1. Transformatorlarni vazifalari va qo‘llanilish soxalari. Transformatorlarni tuzilishi va ishlash prinsipi. Transformatorlarning ish rejimlari

5-ma’ruza: TRANSFORMATORLAR

• 
  REJA:
  

1. Transformatorlarni vazifalari va qo‘llanilish soxalari.
2. Transformatorlarni tuzilishi va ishlash prinsipi.
3. Transformatorlarning ish rejimlari.
.
Transformatorlarning qo’llanilishi Hozirgi vaqtda xalq xo’jaligining barcha sohalarida turli xil elektr mashinalari, transformatorlar va boshqa elektr asbob–uskunalari ishlatilmoqda. Elektr mashinalari va transformatorlar ma’lum quvvatga mo’ljallab tayyorlanadi. Bu quvvat mashina ishlaganda undan ajralib chiqadigan issiqlik miqdori bilan aniqlanadi. Har bir elektr mashinasi, transformator yoki boshqa elektr asbobining pasportida ularning normal sharoitda ishlashini xarakterlovchi kattaliklarning nominal qiymatlari, masalan, nominal quvvati, nominal kuchlanishi, nominal toki va boshqalar ko’rsatilgan bo’ladi.
Amalda ishlatiladigan elektr asbob–uskunalarining nominal kuchlanishi 6 V, 12V, 24 V, 36 V, 127 V, 220 V, 380 V, 660 V, 6 kV, 10 kV, 35 kV, 110kV va boshqalarga teng bo’lishi mumkin. Ko’pgina shaharlarda past kuchlanishli elektr tarmog’ining kuchlanishi U = 220 V ga teng. Ba’zan kuchlanishi 127 V bo’lgan iste’molchini kuchlanishi 220 V bo’lgan elektr tarmog’iga ulab ishlatish kerak bo’lib qoladi. Bunday iste’molchini 220 V li elektr tarmog’iga to’g’ridan–to’g’ri ulash mumkin emas; bu holda uni elektr tarmog’iga kuchlanishni pasaytiruvchi transformator orqali ulanadi.
O’zgaruvchan tok kuchlanishining qiymatini o’zgartirib beruvchi statik elektromagnit apparat transformator deyiladi.
Elektr tarmoqlarida elektr energiyasini ma’lum masofaga uzatishda (kuchlanishni oshirish uchun) va uni iste’molchilar orasida taqsimlashda (yuqori kuchlanishni pasaytirish uchun) transformatorlar keng ishlatiladi. Elektr tarmog’ining muhim apparati hisoblangan transformatorni rus elektrotexnigi P N. YAblochkov 1876 yilda ixtiro qilgan. Transformatorni yanada takomillashtirish ustida rus ixtirochisi I. F. Usagin ham ko’pgina tadqiqot ishlari olib borgan.
Elektr energiyasi turli xil elektrostantsiyalarda ishlab chiqariladi. Odatda, elektrostantsiyalar tabiiy energetika resurslari mavjud bo’lgan rayonlarda quriladi. Bunday rayonlar esa ko’pincha sanoat markazlaridan ancha uzoqda bo’ladi. Elektrostantsiyalarda ishlab chiqarilgan elektr energiyasi elektr uzatish liniyalari orqali sanoat markazlariga, ya’ni iste’molchilarga uzatiladi. So’nggi vaqtlarda elektr energiyasi uzatilishi lozim bo’lgan masofa va uzatiladigan quvvatlar tobora ortib bormoqda. Elektr energiyasi ma’lum masofaga uzatilganda liniya simlarida sodir bo’ladigan quvvat isrofi mumkin qadar kam bo’lishi lozim. SHundagina elektr uzatish liniyasining foydali ish koeffitsiyenti katta bo’ladi, ya’ni iste’molchilarga ko’proq energiya yetib boradi. Energiya uzatuvchi liniya simlarida quvvat isrofi, asosan, ulardan o’tuvchi tok kuchining kvadratiga hamda liniya simlarining aktiv qarshiligiga bog’liqdir. Tok kuchi qancha katta bo’lsa, quvvat isrofi shuncha katta bo’ladi. Liniyalarda tok kuchi katta bo’lsa, bu simlarning ko’ndalang kesim yuzalarini katta qilib olishga to’g’ri keladi. Quvvat isrofini kamaytirish uchun simlarning aktiv qarshiligini kamaytirish lozim. Ma’lum uzunlikdagi simning aktiv qarshiligini, asosan, uning ko’ndalang kesim yuzini kattalashtirish yo’li bilan kamaytirish mumkin.
Liniyalarda ko’ndalang kesim yuzi katta bo’lgan simlarning ishlatilishi elektr uzatuvchi liniyalar uchun sarflanadigan rangli metallar (mis, alyuminiy va boshqalar) sarfini ko’paytiradi hamda simlarning og’irligini oshirib yuboradi. Og’ir simlarni ko’tarib turish uchun baqquvat tayanchlar o’rnatish lozim bo’ladi. O’z navbatida bunday tayanchlar uchun ko’p metall va yog’och materiallar sarflash talab qilinadi. Bunday sharoitda elektr energiyasini ma’lum masofaga uzatish ancha qimmatga tushadi va ba’zan maqsadga muvofiq bo’lmay qoladi.
Bu masalani boshqacha hal qilish mumkin. Ma’lumki, elektr tokining quvvati, asosan, kuchlanish va tok kuchi qiymatlarining ko’paytmasi R= UI bilan aniqlanadi. Bu formulaga muvofik, ma’lum quvvatda kuchlanish katta bo’lsa, tok kuchi kichkina bo’ladi va aksincha. Ma’lum quvvatni uzoq masofaga uzatishda kuchlanish qiymati necha marta oshirilsa, simlardan o’tadigan tok kuchining qiymati shuncha marta kamayadi. Energiya uzatishda liniya simlarida tok kuchi kichik bo’lsa, kuchlanish pasayishi ham, quvvat isrofi ham kam bo’ladi. Bundan tashqari, tok kuchi kichkina bo’lganda elektr uzatish liniyalarida ko’ndalang kesim yuzi kichikroq bo’lgan simlar ishlatishga imkon yaratiladi. Natijada liniya qurish uchun sarflanadigan rangli metallar hamda tayanchlar qurish uchun ishlatiladigan metall va yog’och materiallar sarfi kamayadi. Elektr energiyasini uzoq masofaga uzatish tannarxi arzonlashadi. Demak, elektr energiyasini uzoq masofaga kuchlanish qiymatini oshirib uzatish foydali ekan.
O’zgaruvchan tok kuchlanishi qiymatini transformatorlar yordamida istalgancha oshirish ham, pasaytirish ham mumkin. Energetika sistemalarida va yuqori hamda past kuchlanishli elektr tarmoqlarida kuchlanish qiymatini oshirib beruvchi yoki kamaytirib beruvchi transformatorlar keng ishlatiladi.
Hozirgi vaqtda elektrostantsiyalarda ishlab turgan yoki yangi o’rnatilayotgan generatorlarning nominal kuchlanishi 6...24 kV dan oshmaydi. Energiyani uzoq masofaga, chunonchi 10...24 kV kuchlanishda, uzatish (yuqoridagi mulohazalar asosida) maqsadga muvofiq bo’lmaydi. SHuning uchun katta quvvatlarni uzoq masofaga uzatishda o’ta yuqori kuchlanishlardan (masalan, 110 kV, 220 kV, 500 kV, 750 kV va hokazo) foydalaniladi. Bunday liniyalarda quvvat isrofi ancha kamayadi, energiya uzatish liniyasining FIK katta bo’ladi. SHuning uchun ham har bir elektr stantsiya qoshidagi podstantsiyada kuchlanishni bir necha o’n marta oshirib beradigan kuch transformatorlari o’rnatiladi.