Transformatoriaus veikimo principas ir pagrindinės žinios

2. Trijų trifazių transformatorių, turinčių tą patį transformacijos koeficientą ir jungčių grupę, vardinė talpa ir trumpojo jungimo įtampa yra atitinkamai:

Paleidus juos lygiagrečiai, apkrova yra 550 ...

K: ① Kiekvieno transformatoriaus paskirstyta apkrova?

② Kokią maksimalią bendrą apkrovą gali atlaikyti trys transformatoriai be perkrovos?

③ Koks yra transformatoriaus bendros įrangos pajėgumo panaudojimo koeficientas?

Atsakymas

Kiekvieno transformatoriaus paskirstymo santykis:

Po to, kai jie veikia lygiagrečiai, apkrova yra 5500 kVA,

K: ① Kiekvieno transformatoriaus paskirstyta apkrova?

② Kokią maksimalią bendrą apkrovą gali atlaikyti trys transformatoriai be perkrovos?

③ Koks yra transformatoriaus bendros įrangos pajėgumo panaudojimo koeficientas?

Atsakymas

3. Kuo skiriasi autotransformatoriai nuo paprastų transformatorių?

Atsakymas: Kuo skiriasi autotransformatorius nuo įprasto transformatoriaus?

(1) Jo pirminė ir antrinė pusės yra sujungtos ne tik magnetizmu, bet ir elektra, o įprasti transformatoriai yra sujungti tik magnetizmu.

(2) Transformatoriaus maitinimo šaltinio talpa susideda iš dviejų dalių: elektromagnetinės indukcijos galios tarp pirminės apvijos ir bendros apvijos bei laidumo galios, kurią tiesiogiai veda pirminė apvija.

(3) Kadangi autotransformatoriaus apvija sudaryta iš pirminės ir bendrosios apvijos, pirminės apvijos vijų skaičius yra atitinkamai mažesnis už įprasto transformatoriaus pirminės apvijos vijų skaičių ir aukštį, bendros apvijos srovę ir susidariusią nuotėkio reaktyviąją varžą. Autotransformatoriaus trumpojo jungimo reaktyvioji varža X yra (1–1/K) karto didesnė už įprasto transformatoriaus trumpojo jungimo reaktyviąją varžą X, o K yra transformacijos koeficientas.

(4) Jei autotransformatorius turi trečią apviją, ji užima bendrą apvijos talpą. Tai turi įtakos autotransformatoriaus veikimo režimui ir mainų talpai.

(5) Kadangi autotransformatoriaus neutralusis taškas turi būti įžemintas, relinės apsaugos nustatymas ir konfigūravimas yra sudėtingi.

(6) Autotransformatorius yra mažo dydžio, lengvas, patogus transportuoti ir nebrangus.

4. Į kokias problemas reikėtų atkreipti dėmesį eksploatuojant autotransformatorių?

Atsakymas: Problemos, į kurias reikia atkreipti dėmesį veikiant autotransformatoriui:

(1) Kadangi autotransformatoriaus pirminė ir antrinė pusės yra tiesiogiai sujungtos elektros energija, elektros tinkle naudojamo autotransformatoriaus neutralusis taškas turi būti patikimai ir tiesiogiai įžemintas, kad būtų išvengta įtampos kilimo žemosios įtampos pusėje, kurį sukelia vienfazis įžeminimo gedimas aukštosios įtampos pusėje.

(2) Dėl tiesioginio elektros jungties tarp pirminės ir antrinės apvijų, kai aukštosios įtampos pusėje susidaro viršįtampis, žemosios įtampos pusėje susidarys didelis viršįtampis. Siekiant išvengti šio pavojaus, žaibolaidžiai turi būti įrengti tiek pirminėje, tiek antrinėje apvijų pusėse.

(3) Kadangi autotransformatoriaus trumpojo jungimo varža yra maža, o trumpojo jungimo srovė yra didesnė nei įprasto transformatoriaus, būtina imtis priemonių trumpojo jungimo srovei apriboti, kai tai būtina.

(4) Eksploatacijos metu bendrosios apvijos srovė turi būti stebima, kad ji būtų mažesnė už apkrovą. Prireikus galima reguliuoti trečiosios apvijos veikimo režimą, kad padidėtų autotransformatoriaus mainų talpa.

5. Nubraižykite autotransformatoriaus O - Y0 su trečiąja apvija / Δ- 12-11 laidų schema ir vektorine diagrama.

Atsakymas:

Laidų schema

Potencialų vektoriaus diagrama

6. Kokie yra transformatoriaus įtampos reguliavimo tipai? Kodėl transformatoriaus atšakos yra aukštos įtampos pusėje?

Atsakymas: Yra du transformatoriaus įtampos reguliavimo režimai: įtampos reguliavimas esant apkrovai ir įtampos reguliavimas be apkrovos.

Įtampos reguliavimas apkrovos metu reiškia, kad transformatorius veikimo metu gali reguliuoti savo atšakos padėtį, taip keisdamas transformatoriaus perdavimo santykį ir pasiekdamas įtampos reguliavimo tikslą. Yra du transformatoriaus įtampos reguliavimo apkrovos metu režimai: tinklo galo įtampos reguliavimas ir neutralaus taško įtampos reguliavimas, t. y. skirtumas tarp transformatoriaus atšakos aukštos įtampos apvijos tinklo galo pusėje ir neutralaus taško pusėje. Atšaka neutralioje pusėje gali sumažinti transformatoriaus atšakos izoliacijos lygį, o tai turi akivaizdžių privalumų, tačiau reikalauja, kad transformatoriaus neutralusis taškas veikimo metu būtų tiesiogiai įžemintas.

Įtampos reguliavimas be apkrovos reiškia transformatoriaus čiaupo padėties reguliavimą elektros energijos tiekimo sutrikimo ir techninės priežiūros atveju, siekiant pakeisti transformatoriaus santykį ir pasiekti įtampos reguliavimo tikslą.

Transformatoriaus čiaupas paprastai imamas iš aukštos įtampos pusės, kuri daugiausia atsižvelgia į:

(1) Transformatoriaus aukštos įtampos apvija paprastai yra išorėje, todėl patogu naudoti išvado jungtį;

(2) Aukštosios įtampos pusėje srovė yra mažesnė, o išeinančios linijos ir atšakų keitiklio srovės laidininko skerspjūvis yra mažesnis. Prasto kontakto poveikį galima lengvai išspręsti.

Iš principo atšaka gali būti bet kurioje pusėje, todėl reikia atlikti ekonominį ir techninį palyginimą. Pavyzdžiui, 500 kV didelio žeminamojo transformatoriaus atšaka traukiama iš 220 kV pusės, o 500 kV pusė yra fiksuota.

7. Kas yra transformatoriaus per didelis sužadinimas? Kaip atsiranda transformatoriaus per didelis sužadinimas?

Atsakymas: Kai transformatoriaus įtampa didėja arba dažnis mažėja, darbinis magnetinio srauto tankis didėja. Transformatoriaus šerdies prisotinimas vadinamas transformatoriaus viršsužadinimu.

Atjungus elektros sistemą dėl avarijos, apkrovos atmetimo viršįtampis, feromagnetinio rezonanso viršįtampis, netinkamas transformatoriaus atšakos jungties sureguliavimas, transformatoriaus tuščioji eiga ilgos linijos gale ar kitas netinkamas veikimas, per ankstyvas sužadinimo srovės padidėjimas, kol generatoriaus dažnis nepasiekė vardinės vertės, generatoriaus savaiminis sužadinimas ir kitos kai kurių sistemų sąlygos gali sukelti aukštesnę įtampą, dėl kurios transformatorius gali per daug sužadinti.

8. Kokios galimos transformatoriaus per didelio sužadinimo pasekmės? Kaip to išvengti?

Atsakymas: Kai transformatoriaus įtampa viršija 10 % vardinės įtampos, transformatoriaus šerdis bus prisotinta ir padidės geležies nuostoliai. Magnetinis nuotėkis padidins metalinių komponentų, tokių kaip dėžutės korpusas, sūkurinių srovių nuostolius, sukeldamas transformatoriaus perkaitimą, izoliacijos senėjimą, paveikdamas transformatoriaus tarnavimo laiką ir netgi sudegindamas transformatorių.

Vengimas:

(1) Venkite veikimo esant per didelei įtampai. Paprastai kuo didesnė įtampa, tuo rimtesnis per didelis sužadinimas ir tuo trumpesnis leistinas veikimo laikas.

(2) Pridėkite apsaugą nuo per didelio sužadinimo: išsiųskite aliarmo signalą arba išjunkite transformatorių pagal transformatoriaus charakteristikų kreivę ir skirtingus leistinus per didelio sužadinimo daugiklius.

9. Kokios saugos apsaugos priemonės numatytos transformatoriaus korpuso konstrukcijoje? Kokia jų pagrindinė funkcija?

Atsakymas: Transformatoriaus korpuso apsaugos įrenginiai apima:

(1) Konservatorius

Jo talpa yra apie 8–10 % transformatorinės alyvos. Jo funkcija – prisitaikyti prie transformatorinės alyvos tūrio pokyčio dėl temperatūros pokyčių, apriboti transformatorinės alyvos sąlytį su oru ir sumažinti alyvos drėgmės bei oksidacijos laipsnį. Ant konservatoriaus sumontuotas drėgmės sugėriklis, kad oras nepatektų į transformatorių.

(2) Drėgmės sugėriklis ir alyvos valiklis

Drėgmės sugėriklis, dar vadinamas respiratoriumi, yra pripildytas adsorbento – silikagelio tipo aktyvuoto aliuminio oksido. Į jį dažnai įdedama dalis pakitusios spalvos silikagelio. Kai mėlyna spalva parausta, tai rodo, kad adsorbentas pateko į drėgmę ir jį reikia išdžiovinti arba pakeisti.

Alyvos valytuvas dar vadinamas filtru. Švaraus alyvos cilindras pripildomas adsorbento – silikageliu aktyvuoto aliuminio oksido. Kai alyva praeina per alyvos valytuvą ir kontaktuoja su adsorbentu, vanduo, rūgštis ir oksidas alyvos valytuve yra absorbuojami, todėl alyva tampa švari ir pailgėja jos tarnavimo laikas.

(3) Sprogimui atsparus vamzdis (saugi kvėpavimo takai)

Sprogimui atsparus vamzdis montuojamas ant transformatoriaus bako dangčio kaip apsauga nuo aukšto slėgio alyvos bake transformatoriaus vidinio gedimo atveju.

Slėgio mažinimo vožtuvas buvo naudojamas šiuolaikiniuose dideliuose transformatoriuose apsauginiam oro kanalui pakeisti. Kai transformatoriaus vidinis gedimo slėgis pakyla, suveikia slėgio mažinimo vožtuvas ir sujungiami kontaktai, skirti aliarmui arba išjungimo signalui.

Be to, transformatorius taip pat turi dujų apsaugą, termometrą, alyvos skaitiklį ir kitus saugos įtaisus.

10. Kuo skiriasi įtampos transformatorius ir srovės transformatorius savo veikimo principais?

Atsakymas: Įtampos transformatorius daugiausia naudojamas įtampai matuoti, o srovės transformatorius – srovei matuoti.

(1) Srovės transformatoriaus antrinė pusė gali būti trumpai sujungta, bet negali būti nutraukta; Įtampos transformatoriaus antrinė pusė gali būti nutraukta, bet negali būti trumpai sujungta.

(2) Palyginti su apkrova antrinėje pusėje, įtampos transformatoriaus pirminė vidinė varža yra tokia maža, kad ją galima ignoruoti, o įtampos transformatorių galima laikyti įtampos šaltiniu; srovės transformatoriaus pirminė vidinė varža yra tokia didelė, kad jis laikomas srovės šaltiniu su begaline vidine varža.

(3) Kai įtampos transformatorius veikia normaliai, magnetinio srauto tankis yra artimas soties vertei, o sistemai sugedus, įtampa krenta; kai srovės transformatorius veikia normaliai, magnetinio srauto tankis mažėja, o magnetinio srauto tankis yra labai mažas. Kai sistema trumpai sujungta, pirminės pusės srovė padidėja, todėl labai padidėja magnetinio srauto tankis, o kartais net viršija soties vertę, todėl padidėja antrinės išėjimo srovės paklaida. Todėl stenkitės pasirinkti srovės transformatorių, kurį nėra lengva prisotinti.