосудың 12-ші тобы көрсетілген. Сызықтық кернеулердің векторларының орны сағат тілінің ұшы сағат 12-ге тура келеді. Бұл жағдайда UАВ векторы сағат циферблатының минут тіліне Иав векторы сағат циферблатының сағат тіліне сәйкес келеді.

 

 

 

 

 

 

6-сурет. Онекінші топтағы үшфазалы кернеу трансформаторы.

 

Егер екінші орама «Үшбұрыш» UÑ сұлбасы бойынша жалғанса (7-сурет), онда фазалық кернеудің векторлық диаграммасы бұрыңғы қалпында қалады   (7-сурет),   себебі    олар    жалғау    сұлбасына    тәуелді   емес.

UАВ векторын (минуттық тіл) сағат тілінің 12 санына келтірсек, екінші орамадағы сызықтық кернеудің Uав  векторының (сағаттық тіл) 11 санын  көрсеткенін байқаймыз. Демек, трансформатор орамаларының осы сұлбасы бойынша жалғасуы 11 топқа жататынын көреміз.

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

 

 

 

7-сурет. Онбірінші топтағы үшфазалы кернеу трансформаторы.

 III. Бүгінгі сабақты қаншалықты түсінгендеріңді білу үшін сергіту ойынын, яғни жаңа сабақты аукционға саламыз. Сонымен кімнің ойы ұшқыр, жылдам, оны қазір аукцион арқылы білеміз:

  1. Үш фазалы трансформатордың неше обмоткасы бар?
  2. Обмоткасының орналасуына қарай трансформатор қандай түрде жасалынады?
  3. Әр стерженнің неше кернеуі бар?
  4. Жоғары кернеу қалай белгіленеді, төменгі кернеу ше?
  5. Обмоткалар қалай жалғанады?
  6. Жұлдызша ның шартты белгісі қандай, үшбұрыштап жалғаудың ше?
  7. Егер жұлдызша жалғаудың нольдік желісі болса қалай белгілейміз?
  8. Сызықтық және фазалық кернеулердің арасындағы қатынас қалай өрнектеледі?

          9.Үш фазалы трансформатордың жоғары және төменгі кернеу обмоткаларының бастарын жалғаудың неше түрі бар?

  1. Екі кернеудің арасындағы бұрыштық ығысу қалай есептелінеді?

 

  1. Міне ойынымызда мәресіне жетті. Енді қай керуен қанша жүк жинады, есептейміз.

       Үйге тапсырма осы тақырыпты оқып, түсініп келу. Сабақ аяқталды, сау болыңыздар!