Трансформаторы однофазного и трехфазного тока

Трансформатором в электротехнике называется аппарат, преобразующий электрическую энергию переменного тока в электрическую же энергию переменного тока. В этом аппарате нет непрерывно вращающихся частей. Поэтому трансформатор не является машиной в обычном смысле этого слова; но так как в трансформаторе все же имеет место преобразование энергии и притом это преобразование, как и в обычных электрических машинах, происходит при посредстве магнитного потока, то он весьма близко к ним подходит по явлениям, в нем происходящим. На этом основании курс трансформаторов составляет неотъемлемую часть общего курса электрических машин.

Трансформатор является необходимейшим элементом электрической установки переменного тока. Он облегчает передачу энергии на далекие расстояния, он же облегчает ее распределение между крупными и самыми мелкими приемниками. Благодаря применению трансформатора, позволяющего получать переменный ток при любом напряжении, облегчается производство электрических машин переменного тока, которые не могут работать при слишком высоких напряжениях, а также электрической аппаратуры и приемников электрической энергии. Только благодаря трансформатору переменный ток получил широчайшее распространение, отодвинув постоянный ток, не имеющий своего трансформатора, на второе и относительно весьма скромное место.

Трансформаторы, как и электрические машины, характеризуются, в основном, мощностью и напряжением. Диапазон мощностей и напряжений современных трансформаторов весьма широк. Имеются трансформаторы мощностью 0,5 VA, но имеются трансформаторы мощностью и в 100 00 kVA одной единице. Точно так же существуют трансформаторы с напряжением 2—3 V, но существуют трансформаторы с напряжением 1 миллион вольт или 1000 kV. Последнее напряжение имеется у трансформаторов лабораторного типа. Наивысшие напряжения промышленных трансформаторов —110 kV и 220 kV. Причины ограничения предельного напряжения промышленных трансформаторов кроются не в производстве трансформаторов, а в устройстве линий передачи и высоковольтной аппаратуры. Точно так же причины ограничения мощности трансформатора величиною 100000 kVA в одной единице лежат не в трансформаторе, а в условиях железнодорожного транспорта. Размеры мощного трансформатора (свыше 100 000 kVA) при высоком напряжении получаются настолько значительными, что трансформатор с его баком и выводами (изоляторами) уже не вмещается в железнодорожный габарит даже при специально для него построенной тележке.

Рост мощности центральных электрических станций, а также проблема единой высоковольтной сети выдвигает мощное трансформаторостроение и у нас, в СССР. В настоящее время электрозавод в Москве уже строит трансформаторы (однофазные) мощностью 20 000 kVA с напряжением 220/110 kV. Ведется подготовка к производству мощных трансформаторов высокого напряжения с применением собственных, неимпортных, изоляционных материалов.

Настоящая книга имеет целью дать основные сведения об устройстве и работе трансформаторов однофазного и трехфазного тока. Она является одним из звеньев серии руководств по электрическим машинам, которые предназначаются для проработки учащимися в электротехнических ВТУЗах и техникумах—очных и заочных.

Инж. А. В. Трамбицкому, просмотревшему рукопись и сделавшему ряд указаний, приношу глубокую благодарность.