Transformatörün çalışma prensibi ve temel bilgileri

2. Aynı transformasyon oranına ve bağlantı grubuna sahip üç adet üç fazlı transformatörün nominal kapasiteleri ve kısa devre gerilimleri sırasıyla şöyledir:

Bunları paralel olarak çalıştırdıktan sonra, yük 550 kVA olur.

S: ① Her bir transformatör tarafından dağıtılan yük nedir?

② Üç transformatör, aşırı yüklenme olmadan toplamda en fazla ne kadar yük taşıyabilir?

③ Transformatörün toplam ekipman kapasitesinin kullanım oranı nedir?

Cevap

Her bir transformatörün dağıtım oranı:

Paralel olarak çalıştırıldıktan sonra yük 5500 kVA olur.

S: ① Her bir transformatör tarafından dağıtılan yük nedir?

② Üç transformatör, aşırı yüklenme olmadan toplamda en fazla ne kadar yük taşıyabilir?

③ Transformatörün toplam ekipman kapasitesinin kullanım oranı nedir?

Cevap

3. Ototransformatörler ile normal transformatörler arasındaki farklar nelerdir?

Cevap: Ototransformatör ile normal transformatör arasındaki fark şudur:

(1) Birincil ve ikincil tarafları sadece manyetizma ile değil, aynı zamanda elektrik ile de bağlanır; oysa sıradan transformatörler sadece manyetizma ile bağlanır.

(2) Transformatör aracılığıyla sağlanan güç kaynağının kapasitesi iki kısımdan oluşur: birincil sargı ile ortak sargı arasındaki elektromanyetik indüksiyon gücü ve birincil sargı tarafından doğrudan iletilen iletim gücü.

(3) Ototransformatör sargısı birincil sargı ve ortak sargıdan oluştuğu için, birincil sargının sarım sayısı, sıradan transformatörün birincil sargısının sarım sayısı ve yüksekliğinden, ortak sargının akımından ve oluşan kaçak reaktansından daha azdır. Ototransformatörün kısa devre reaktansı X, sıradan transformatörün kısa devre reaktansı X'in (1-1/K) katıdır ve K, dönüşüm oranıdır.

(4) Ototransformatör üçüncü bir sargı ile donatılmışsa, üçüncü sargısı ortak sargı kapasitesini işgal eder. Bu, ototransformatörün çalışma modunu ve değişim kapasitesini etkiler.

(5) Ototransformatörün nötr noktasının topraklanması gerektiğinden röle korumasının ayarlanması ve yapılandırılması karmaşıktır.

(6) Ototransformatör küçük boyutlu, hafif, taşınması kolay ve düşük maliyetlidir.

4. Ototransformatörün çalıştırılmasında nelere dikkat edilmelidir?

Cevap: Ototransformatörün çalışması sırasında dikkat edilmesi gereken sorunlar:

(1) Ototransformatörün birincil ve ikincil tarafları doğrudan elektriksel bağlantıya sahip olduğundan, güç şebekesinde kullanılan ototransformatörün nötr noktası, yüksek gerilim tarafındaki tek fazlı topraklama hatasının neden olduğu düşük gerilim tarafındaki gerilim yükselmesini önlemek için güvenilir ve doğrudan topraklanmalıdır.

(2) Birincil taraf ile ikincil taraf arasında doğrudan elektrik bağlantısı olduğundan, yüksek gerilim tarafı aşırı gerilime maruz kaldığında, düşük gerilim tarafında ciddi aşırı gerilime neden olur. Bu tehlikeyi önlemek için hem birincil hem de ikincil taraflara yıldırım tutucular takılmalıdır.

(3) Ototransformatörün kısa devre empedansı küçük ve kısa devre akımı sıradan transformatörünkinden daha büyük olduğundan, gerektiğinde kısa devre akımını sınırlamak için önlemler alınması gerekir.

(4) Çalışma sırasında, ortak sargının akımının yükten daha düşük olması için izlenmesi gerekir. Gerekirse, ototransformatörün değişim kapasitesini artırmak için üçüncü sargının çalışma modu ayarlanabilir.

5. Üçüncü sargılı O - Y0 ototransformatörünün bağlantı şemasını ve 12-11 vektör diyagramını çizin.

Cevap:

Kablolama şeması

Potansiyel vektör diyagramı

6. Transformatör gerilim regülasyonunun çeşitleri nelerdir? Transformatör kademeleri neden yüksek gerilim tarafındadır?

Cevap: Transformatörün iki gerilim düzenleme modu vardır: yük altında gerilim düzenlemesi ve yüksüz gerilim düzenlemesi.

Yük altında gerilim regülasyonu, transformatörün çalışma sırasında kademe konumunu ayarlayabilmesi ve böylece gerilim regülasyonu amacına ulaşmak için transformatör oranını değiştirebilmesi anlamına gelir. Yük altında gerilim regülasyonu yapan transformatörlerin iki modu vardır: hat ucu gerilim regülasyonu ve nötr nokta gerilim regülasyonu; yani transformatör kademesinin yüksek gerilim sargısının hat ucu tarafında mı yoksa yüksek gerilim sargısının nötr nokta tarafında mı olduğu arasındaki fark. Nötr tarafta kademe ayarı, transformatör kademesinin izolasyon seviyesini düşürebilir, bu da belirgin avantajlara sahiptir, ancak çalışma sırasında transformatörün nötr noktasının doğrudan topraklanması gerekir.

Yüksüz gerilim regülasyonu, elektrik kesintisi ve bakım durumlarında transformatörün kademe konumunun düzenlenmesi ve böylece gerilim regülasyonu amacına ulaşmak için transformatör oranının değiştirilmesi anlamına gelir.

Transformatörün kademesi genellikle yüksek gerilim tarafından alınır ve bu esas olarak şunları dikkate alır:

(1) Transformatörün yüksek gerilim sargısı genellikle dışarıdadır ve çıkış kablosu bağlantısı uygundur;

(2) Yüksek gerilim tarafındaki akım daha küçüktür ve çıkış hattının akım taşıyan kısmının ve kademe değiştiricinin iletken kesiti daha küçüktür. Zayıf temasın etkisi kolayca giderilebilir.

Prensip olarak, kademe herhangi bir tarafa yerleştirilebilir ve ekonomik ve teknik karşılaştırma yapılmalıdır. Örneğin, 500kV'luk büyük bir düşürücü transformatörün kademesi 220kV tarafından çekilirken, 500kV tarafı sabittir.

7. Transformatörde aşırı uyarılma nedir? Transformatörde aşırı uyarılma nasıl meydana gelir?

Cevap: Transformatörün voltajı arttığında veya frekansı azaldığında, çalışma manyetik akı yoğunluğu artar. Transformatör çekirdeğinin doygunluğuna transformatör aşırı uyarımı denir.

Bir kaza nedeniyle güç sisteminin bağlantısının kesilmesinden sonra, yük reddi aşırı gerilimi, ferromanyetik rezonans aşırı gerilimi, transformatör kademe bağlantısının yanlış ayarlanması, uzun hat sonunda transformatörün yüksüz kalması veya diğer hatalı işlemler, jeneratör frekansının nominal değere ulaşmasından önce uyarma akımının erken artması, jeneratörün kendiliğinden uyarılması ve bazı sistemlerdeki diğer durumlar, transformatörde aşırı uyarılmaya neden olacak daha yüksek gerilim üretebilir.

8. Transformatörde aşırı uyarılmanın olası sonuçları nelerdir? Bundan nasıl kaçınılır?

Cevap: Transformatör voltajı nominal voltajın %10'unu aştığında, transformatör çekirdeği doygunluğa ulaşır ve demir kayıpları artar. Manyetik kaçak, kutu kabuğu gibi metal bileşenlerin girdap akımı kayıplarını artırarak transformatörün aşırı ısınmasına, izolasyonun eskimesine, transformatörün kullanım ömrünün kısalmasına ve hatta transformatörün yanmasına neden olur.

Kaçınma:

(1) Aşırı voltajla çalışmayı önleyin. Genel olarak, voltaj ne kadar yüksekse, aşırı uyarılma o kadar ciddi olur ve izin verilen çalışma süresi o kadar kısalır.

(2) Aşırı uyarılma koruması ekleyin: Transformatör karakteristik eğrisine ve farklı izin verilen aşırı uyarılma katlarına göre alarm sinyali gönderin veya transformatörü kapatın.

9. Transformatör gövde yapısı için hangi güvenlik koruma donanımları sağlanmıştır? Bunların temel işlevi nedir?

Cevap: Transformatör gövde yapısındaki koruma özellikleri şunlardır:

(1) Koruyucu

Kapasitesi transformatör yağının yaklaşık %8-10'u kadardır. İşlevi, sıcaklık değişimine bağlı olarak transformatör yağı hacmindeki değişimi karşılamak, transformatör yağı ile hava arasındaki teması sınırlamak ve yağın nem ve oksidasyon derecesini azaltmaktır. Havanın transformatöre girmesini önlemek için genleşme tankına bir nem emici takılmıştır.

(2) Nem emici ve yağ arıtıcı

Nem emici, diğer adıyla solunum maskesi, aktif alümina tipi silika jel olan adsorban ile doldurulmuştur. İçine genellikle bir miktar renk değiştirmiş silika jel de konulur. Mavi renk kırmızıya döndüğünde, adsorbanın nemden etkilendiği ve kurutulması veya değiştirilmesi gerektiği anlamına gelir.

Yağ arıtıcıya aynı zamanda filtre de denir. Temiz yağ silindiri, aktifleştirilmiş alümina silika jel olan adsorban ile doldurulur. Yağ, yağ arıtıcıdan geçerken adsorbanla temas ettiğinde, yağ arıtıcıdaki su, asit ve oksitler emilir; bu da yağı temizler ve yağın kullanım ömrünü uzatır.

(3) Patlamaya dayanıklı boru (güvenlik hava yolu)

Patlamaya dayanıklı boru, transformatörün iç arızası durumunda yağ tankındaki yüksek basınca karşı bir koruma önlemi olarak transformatör tankının kapağına monte edilmiştir.

Basınç tahliye vanası, modern büyük transformatörlerde emniyet hava geçidinin yerini almak üzere kullanılmaktadır. Transformatörün iç arıza basıncı yükseldiğinde, basınç tahliye vanası devreye girer ve alarm veya devre kesme için kontaklar bağlanır.

Ayrıca transformatörde gaz koruma sistemi, termometre, yağ seviye göstergesi ve diğer güvenlik koruma cihazları da bulunmaktadır.

10. Gerilim transformatörü ile akım transformatörü arasındaki çalışma prensipleri bakımından fark nedir?

Cevap: Gerilim transformatörü esas olarak gerilimi ölçmek için, akım transformatörü ise akımı ölçmek için kullanılır.

(1) Akım transformatörünün sekonder tarafı kısa devre edilebilir, ancak açık devre edilemez; Gerilim transformatörünün sekonder tarafı açık devre edilebilir, ancak kısa devre edilemez.

(2) İkinci taraftaki yüke kıyasla, gerilim transformatörünün birincil iç empedansı o kadar küçüktür ki ihmal edilebilir ve gerilim transformatörü bir gerilim kaynağı olarak kabul edilebilir; akım transformatörünün birincil iç direnci o kadar büyüktür ki, sonsuz iç dirençli bir akım kaynağı olarak kabul edilir.

(3) Gerilim transformatörü normal çalışırken manyetik akı yoğunluğu doyma değerine yakındır ve sistem arızalandığında gerilim düşer; Akım transformatörü normal çalışırken manyetik akı yoğunluğu azalır ve manyetik akı yoğunluğu çok düşüktür. Sistem kısa devre olduğunda, primer taraftaki akım artar, bu da manyetik akı yoğunluğunu büyük ölçüde artırır ve bazen doyma değerini bile aşarak sekonder çıkış akımının hatasında artışa neden olur. Bu nedenle, doymaya yatkın olmayan bir akım transformatörü seçmeye çalışın.