Galios transformatorius 17 klausimų ir atsakymų! Sužinokite, ką žinote...

01

Kodėl transformatoriaus šerdis turėtų būti įžeminta?

Įprastai veikiant galios transformatoriui, geležinė šerdis turi būti patikimai įžeminta. Jei įžeminimo nėra, geležinės šerdies pakabos įtampa į žemę sukels geležinės šerdies pertraukiamąjį gedimą ir iškrovimą į žemę, todėl įžeminus geležinę šerdį, pakabos potencialo susidarymo galimybė pašalinama. Tačiau, kai šerdis įžeminta daugiau nei dviejuose taškuose, netolygus potencialas tarp branduolių sudarys cirkuliaciją tarp įžeminimo taškų ir sukels daugiataškį šerdies įkaitimo gedimą.

Įžeminimas transformatoriaus geležinėje šerdyje sukels vietinį geležinės šerdies perkaitimą. Sunkiais atvejais padidės vietinis geležinės šerdies temperatūros kilimas, gali atsirasti lengvas dujų poveikis, o kartais ir stiprus dujų poveikis. Trumpasis jungimas tarp geležinių lustų susidaro dėl sudegusios dalinės geležinės šerdies, o tai padidina geležies nuostolius ir rimtai paveikia transformatoriaus veikimą bei normalų veikimą, todėl remontui būtina pakeisti geležinės šerdies silicio plieno lakštą. Todėl transformatoriai neleidžia įžeminti daugiataškiu būdu, o tik vienu tašku.

02

Kodėl transformatoriuose kaip šerdį naudojami silicio plieno lakštai?

Įprastas transformatoriaus šerdis paprastai gaminamas iš silicio plieno lakštų. Silicio plienas yra silicio (silicio dar žinomas kaip silicio) plieno rūšis, kurioje silicio kiekis yra 0,8–4,8 %. Transformatoriaus šerdis gaminama iš silicio plieno, nes pats silicio plienas yra magnetinė medžiaga, pasižyminti dideliu magnetiniu laidumu. Įjungtoje ritėje jis gali sukelti didelį magnetinės indukcijos intensyvumą, todėl transformatoriaus tūris gali sumažėti.

Kaip žinome, transformatorius visada veikia kintamosios srovės būsenoje, o galios nuostoliai atsiranda ne tik ritės varžoje, bet ir geležies šerdyje, įmagnetintame kintamosios srovės. Galios nuostoliai geležies šerdyje paprastai vadinami „geležies nuostoliais“. Geležies nuostoliai atsiranda dėl dviejų priežasčių: viena yra „histerezės nuostoliai“ ir kita – „sūkurinių srovių nuostoliai“.

Histerezės nuostoliai – tai geležies nuostoliai, atsirandantys dėl histerezės reiškinio geležies šerdies įmagnetėjimo procese. Šių nuostolių dydis yra proporcingas medžiagos histerezės kilpos apsuptam plotui. Silicio plieno histerezės kilpa yra siaura, o transformatoriaus geležies šerdies histerezės nuostoliai yra maži, todėl jos įkaitimo laipsnis gali labai sumažėti.

Kadangi silicio plienas turi aukščiau išvardytų privalumų, kodėl gi nepanaudojus viso silicio plieno kaip šerdies, o ne perdirbus jį į lakštus?

Taip yra todėl, kad sluoksniuota šerdis sumažina kitokio tipo geležies nuostolius, vadinamus sūkurinių srovių nuostoliais. Transformatoriaus veikimo metu ritėje teka kintamoji srovė, kuri sukuria kintamąjį magnetinį srautą. Šis kintantis srautas sukuria indukuotą srovę geležies šerdyje. Geležinėje šerdyje susidariusi indukuota srovė cirkuliuoja plokštumoje, statmenoje magnetinio srauto krypčiai, todėl ji vadinama sūkurinėmis srovėmis. Sūkurinių srovių nuostoliai taip pat kaitina šerdį. Siekiant sumažinti sūkurinių srovių nuostolius, transformatoriaus geležies šerdis yra sukrauta iš silicio plieno lakštų, kurie yra izoliuoti vienas nuo kito, kad sūkurinė srovė praeitų per mažą ilgos ir siauros grandinės dalį, padidindama varžą sūkurinės srovės kelyje. Tuo pačiu metu silicis silicio pliene padidina medžiagos varžą ir taip pat atlieka svarbų vaidmenį mažinant sūkurinę srovę.

Transformatoriaus geležinei šerdžiai paprastai naudojamas 0,35 mm storio šaltai valcuotas silicio plieno lakštas. Priklausomai nuo reikiamo geležinės šerdies dydžio, jis supjaustomas į ilgus lakštus, o po to sujungiamas į „saulės“ arba „burnos“ formą. Iš principo, norint sumažinti sūkurinių srovių poveikį, kuo plonesnis silicio plieno lakštas, tuo siauresnė sujungimo juostelė ir tuo geresnis efektas. Tai ne tik sumažina sūkurinių srovių nuostolius ir temperatūros kilimą, bet ir taupo silicio plieno lakšto medžiagą. Tačiau iš tikrųjų, gaminant silicio plieno lakštą iš geležinės šerdies, ne tik minėti privalumai, bet ir šerdies gamyba pareikalautų gerokai padidinti darbo valandas bei sumažinti efektyvų šerdies skerspjūvį. Todėl, gaminant transformatoriaus šerdį iš silicio plieno lakšto, reikėtų pradėti nuo konkrečios situacijos, pasverti privalumus ir trūkumus ir pasirinkti geriausią dydį.

03

Kokia yra dujų apsaugos apimtis?

1) Daugiafazis trumpasis jungimas transformatoriaus viduje.

2) Trumpasis jungimas tarp vijų, trumpasis jungimas tarp apvijos ir geležies šerdies arba apvalkalo.

3) Geležies šerdies pažeidimas.

4) Po paviršiumi susikaupusi alyva arba alyvos nuotėkis.

5) Blogas čiaupo jungiklio kontaktas arba netvirtai suvirinta viela.

04

Kuo skiriasi pagrindinio transformatoriaus diferencialinė ir dujų apsauga?

1, pagrindinio transformatoriaus diferencialinė apsauga yra suprojektuota ir pagaminta pagal cirkuliacinės srovės principą, o dujų apsauga yra suprojektuota ir pagaminta pagal dujų, susidarančių arba suskaidytų transformatoriaus vidinio gedimo metu, savybes.

2. Diferencinė apsauga yra pagrindinė transformatoriaus apsauga, o dujų apsauga yra pagrindinė transformatoriaus vidinių gedimų apsauga.

3, atsižvelgiant į skirtingą apsaugos apimtį:

Diferencinė apsauga:

1) Pagrindiniame transformatoriaus išvade ir transformatoriaus ritėje yra daugiafazis trumpasis jungimas.

2) rimtas vienfazis trumpasis jungimas tarp posūkių.

3) Apsauginės ritės ir laido įžeminimo gedimas didelės srovės įžeminimo sistemoje.

B Apsauga nuo dujų:

1) Transformatoriaus vidinis daugiafazis trumpasis jungimas.

2) trumpasis jungimas tarp posūkių, tarp posūkių ir šerdies arba išorėje ir trumpasis jungimas.

3) Geležies šerdies gedimas (įkaitimo ir degimo nuostoliai).

4) Po paviršiumi susikaupusi alyva arba alyvos nuotėkis.

5) Blogas čiaupo jungiklio kontaktas arba blogas vielos suvirinimas.

05

Kaip pašalinti pagrindinio transformatoriaus aušintuvo gedimą?

1. Nutrūkus aušintuvo I ir II sekcijų darbiniam maitinimui, bus išsiųstas „#1, #2 maitinimo sutrikimo“ signalas. Pagrindinis transformatorinis aušintuvas sustos ir bus įjungta išjungimo grandinė.

2. Jei eksploatacijos metu sugenda I ir II sekcijų perjungimo maitinimo šaltiniai, užsidega indikatorius „visi aušintuvo stotelės“, tada sujungiama pagrindinio transformatoriaus aušintuvo visų stotelių ir išjungimo grandinė. Apie apsaugos įjungimą reikia nedelsiant pranešti dispečerinei tarnybai ir ją išjungti, o rankinį perjungimą atlikti nedelsiant.

3. Kai sugenda kuri nors aušintuvo grandinė, izoliuokite sugedusią aušintuvo grandinę.

06

Kokios yra transformatorių lygiagretaus veikimo pasekmės, kai jie neatitinka lygiagretaus veikimo sąlygų?

Kai kintamasis santykis nėra vienodas ir veikia lygiagrečiai, atsiranda cirkuliacija, kuri veikia transformatoriaus išvestį. Jei procentinė varža nėra pastovi ir veikia lygiagrečiai, apkrova negali būti paskirstyta pagal transformatoriaus talpos proporciją, bet taip pat gali paveikti transformatoriaus išvestį. Kai laidų grupės nėra vienodos ir veikia lygiagrečiai, transformatorius sujungiamas trumpai.

07

Kas sukelia neįprastą transformatoriaus garsą?

1) perkrova;

2) Blogas vidinis kontaktas, išlydžio uždegimas;

3) Kai kurios dalys yra atsilaisvinusios;

4) Sistemoje yra įžeminimas arba trumpasis jungimas;

5) Didelis variklio paleidimas sukelia santykinai didelius apkrovos pokyčius.

08

Kada negalima reguliuoti transformatoriaus apkrovos įtampos reguliatoriaus atšakos jungiklio?

1) Transformatoriaus perkrovos veikimas (išskyrus ypatingus atvejus)

2) Kai dažnai pasirodo signalas apie lengvą apkrovos slėgio reguliavimo įtaiso dujų apsaugą.

3) kai apkrovos slėgio reguliavimo įtaiso alyvos žymėje nėra alyvos.

4) Kai reguliavimo slėgio skaičius viršija nurodytą skaičių.

5) Nenormalus slėgio reguliavimo įtaiso veikimas.

09

Kokie yra transformatoriaus vardinės plokštelės vardiniai duomenys?

Transformatoriaus vardinė vertė yra gamintojo nustatyta normalaus transformatoriaus naudojimo norma. Nurodytoje veikimo būsenoje transformatorius gali užtikrinti ilgalaikį patikimą darbą ir gerą našumą. Jo vardinė vertė apima:

1. Nominali galia: transformatorius, kurio nominalioji išėjimo galia yra garantuotos vertės, matuojamas volt-ampero (VA), kilovolt-ampero (kVA) arba megavolt-ampero (MVA) vienetais. Kadangi transformatorius turi didelį veikimo efektyvumą, paprastai pradinė ir antrinės apvijos nominalioji galia yra lygi.

2, vardinė įtampa: tai garantuota transformatoriaus gnybtų įtampos vertė be apkrovos, išreikšta voltais (V) ir kilovoltais (kV). Jei nenurodyta kitaip, vardinė įtampa yra transformatoriaus kontaktinė įtampa.

3. Nominali srovė: reiškia linijos srovę, apskaičiuotą pagal nominalią talpą ir nominalią įtampą, išreikštą amperais (A).

4, be apkrovos srovė: transformatoriaus be apkrovos veikimo sužadinimo srovė, išreikšta vardinės srovės procentine dalimi.

5, trumpojo jungimo nuostoliai: viena apvijos pusė trumpai sujungiama, kita apvijos pusė įjungia įtampą, kad abi apvijos pusės pasiektų vardinę srovę ir aktyviuosius nuostolius, išreikštus vatais (W) arba kilovatais (kW).

6, be apkrovos nuostoliai: reiškia transformatoriaus aktyviosios galios nuostolius be apkrovos, išreikštus vatais (W) arba kilovatais (kW).

7, trumpojo jungimo įtampa: dar vadinama varžos įtampa, reiškia, kad vienoje apvijos pusėje yra trumpasis jungimas, o kitoje pusėje pasiekiama vardinė srovė ir įtampa, o vardinė įtampa – procentais.

8. Prijungimo grupė: nurodo pirminės ir antrinės apvijų prijungimo režimą ir fazių skirtumą tarp linijų įtampų, kurį rodo laikrodis.

10

Kodėl srovės šaltinių keitikliams reikalinga didelė transformatoriaus galia?

Transformatoriai paprastai projektuojami pagal vardinę talpą, o ne vardinę galią, nes jų srovė yra susijusi tik su vardine talpa. Įtampos šaltinio keitiklių atveju vardinė talpa ir vardinė galia yra beveik vienodos, nes įėjimo galios koeficientas yra artimas 1. Srovės šaltinio keitiklis toks nėra, jo įėjimo pusės transformatoriaus galios koeficientas yra ne didesnis kaip lygus asinchroninio variklio apkrovos galios koeficientui, todėl esant tai pačiai variklio apkrovai, jo vardinė talpa yra didesnė nei įtampos šaltinio keitiklio transformatoriaus.

11

Su kuo susijęs transformatoriaus talpa?

Geležies šerdies pasirinkimas yra susijęs su įtampa, o laido pasirinkimas – su srove, t. y. laido storis yra tiesiogiai susijęs su kaloringumo verte. Tai reiškia, kad transformatoriaus talpa yra susijusi tik su kaloringumo verte. Jei transformatoriaus šilumos išsklaidymas aplinkoje nėra geras, jis gali dirbti su 1000 kVA galia, o šilumos išsklaidymo pajėgumas yra padidintas, o tada 1250 kVA galia.

Be to, transformatoriaus nominalioji galia taip pat susijusi su leistinu temperatūros kilimu, pavyzdžiui, jei transformatoriaus galia yra 1000 kVA, leistinas temperatūros kilimas yra 100 K, o ypatingomis aplinkybėmis, jei galima leisti dirbti iki 120 K temperatūros, jo galia yra didesnė nei 1000 kVA. Taip pat matyti, kad pagerinus transformatoriaus šilumos išsklaidymo sąlygas, galima padidinti jo nominaliąją galią. Ir atvirkščiai, esant tokiai pačiai keitiklio galiai, galima sumažinti transformatoriaus spintelės tūrį.

12

Kaip pagerinti transformatoriaus efektyvumą?

1) Pabandykite pasirinkti mažo nuostolio, didelio efektyvumo ir energiją taupantį transformatorių

2) Pagal apkrovą pasirinkite tinkamos talpos transformatorių

3) Vidutinis transformatoriaus apkrovos koeficientas turėtų būti didesnis nei 70%

4) kai vidutinis apkrovos koeficientas dažnai yra mažesnis nei 30%, mažos talpos transformatorių reikia pakeisti atitinkamai

5) Pagerinkite apkrovos galios koeficientą, kad pagerintumėte transformatoriaus gebėjimą perduoti aktyviąją galią

6) Protinga apkrovos konfigūracija, kiek įmanoma sumažinant transformatoriaus veikimo skaičių

13

Kodėl reikia paspartinti didelio energijos suvartojimo paskirstymo transformatoriaus techninę transformaciją?

Didelio energijos suvartojimo paskirstymo transformatoriai daugiausia susiję su: SJ, SJL, SL7, S7 ir kitų serijų transformatoriais, kurių geležies ir vario nuostoliai yra daug didesni nei šiuo metu plačiai naudojamų S9 serijos transformatorių, tokių kaip S7, geležies nuostoliai yra 11 % didesni, o vario nuostoliai – 28 % didesni nei S9.

Nauji transformatoriai, tokie kaip S10 ir S11, taupo energiją nei S9, o amorfinio lydinio transformatoriaus geležies nuostoliai prilygsta tik S7 20 %. Transformatorių tarnavimo laikas paprastai yra keli dešimtmečiai. Pakeitus didelio efektyvumo transformatorių didelio efektyvumo energiją taupančiu transformatoriumi, galima ne tik pagerinti energijos konversijos efektyvumą, bet ir sutaupyti elektros energijos per visą jo eksploatavimo laiką.

14

Kas yra sūkurinė srovė? Koks yra žalingas sūkurių susidarymo poveikis?

Kai kintamoji srovė teka per laidą, aplink jį sukuriamas kintamasis magnetinis laukas. Visas laidas, patekęs į kintamąjį magnetinį lauką, viduje generuos indukuotą srovę, nes ši indukuota srovė visame laidininke virsta uždara kilpa, panašiai kaip vandens sūkurys, vadinamasis sūkurys. Sūkurinė srovė ne tik eikvos energiją, sumažins elektros įrangos efektyvumą ir įkais elektros prietaisuose (pvz., transformatoriaus šerdyje), o tai rimtai paveiks normalų įrangos veikimą.

15

Kodėl transformatoriaus apsauga nuo trumpalaikių jungimų turėtų vengti žemos įtampos trumpojo jungimo srovės?

Atsižvelgiant į relinės apsaugos judėjimo selektyvumą, ypač į didelės įtampos greitojo išjungimo apsaugą, transformatoriaus gedimų išorinė apsauga atsiranda, jei nustatant maksimalią trumpojo jungimo srovę nevengiama transformatoriaus žemosios įtampos pusės. Kadangi žemosios įtampos pusė nėra toli nuo trumpojo jungimo srovės vertės diapazono, pagrindinė vertė nėra didelė, todėl didelės įtampos greitojo išjungimo apsauga bus išplėsta iki žemo slėgio, todėl selektyvumas bus prarastas. Praradus selektyvumo apsaugą, ji bus patikimesnė, tačiau sukels nepatogumų, nes dabar daugelyje pramoninių 10 kV transformatorių visada yra 10 kV šynų ir išėjimo jungiklių, o kiekvienoje dirbtuvėje žemos įtampos transformatorių patalpoje (žiedinė tinklo spintelė + transformatorius) įrengti žemos įtampos jungikliai. Jei jungiklis neišvengs transformatoriaus žemosios įtampos pusės maksimalios trumpojo jungimo srovės, sukels žemos įtampos pagrindinį jungiklį (žiedinės tinklo spintelės apkrovos jungiklio saugiklis), o aukštos įtampos jungiklis sukels nepatogumų.

16

Kodėl negalima įžeminti dviejų lygiagrečiai sujungtų transformatorių vienu metu?

Didelės srovės sistemoje, siekiant atitikti relinės apsaugos jautrumo koordinavimo reikalavimus, viena pagrindinio transformatoriaus dalis yra įžeminta, o kita dalis – neįžeminta.

Dviejų pagrindinių transformatorių vienoje stotyje neutralūs taškai nėra įžeminti vienu metu, todėl daugiausia dėmesio skiriama nulinės sekos srovės ir nulinės sekos įtampos apsaugos koordinavimui.

Pastotėje su keliais lygiagrečiai sujungtais transformatoriais viena transformatoriaus neutralių taškų dalis yra įžeminta, o kita dalis – neįžeminta. Tokiu būdu įžeminimo srovės lygį galima apriboti priimtiname diapazone, o viso tinklo nulinės sekos srovės dydis ir žingsnis negali būti paveikti darbo režimo pakeitimo, taip pat galima pagerinti sistemos nulinės sekos srovės apsaugos jautrumą.

17

Kodėl naujai įrengtam arba kapitališkai suremontuotam transformatoriui prieš pradedant eksploatuoti reikia atlikti smūginio uždarymo bandymą?

Išjungus tinkle veikiančius tuščiosios eigos transformatorius, susidarys darbinė viršįtampis. Įžemintose silpnos srovės sistemose vadinamosios viršįtampio amplitudė gali būti 3–4 kartus didesnė už vardinę fazės įtampą; didelėse įžemintose sistemose darbinė viršįtampis taip pat gali būti iki 3 kartų didesnis už vardinę fazės įtampą. Todėl, norint patikrinti, ar transformatoriaus izoliacija gali atlaikyti vardinę įtampą ir darbinę viršįtampio vertę, prieš įjungiant transformatorių, reikia atlikti kelis smūginio uždarymo bandymus. Be to, tuščiosios eigos transformatoriaus įėjime susidarys įjungimo srovės šuolis, kurios vertė gali siekti 6–8 kartus didesnę už vardinę srovę. Kadangi sužadinimo įjungimo srovė sukuria daug elektros energijos, atlikite smūginio uždarymo bandymą arba įvertinkite, ar transformatoriaus mechaninis stiprumas ir relinė apsauga nesukels veiksmingų priemonių veikimo sutrikimų.

Šaltinis: „Windows on Power“