Načelo delovanja in osnovno znanje o transformatorju

2. Nazivna zmogljivost in kratkostična napetost treh trifaznih transformatorjev z enakim transformacijskim razmerjem in priključno skupino sta:

Po vzporedni povezavi je obremenitev 550 OKVA,

V: ① Obremenitev, ki jo porazdeli vsak transformator?

② Koliko največje skupne obremenitve lahko prenesejo trije transformatorji brez preobremenitve?

③ Kakšna je stopnja izkoriščenosti celotne zmogljivosti opreme transformatorja?

Odgovor

Razmerje porazdelitve vsakega transformatorja:

Po vzporednem delovanju je obremenitev 5500 kVA,

V: ① Obremenitev, ki jo porazdeli vsak transformator?

② Koliko največje skupne obremenitve lahko prenesejo trije transformatorji brez preobremenitve?

③ Kakšna je stopnja izkoriščenosti celotne zmogljivosti opreme transformatorja?

Odgovor

3. Kakšne so razlike med avtotransformatorji in navadnimi transformatorji?

Odgovor: Razlika med avtotransformatorjem in navadnim transformatorjem je:

(1) Njegova primarna in sekundarna stran nista povezani le z magnetizmom, temveč tudi z elektriko, medtem ko so navadni transformatorji povezani le z magnetizmom.

(2) Zmogljivost napajanja skozi transformator je sestavljena iz dveh delov: moči elektromagnetne indukcije med primarnim navitjem in skupnim navitjem ter moči prevodnosti, ki jo neposredno prevaja primarno navitje.

(3) Ker je navitje avtotransformatorja sestavljeno iz primarnega navitja in skupnega navitja, je število ovojev primarnega navitja ustrezno manjše od števila in višine ovojev primarnega navitja navadnega transformatorja, toka skupnega navitja in ustvarjene uhajave reaktance. Kratkostični reaktanca X avtotransformatorja je (1-1/K)-kratnik kratkostičnega reaktanca X navadnega transformatorja, K pa je transformacijsko razmerje.

(4) Če je avtotransformator opremljen s tretjim navitjem, njegovo tretje navitje zaseda skupno navitno kapaciteto. To vpliva na način delovanja in izmenjalno kapaciteto avtotransformatorja.

(5) Ker mora biti nevtralna točka avtotransformatorja ozemljena, sta nastavitev in konfiguracija relejne zaščite zapleteni.

(6) Avtotransformator je majhen, lahek, enostaven za prevoz in poceni.

4. Na katere težave je treba biti pozoren pri delovanju avtotransformatorja?

Odgovor: Težave, na katere je treba biti pozoren med delovanjem avtotransformatorja:

(1) Ker sta primarna in sekundarna stran avtotransformatorja neposredno električno povezani, mora biti nevtralna točka avtotransformatorja, ki se uporablja v električnem omrežju, zanesljivo in neposredno ozemljena, da se prepreči dvig napetosti na nizkonapetostni strani, ki ga povzroči enofazna ozemljitvena napaka na visokonapetostni strani.

(2) Zaradi neposredne električne povezave med primarno in sekundarno stranjo, ko je visokonapetostna stran izpostavljena prenapetosti, bo to povzročilo resno prenapetost na nizkonapetostni strani. Da bi se izognili tej nevarnosti, je treba namestiti strelovode tako na primarni kot na sekundarni strani.

(3) Ker je kratkostična impedanca avtotransformatorja majhna in je njegov kratkostični tok večji kot pri navadnem transformatorju, je treba po potrebi sprejeti ukrepe za omejitev kratkostičnega toka.

(4) Med delovanjem je treba spremljati tok skupnega navitja, da bo manjši od obremenitve. Po potrebi se lahko način delovanja tretjega navitja prilagodi za povečanje izmenjalne zmogljivosti avtotransformatorja.

5. Narišite avtotransformator O - Y0 s tretjim navitjem/Δ- vezalno shemo in vektorski diagram 12-11

Odgovor:

Električna shema

Vektorski diagram potenciala

6. Katere so vrste regulacije napetosti transformatorjev? Zakaj so odcepi transformatorjev na strani visoke napetosti?

Odgovor: Obstajata dva načina regulacije napetosti transformatorja: regulacija napetosti pod obremenitvijo in regulacija napetosti brez obremenitve:

Regulacija napetosti pod obremenitvijo pomeni, da lahko transformator med delovanjem prilagaja položaj odcepa in s tem spreminja prestavno razmerje transformatorja za doseganje namena regulacije napetosti. Obstajata dva načina regulacije napetosti pod obremenitvijo transformatorja: regulacija napetosti na koncu vodnika in regulacija napetosti nevtralne točke, torej razlika med odcepom transformatorja na koncu vodnika visokonapetostnega navitja ali na nevtralni strani visokonapetostnega navitja. Odcep na nevtralni strani lahko zmanjša raven izolacije odcepa transformatorja, kar ima očitne prednosti, vendar zahteva, da je nevtralna točka transformatorja med delovanjem neposredno ozemljena.

Regulacija napetosti brez obremenitve se nanaša na regulacijo položaja odklopnika transformatorja v primeru izpada električne energije in vzdrževanja, da se spremeni prestavno razmerje transformatorja in doseže namen regulacije napetosti.

Odcep transformatorja se običajno vzame z visokonapetostne strani, pri čemer se upošteva predvsem:

(1) Visokonapetostno navitje transformatorja je običajno na zunanji strani, izhodna povezava pa je priročna;

(2) Tok na visokonapetostni strani je manjši, presek prevodnika tokovnega dela odhodnega voda in preklopnika odcepne napetosti pa je manjši. Vpliv slabega stika je mogoče enostavno odpraviti.

Načeloma je lahko odcep nameščen na kateri koli strani, zato je treba opraviti ekonomsko in tehnično primerjavo. Na primer, odcep velikega znižalnega transformatorja 500 kV je napeljan na strani 220 kV, medtem ko je stran 500 kV fiksna.

7. Kaj je prevzbuditev transformatorja? Kako pride do prevzbuditve transformatorja?

Odgovor: Ko se napetost transformatorja poveča ali frekvenca zmanjša, se poveča delovna gostota magnetnega pretoka. Nasičenost jedra transformatorja se imenuje prevzbuditev transformatorja.

Po izklopu elektroenergetskega sistema zaradi nesreče lahko prenapetost zaradi zavrnitve obremenitve, prenapetost feromagnetne resonance, nepravilna nastavitev priključka transformatorskega odcepa, transformator v prostem teku na koncu dolge linije ali druge nepravilnosti v delovanju, prezgodnje povečanje vzbujevalnega toka, preden frekvenca generatorja doseže nazivno vrednost, samovzburjenje generatorja in drugi pogoji nekaterih sistemov povzročijo višjo napetost, ki povzroči prekomerno vzbujanje transformatorja.

8. Kakšne so možne posledice prevzbujanja transformatorja? Kako se temu izogniti?

Odgovor: Ko napetost transformatorja preseže 10 % nazivne napetosti, se jedro transformatorja nasiči in izgube v železu se povečajo. Magnetno uhajanje poveča izgube zaradi vrtinčnih tokov kovinskih komponent, kot je ohišje, kar povzroči pregrevanje transformatorja, staranje izolacije, skrajša življenjsko dobo transformatorja in celo povzroči sežig transformatorja.

Izogibanje:

(1) Preprečite delovanje s previsoko napetostjo. Na splošno velja, da višja kot je napetost, resnejše je prevzbujanje in krajši je dovoljeni čas delovanja.

(2) Dodajte zaščito pred prevzbujanjem: pošljite alarmni signal ali izklopite transformator v skladu s karakteristično krivuljo transformatorja in različnimi dovoljenimi večkratniki prevzbujanja.

9. Katere varnostne naprave so predvidene za ohišje transformatorja? Kakšna je njegova glavna funkcija?

Odgovor: Zaščitne naprave v ohišju transformatorja vključujejo:

(1) Konservator

Njegova prostornina je približno 8-10 % transformatorskega olja. Njegova funkcija je prilagoditi se spremembi prostornine transformatorskega olja zaradi temperaturnih sprememb, omejiti stik med transformatorskim oljem in zrakom ter zmanjšati stopnjo vlage in oksidacije olja. Na konzervatorju je nameščen absorber vlage, ki preprečuje vdor zraka v transformator.

(2) Absorber vlage in čistilec olja

Absorber vlage, znan tudi kot respirator, je napolnjen z adsorbentom, ki je aktiviran aluminijev oksid tipa silikagela. Vanj se pogosto doda del razbarvanega silikagela. Ko modra postane rdeča, to pomeni, da je bil adsorbent izpostavljen vlagi in ga je treba posušiti ali zamenjati.

Čistilec olja se imenuje tudi filter. Valj za čisto olje je napolnjen z adsorbentom, ki je aluminijev oksid, aktiviran s silikagelom. Ko olje prehaja skozi čistilec olja in pride v stik z adsorbentom, se voda, kislina in oksid v čistilcu olja absorbirajo, zaradi česar je olje čisto in se podaljša njegova življenjska doba.

(3) Eksplozijsko odporna cev (varnostna zračna pot)

Eksplozijsko varna cev je nameščena na pokrovu transformatorskega rezervoarja kot zaščita pred visokim tlakom v oljnem rezervoarju v primeru notranje okvare transformatorja.

V sodobnih velikih transformatorjih se varnostni ventil uporablja kot nadomestilo za varnostni zračni prehod. Ko se notranji tlak okvare v transformatorju dvigne, se varnostni ventil aktivira in kontakti se povežejo za alarm ali izklop.

Poleg tega ima transformator tudi zaščito pred plinom, termometer, merilnik olja in druge varnostne zaščitne naprave.

10. Kakšna je razlika med napetostnim transformatorjem in tokovnim transformatorjem v njunem načelu delovanja?

Odgovor: Napetostni transformator se uporablja predvsem za merjenje napetosti, tokovni transformator pa za merjenje toka.

(1) Sekundarna stran tokovnega transformatorja je lahko v kratkem stiku, ne more pa biti v odprtem tokokrogu; Sekundarna stran napetostnega transformatorja je lahko v odprtem tokokrogu, ne pa v kratkem stiku.

(2) V primerjavi z obremenitvijo na sekundarni strani je primarna notranja impedanca napetostnega transformatorja tako majhna, da jo lahko zanemarimo in napetostni transformator obravnavamo kot vir napetosti; primarna notranja upornost tokovnega transformatorja je tako velika, da ga obravnavamo kot vir toka z neskončno notranjo upornostjo.

(3) Ko napetostni transformator deluje normalno, je gostota magnetnega pretoka blizu vrednosti nasičenosti in napetost pade, ko sistem odpove; gostota magnetnega pretoka se zmanjša, gostota magnetnega pretoka pa je zelo nizka, ko tokovni transformator deluje normalno. Ko je sistem v kratkem stiku, se tok na primarni strani poveča, kar močno poveča gostoto magnetnega pretoka in včasih celo preseže vrednost nasičenosti, kar povzroči povečanje napake sekundarnega izhodnega toka. Zato poskusite izbrati tokovni transformator, ki ga ni enostavno nasičiti.