Zasada działania i podstawowa wiedza o transformatorze

2. Moc znamionowa i napięcie zwarcia trzech transformatorów trójfazowych o tej samej przekładni i grupie połączeń wynoszą odpowiednio:

Po ich równoległym uruchomieniu obciążenie wynosi 550OKVA,

P: ① Jakie obciążenie rozkłada się na każdy transformator?

② Jakie maksymalne obciążenie całkowite mogą wytrzymać trzy transformatory bez przeciążenia?

③ Jaki jest wskaźnik wykorzystania całkowitej mocy transformatora?

Odpowiedź

Współczynnik rozdziału każdego transformatora:

Po ich równoległym uruchomieniu obciążenie wynosi 5500 kVA,

P: ① Jakie obciążenie rozkłada się na każdy transformator?

② Jakie maksymalne obciążenie całkowite mogą wytrzymać trzy transformatory bez przeciążenia?

③ Jaki jest wskaźnik wykorzystania całkowitej mocy transformatora?

Odpowiedź

3. Jakie są różnice pomiędzy autotransformatorami a zwykłymi transformatorami?

Odpowiedź: Różnica pomiędzy autotransformatorem a zwykłym transformatorem jest następująca:

(1) Jego strona pierwotna i strona wtórna połączone są nie tylko magnetyzmem, ale także elektrycznością, podczas gdy zwykłe transformatory połączone są tylko magnetyzmem.

(2) Pojemność zasilacza poprzez transformator składa się z dwóch części: mocy indukcji elektromagnetycznej pomiędzy uzwojeniem pierwotnym a uzwojeniem wspólnym oraz mocy przewodzenia bezpośrednio przewodzonej przez uzwojenie pierwotne.

(3) Ponieważ uzwojenie autotransformatora składa się z uzwojenia pierwotnego i uzwojenia wspólnego, liczba zwojów uzwojenia pierwotnego jest odpowiednio mniejsza niż liczba i wysokość zwojów uzwojenia pierwotnego transformatora konwencjonalnego, prąd uzwojenia wspólnego i generowana reaktancja rozproszenia. Reaktancja zwarciowa X autotransformatora jest równa (1-1/K)-krotności reaktancji zwarciowej X transformatora konwencjonalnego, a K jest przekładnią transformatora.

(4) Jeżeli autotransformator jest wyposażony w trzecie uzwojenie, to trzecie uzwojenie zajmuje wspólną pojemność uzwojenia. Wpływa to na tryb pracy i zdolność wymienną autotransformatora.

(5) Ponieważ punkt neutralny autotransformatora musi być uziemiony, konfiguracja i ustawienie zabezpieczenia przekaźnikowego są skomplikowane.

(6) Autotransformator jest mały, lekki, wygodny w transporcie i niedrogi.

4. Na jakie problemy należy zwrócić uwagę przy eksploatacji autotransformatora?

Odpowiedź: Problemy, na które należy zwrócić uwagę podczas eksploatacji autotransformatora:

(1) Ponieważ strona pierwotna i wtórna autotransformatora mają bezpośrednie połączenie elektryczne, punkt neutralny autotransformatora stosowanego w sieci elektroenergetycznej musi być niezawodnie i bezpośrednio uziemiony, aby zapobiec wzrostowi napięcia po stronie niskiego napięcia spowodowanemu przez jednofazowe zwarcie doziemne po stronie wysokiego napięcia.

(2) Ze względu na bezpośrednie połączenie elektryczne między stroną pierwotną a wtórną, przepięcie po stronie wysokiego napięcia może spowodować poważne przepięcie po stronie niskiego napięcia. Aby uniknąć tego zagrożenia, odgromniki muszą być zainstalowane zarówno po stronie pierwotnej, jak i wtórnej.

(3) Ponieważ impedancja zwarciowa autotransformatora jest mała, a jego prąd zwarciowy jest większy niż w przypadku zwykłego transformatora, konieczne jest podjęcie środków mających na celu ograniczenie prądu zwarciowego, gdy jest to konieczne.

(4) Podczas pracy należy monitorować prąd uzwojenia wspólnego, aby był mniejszy od obciążenia. W razie potrzeby tryb pracy trzeciego uzwojenia można dostosować w celu zwiększenia zdolności wymiennej autotransformatora.

5. Narysuj autotransformator O-Y0 z trzecim uzwojeniem/Schemat połączeń Δ i schemat wektorowy 12-11

Odpowiedź:

Schemat okablowania

Diagram wektora potencjału

6. Jakie są rodzaje regulacji napięcia transformatora? Dlaczego odczepy transformatora znajdują się po stronie wysokiego napięcia?

Odpowiedź: Istnieją dwa tryby regulacji napięcia transformatora: regulacja napięcia pod obciążeniem i regulacja napięcia bez obciążenia:

Regulacja napięcia pod obciążeniem oznacza, że ​​transformator może regulować położenie zaczepu podczas pracy, zmieniając w ten sposób przekładnię transformatora, aby osiągnąć cel regulacji napięcia. Transformator regulacji napięcia pod obciążeniem może działać w dwóch trybach: regulacji napięcia na końcu linii i regulacji napięcia w punkcie neutralnym, czyli różnicy między odczepem transformatora po stronie końca linii uzwojenia wysokiego napięcia a odczepem po stronie neutralnej uzwojenia wysokiego napięcia. Odczep po stronie neutralnej może obniżyć poziom izolacji odczepu transformatora, co ma oczywiste zalety, ale wymaga bezpośredniego uziemienia punktu neutralnego transformatora podczas pracy.

Regulacja napięcia biegu jałowego odnosi się do regulacji położenia odczepu transformatora w przypadku zaniku zasilania lub konserwacji, tak aby zmienić przekładnię transformatora i osiągnąć cel regulacji napięcia.

Odczep transformatora jest zazwyczaj pobierany od strony wysokiego napięcia, co głównie uwzględnia:

(1) Uzwojenie wysokiego napięcia transformatora jest zazwyczaj umieszczone na zewnątrz, a podłączenie wyprowadzenia odczepu jest wygodne;

(2) Prąd po stronie wysokiego napięcia jest mniejszy, a przekrój przewodu w części prądowej linii odpływowej i przełącznika odczepów jest mniejszy. Wpływ słabego styku można łatwo rozwiązać.

Zasadniczo odczep może być umieszczony po dowolnej stronie, co wymaga porównania ekonomicznego i technicznego. Na przykład, odczep dużego transformatora obniżającego napięcie 500 kV jest pobrany ze strony 220 kV, podczas gdy strona 500 kV jest nieruchoma.

7. Czym jest przewzbudzenie transformatora? Jak dochodzi do przewzbudzenia transformatora?

Odpowiedź: Wraz ze wzrostem napięcia transformatora lub spadkiem częstotliwości, robocza gęstość strumienia magnetycznego wzrasta. Nasycenie rdzenia transformatora nazywa się przewzbudzeniem transformatora.

Po odłączeniu systemu zasilania z powodu wypadku, przepięcia odrzutu obciążenia, przepięcia rezonansu ferromagnetycznego, nieprawidłowej regulacji podłączenia odczepu transformatora, braku obciążenia transformatora na końcu długiej linii lub innej nieprawidłowej pracy, przedwczesnego wzrostu prądu wzbudzenia przed osiągnięciem przez częstotliwość generatora wartości znamionowej, samowzbudzenia generatora i innych warunków niektórych systemów mogą generować wyższe napięcie powodujące nadmierne wzbudzenie transformatora.

8. Jakie są możliwe konsekwencje przewzbudzenia transformatora? Jak tego uniknąć?

Odpowiedź: Gdy napięcie transformatora przekroczy 10% napięcia znamionowego, rdzeń transformatora ulegnie nasyceniu, a straty w żelazie wzrosną. Upływ magnetyczny zwiększa straty wiroprądowe elementów metalowych, takich jak obudowa, powodując przegrzanie transformatora, starzenie się izolacji, co wpływa na żywotność transformatora, a nawet jego spalenie.

Unikanie:

(1) Unikaj pracy przy zbyt wysokim napięciu. Zasadniczo im wyższe napięcie, tym poważniejsze jest przewzbudzenie i tym krótszy jest dopuszczalny czas pracy.

(2) Dodaj zabezpieczenie przed nadmiernym wzbudzeniem: wyślij sygnał alarmowy lub odłącz transformator zgodnie z krzywą charakterystyczną transformatora i różnymi dopuszczalnymi wielokrotnościami nadmiernego wzbudzenia.

9. Jakie zabezpieczenia są przewidziane dla konstrukcji korpusu transformatora? Jaka jest ich główna funkcja?

Odpowiedź: Urządzenia zabezpieczające w konstrukcji korpusu transformatora obejmują:

(1) Konserwator

Jego pojemność wynosi około 8-10% objętości oleju transformatorowego. Jego funkcją jest kompensacja zmian objętości oleju transformatorowego spowodowanych zmianami temperatury, ograniczenie kontaktu oleju transformatorowego z powietrzem oraz redukcja zawilgocenia i utleniania oleju. Na konserwatorze zamontowany jest pochłaniacz wilgoci, aby zapobiec przedostawaniu się powietrza do transformatora.

(2) Pochłaniacz wilgoci i oczyszczacz oleju

Pochłaniacz wilgoci, znany również jako respirator, jest wypełniony adsorbentem, którym jest aktywowany tlenek glinu typu żelu krzemionkowego. Często dodaje się do niego część odbarwionego żelu krzemionkowego. Zmiana koloru niebieskiego na czerwony oznacza, że ​​adsorbent został zawilgocony i należy go osuszyć lub wymienić.

Oczyszczacz oleju nazywany jest również filtrem. Czysty cylinder olejowy jest wypełniony adsorbentem, którym jest tlenek glinu aktywowany żelem krzemionkowym. Gdy olej przepływa przez oczyszczacz oleju i styka się z adsorbentem, woda, kwas i tlenki zawarte w oczyszczaczu oleju są absorbowane, co oczyszcza olej i wydłuża jego żywotność.

(3) Rura przeciwwybuchowa (droga bezpieczeństwa)

Rura przeciwwybuchowa montowana jest na pokrywie kadzi transformatora jako zabezpieczenie odciążające przed wysokim ciśnieniem w zbiorniku oleju w przypadku wewnętrznej awarii transformatora.

Zawór bezpieczeństwa stosowany jest w nowoczesnych, dużych transformatorach, zastępując bezpieczny kanał powietrzny. Gdy wewnętrzne ciśnienie zwarciowe transformatora wzrasta, zawór bezpieczeństwa działa, a styki zostają zwarte w celu uruchomienia alarmu lub wyzwolenia.

Dodatkowo transformator posiada zabezpieczenie gazowe, termometr, miernik oleju i inne urządzenia zabezpieczające.

10. Jaka jest różnica między zasadą działania przekładnika napięciowego i przekładnika prądowego?

Odpowiedź: Przekładnik napięciowy służy głównie do pomiaru napięcia, natomiast przekładnik prądowy służy do pomiaru prądu.

(1) Wtórna strona przekładnika prądowego może ulec zwarciu, ale nie może być otwarta; Wtórna strona przekładnika napięciowego może ulec rozwarciu, ale nie może być otwarta.

(2) W porównaniu z obciążeniem po stronie wtórnej, pierwotna impedancja wewnętrzna przekładnika napięciowego jest tak mała, że ​​można ją pominąć, a przekładnik napięciowy można uznać za źródło napięcia; pierwotna rezystancja wewnętrzna przekładnika prądowego jest tak duża, że ​​jest on uważany za źródło prądu o nieskończonej rezystancji wewnętrznej.

(3) Gdy przekładnik napięciowy pracuje prawidłowo, gęstość strumienia magnetycznego jest bliska wartości nasycenia, a napięcie spada w przypadku awarii układu. Gęstość strumienia magnetycznego maleje, a gęstość strumienia magnetycznego jest bardzo niska, gdy przekładnik prądowy pracuje prawidłowo. W przypadku zwarcia w układzie prąd po stronie pierwotnej wzrasta, co znacznie zwiększa gęstość strumienia magnetycznego, a czasami nawet przekracza wartość nasycenia, powodując wzrost błędu prądu wyjściowego po stronie wtórnej. Dlatego należy starać się dobrać przekładnik prądowy, który nie ulega łatwemu nasyceniu.