Principio de funcionamiento y conocimientos básicos sobre transformadores

2. La capacidad nominal y la tensión de cortocircuito de tres transformadores trifásicos con la misma relación de transformación y grupo de conexión son, respectivamente:

Después de hacerlos funcionar en paralelo, la carga es de 550 OKVA,

P: ① ¿Cuál es la carga distribuida por cada transformador?

2. ¿Cuál es la carga total máxima que pueden soportar tres transformadores sin sobrecargarse?

③ ¿Cuál es la tasa de utilización de la capacidad total del equipo del transformador?

Respuesta

Relación de distribución de cada transformador:

Después de que se operan en paralelo, la carga es de 5500 KVA,

P: ① ¿Cuál es la carga distribuida por cada transformador?

2. ¿Cuál es la carga total máxima que pueden soportar tres transformadores sin sobrecargarse?

③ ¿Cuál es la tasa de utilización de la capacidad total del equipo del transformador?

Respuesta

3. ¿Cuáles son las diferencias entre los autotransformadores y los transformadores ordinarios?

Respuesta: La diferencia entre un autotransformador y un transformador ordinario es:

(1) Su lado primario y su lado secundario no solo están conectados por magnetismo, sino también por electricidad, mientras que los transformadores ordinarios solo están conectados por magnetismo.

(2) La capacidad de la fuente de alimentación a través del transformador se compone de dos partes: la potencia de inducción electromagnética entre el devanado primario y el devanado común, y la potencia de conducción conducida directamente por el devanado primario.

(3) Dado que el devanado del autotransformador está compuesto por un devanado primario y un devanado común, el número de espiras del devanado primario es correspondientemente menor que el número y la altura de las espiras del devanado primario del transformador ordinario, la corriente del devanado común y la reactancia de dispersión generada. La reactancia de cortocircuito X del autotransformador es (1-1/K) veces la reactancia de cortocircuito X del transformador ordinario, y K es la relación de transformación.

(4) Si el autotransformador está equipado con un tercer devanado, este ocupa la capacidad del devanado común. Esto afecta el modo de operación y la capacidad de intercambio del autotransformador.

(5) Debido a que el punto neutro del autotransformador debe estar conectado a tierra, el ajuste y la configuración de la protección de relé son complicados.

(6) El autotransformador es de tamaño pequeño, peso ligero, conveniente para el transporte y de bajo costo.

4. ¿A qué problemas se debe prestar atención en el funcionamiento del autotransformador?

Respuesta: Problemas a tener en cuenta durante el funcionamiento del autotransformador:

(1) Dado que los lados primario y secundario del autotransformador tienen conexión eléctrica directa, el punto neutro del autotransformador utilizado en la red eléctrica debe estar conectado a tierra de manera confiable y directa para evitar el aumento de voltaje en el lado de baja tensión causado por la falla de puesta a tierra monofásica en el lado de alta tensión.

(2) Debido a la conexión eléctrica directa entre el lado primario y el secundario, cuando el lado de alta tensión sufre una sobretensión, se producirá una sobretensión grave en el lado de baja tensión. Para evitar este peligro, deben instalarse pararrayos tanto en el lado primario como en el secundario.

(3) Dado que la impedancia de cortocircuito del autotransformador es pequeña y su corriente de cortocircuito es mayor que la de un transformador ordinario, es necesario tomar medidas para limitar la corriente de cortocircuito cuando sea necesario.

(4) Durante el funcionamiento, se debe controlar la corriente del devanado común para que sea inferior a la carga. Si es necesario, se puede ajustar el modo de funcionamiento del tercer devanado para aumentar la capacidad de intercambio del autotransformador.

5. Dibuje el autotransformador O - Y0 con el tercer devanado/ Δ- Diagrama de cableado y diagrama vectorial de 12-11

Respuesta:

Diagrama de cableado

Diagrama vectorial potencial

6. ¿Cuáles son los tipos de regulación de voltaje de los transformadores? ¿Por qué las tomas de los transformadores están en el lado de alto voltaje?

Respuesta: Existen dos modos de regulación de voltaje del transformador: regulación de voltaje con carga y regulación de voltaje sin carga:

La regulación de voltaje bajo carga significa que el transformador puede ajustar la posición de su toma durante el funcionamiento, modificando así la relación de transformación para lograr la regulación de voltaje deseada. Existen dos modos de regulación de voltaje bajo carga: regulación de voltaje en el extremo de línea y regulación de voltaje en el punto neutro. Esto se refiere a la diferencia entre la toma del transformador ubicada en el extremo de línea del devanado de alta tensión o en el punto neutro del mismo. La toma en el punto neutro reduce el nivel de aislamiento de la toma del transformador, lo cual presenta ventajas evidentes, pero requiere que el punto neutro del transformador esté conectado directamente a tierra durante el funcionamiento.

La regulación de voltaje en vacío se refiere a la regulación de la posición de la toma del transformador en caso de falla de energía y mantenimiento, con el fin de cambiar la relación de transformación para lograr el propósito de regulación de voltaje.

La toma del transformador generalmente se realiza desde el lado de alta tensión, que considera principalmente:

(1) El devanado de alta tensión del transformador generalmente está en el exterior, y la conexión de salida del cable de derivación es conveniente;

(2) La corriente en el lado de alta tensión es menor, y la sección del conductor de la parte que transporta corriente de la línea de salida y del cambiador de tomas es menor. El impacto de un mal contacto se puede resolver fácilmente.

En principio, la toma puede ubicarse en cualquier lado, y se debe realizar una comparación económica y técnica. Por ejemplo, la toma de un transformador reductor de 500 kV se realiza desde el lado de 220 kV, mientras que el lado de 500 kV es fijo.

7. ¿Qué es la sobreexcitación de un transformador? ¿Cómo se produce la sobreexcitación de un transformador?

Respuesta: Cuando aumenta el voltaje del transformador o disminuye la frecuencia, aumenta la densidad de flujo magnético de trabajo. La saturación del núcleo del transformador se denomina sobreexcitación del transformador.

Tras la desconexión del sistema eléctrico debido a un accidente, la sobretensión por rechazo de carga, la sobretensión por resonancia ferromagnética, el ajuste incorrecto de la conexión de la toma del transformador, el transformador sin carga al final de una línea larga u otro mal funcionamiento, el aumento prematuro de la corriente de excitación antes de que la frecuencia del generador alcance el valor nominal, la autoexcitación del generador y otras condiciones de algunos sistemas pueden generar una tensión más alta que provoque la sobreexcitación del transformador.

8. ¿Cuáles son las posibles consecuencias de la sobreexcitación del transformador? ¿Cómo evitarla?

Respuesta: Cuando la tensión del transformador supera el 10 % de la tensión nominal, el núcleo se satura y aumentan las pérdidas en el hierro. Las fugas magnéticas incrementan las pérdidas por corrientes parásitas en componentes metálicos como la carcasa, lo que provoca el sobrecalentamiento del transformador, el envejecimiento del aislamiento, lo que afecta su vida útil e incluso puede llegar a quemarlo.

Evitación:

(1) Evite el funcionamiento con voltaje excesivo. Generalmente, cuanto mayor sea el voltaje, más grave será la sobreexcitación y menor será el tiempo de funcionamiento permitido.

(2) Agregar protección contra sobreexcitación: enviar señal de alarma o cortar el transformador de acuerdo con la curva característica del transformador y diferentes múltiplos de sobreexcitación permitidos.

9. ¿Qué medidas de seguridad se proporcionan para la estructura del cuerpo del transformador? ¿Cuál es su función principal?

Respuesta: Las medidas de protección en la estructura del cuerpo del transformador incluyen:

(1) Conservador

Su capacidad es de aproximadamente el 8-10% del aceite del transformador. Su función es compensar la variación del volumen del aceite debido a los cambios de temperatura, limitar el contacto entre el aceite y el aire, y reducir la humedad y la oxidación del aceite. Se instala un absorbedor de humedad en el conservador para evitar la entrada de aire al transformador.

(2) Absorbedor de humedad y purificador de aceite

El absorbente de humedad, también conocido como respirador, está lleno de un adsorbente, que es alúmina activada tipo gel de sílice. A menudo se le añade una parte de gel de sílice descolorido. Cuando el color azul se torna rojo, indica que el adsorbente se ha visto afectado por la humedad y debe secarse o reemplazarse.

El purificador de aceite también se denomina filtro. El cilindro de aceite limpio está lleno de un adsorbente, que es alúmina activada con gel de sílice. Cuando el aceite pasa a través del purificador y entra en contacto con el adsorbente, absorbe el agua, el ácido y los óxidos presentes en el mismo, lo que limpia el aceite y prolonga su vida útil.

(3) Tubería a prueba de explosiones (vía de seguridad)

El tubo antideflagrante se instala en la tapa del tanque del transformador como protección contra la alta presión en el tanque de aceite en caso de falla interna del transformador.

La válvula de alivio de presión se utiliza en los transformadores modernos de gran tamaño para sustituir el conducto de aire de seguridad. Cuando aumenta la presión interna de falla del transformador, la válvula de alivio de presión se activa y se conectan los contactos para la alarma o el disparo.

Además, el transformador también cuenta con protección contra gases, termómetro, medidor de aceite y otros dispositivos de seguridad.

10. ¿Cuál es la diferencia entre un transformador de voltaje y un transformador de corriente en sus principios de funcionamiento?

Respuesta: El transformador de voltaje se utiliza principalmente para medir el voltaje, mientras que el transformador de corriente se utiliza para medir la corriente.

(1) El lado secundario del transformador de corriente puede estar en cortocircuito, pero no en circuito abierto; el lado secundario del transformador de tensión puede estar en circuito abierto, pero no en cortocircuito.

(2) En comparación con la carga en el lado secundario, la impedancia interna primaria del transformador de tensión es tan pequeña que puede ignorarse, y el transformador de tensión puede considerarse como una fuente de tensión; la resistencia interna primaria del transformador de corriente es tan grande que se considera como una fuente de corriente con resistencia interna infinita.

(3) Cuando el transformador de tensión funciona normalmente, la densidad de flujo magnético se aproxima al valor de saturación, y la tensión cae cuando el sistema falla. En cambio, cuando el transformador de corriente funciona normalmente, la densidad de flujo magnético disminuye y es muy baja. Cuando el sistema sufre un cortocircuito, la corriente en el lado primario aumenta, lo que incrementa considerablemente la densidad de flujo magnético, llegando incluso a superar el valor de saturación, lo que provoca un aumento en el error de la corriente de salida secundaria. Por lo tanto, conviene seleccionar un transformador de corriente que no se sature fácilmente.