Силовий трансформатор 17. Запитання та відповіді! Перевірте, що ви знаєте...

01

Чому осердя трансформатора має бути заземлене?

Під час нормальної роботи силового трансформатора залізний сердечник має бути надійно заземлений. Якщо заземлення відсутнє, напруга підвішування залізного сердечника до землі призведе до періодичного пробою та розряду залізного сердечника до землі, і можливість утворення потенціалу підвішування залізного сердечника виключається після його заземлення. Однак, якщо сердечник заземлений у більш ніж двох точках, нерівномірний потенціал між сердечниками утворить циркуляцію між точками заземлення та спричинить багатоточкове заземлення через нагрівання сердечника.

Замикання на землю залізного осердя трансформатора спричиняє його локальний перегрів. У серйозних випадках може зрости локальне підвищення температури залізного осердя, виникнути вплив легких газів і навіть спрацьовування через вплив важких газів. Коротке замикання між залізною стружкою утворюється через часткове згоряння залізного осердя, що збільшує втрати в сталі та серйозно впливає на продуктивність та нормальну роботу трансформатора, тому для ремонту необхідно замінити залізний осердя кремнієвим сталевим листом. Тому трансформатори не допускають багатоточкового заземлення, а лише одноточкового.

02

Чому в трансформаторах як осердя використовуються листи кремнієвої сталі?

Сердечник трансформатора зазвичай виготовляється з листової кремнієвої сталі. Кремнієва сталь — це різновид кремнієвої (також відомої як кремнієва) сталі, вміст кремнію в якій становить 0,8 ~ 4,8%. Сердечник трансформатора виготовлений з кремнієвої сталі, оскільки кремнієва сталь сама по собі є магнітним матеріалом із сильною магнітною провідністю. У котушці під напругою вона може створювати велику магнітну індукцію, що дозволяє зменшити об'єм трансформатора.

Як відомо, трансформатор завжди працює в режимі змінного струму, і втрати потужності відбуваються не лише в опорі котушки, але й у залізному осерді, намагніченому змінним струмом. Втрати потужності в залізному осерді зазвичай називають «втратами в залізі». Втрати в залізі спричинені двома причинами: одна – «втрати на гістерезис», а інша – «втрати на вихрові струми».

Гістерезисні втрати – це втрати в залізі, спричинені явищем гістерезису в процесі намагнічування залізного осердя. Розмір цих втрат пропорційний площі, оточеній петлею гістерезису матеріалу. Петля гістерезису кремнієвої сталі вузька, а гістерезисні втрати залізного осердя, що використовується як трансформатор, невеликі, що може значно зменшити ступінь його нагрівання.

Оскільки кремнієва сталь має вищезазначені переваги, чому б не використовувати всю кремнієву сталь як серцевину, а також переробити її в листи?

Це пояснюється тим, що лускатий сердечник зменшує інший вид втрат у залізі, який називається втратами на вихрові струми. Під час роботи трансформатора в котушці є змінний струм, який створює змінний магнітний потік. Цей змінний потік створює індукований струм у залізному сердечнику. Індукований струм, що генерується в залізному сердечнику, циркулює в площині, перпендикулярній до напрямку магнітного потоку, тому його називають вихровим струмом. Втрати на вихрові струми також нагрівають сердечник. Щоб зменшити втрати на вихрові струми, залізний сердечник трансформатора упакований у листи кремнієвої сталі, які ізольовані один від одного, так що вихрові струми проходять через невелику ділянку в довгому та вузькому колі, збільшуючи опір на шляху вихрових струмів. Водночас кремній у кремнієвій сталі збільшує питомий опір матеріалу, а також відіграє певну роль у зменшенні вихрових струмів.

Для залізного осердя, що використовується в трансформаторі, зазвичай використовується холоднокатаний лист кремнієвої сталі товщиною 0,35 мм. Залежно від розміру необхідного залізного осердя, його нарізають на довгі листи, а потім перекривають у форму "сонця" або "рота". В принципі, для зменшення вихрових струмів, чим тонший лист кремнієвої сталі, тим вужча смуга зрощення і тим кращий ефект. Це не тільки зменшує втрати на вихрові струми та підвищення температури, але й економить матеріал листа кремнієвої сталі. Але насправді, при виготовленні залізного осердя з листа кремнієвої сталі, крім вищезазначених переваг, виготовлення осердя потребує значного збільшення людино-годин і зменшення ефективного поперечного перерізу осердя. Тому, виготовляючи осердя трансформатора з листа кремнієвої сталі, слід виходити з конкретної ситуації, зважувати переваги та недоліки та вибирати найкращий розмір.

03

Який обсяг газового захисту?

1) Багатофазне коротке замикання всередині трансформатора.

2) Коротке замикання між витками, коротке замикання між обмоткою та залізним осердям або оболонкою.

3) Руйнування залізного осердя.

4) Масло під поверхнею або витік масла.

5) Поганий контакт вимикача крана або неміцне зварювання дроту.

04

Які відмінності між диференціальним захистом головного трансформатора та газовим захистом?

1, головний диференціальний захист трансформатора розроблений та виготовлений відповідно до принципу циркулюючого струму, а газовий захист розроблений та виготовлений відповідно до характеристик газу, що утворюється або розкладається під час внутрішньої несправності трансформатора.

2. Диференціальний захист є основним захистом трансформатора, а газовий захист є основним захистом від внутрішньої несправності трансформатора.

3, відповідно до різної сфери захисту:

Диференціальний захист:

1) Головна лінія виводу трансформатора та котушка трансформатора мають багатофазне коротке замикання.

2) серйозне однофазне міжвиткове коротке замикання.

3) Замикання на землю захисної котушки та підвідного дроту в системі заземлення високого струму.

Захист від газу B:

1) Внутрішнє багатофазне коротке замикання трансформатора.

2) міжвиткове коротке замикання, міжвиткове та серцевинне або зовнішнє та коротке замикання.

3) Руйнування залізного осердя (нагрівання та втрати при горінні).

4) Масло під поверхнею або витік масла.

5) Поганий контакт вимикача крана або погане зварювання дроту.

05

Як усунути несправність охолоджувача головного трансформатора?

1. У разі зникнення робочого живлення секцій I та II охолоджувача надсилається сигнал "Збій живлення №1, №2". Головний охолоджувач трансформатора зупиняється, і спрацьовує схема відключення.

2. У разі зникнення імпульсного живлення в секції I та II під час роботи засвічується індикатор "охолоджувач зупиняється", після чого зупиняється головний охолоджувач трансформатора та підключається схема відключення. Про це необхідно негайно повідомити диспетчерську службу, відключити комплект захисту та швидко виконати ручне перемикання.

3. Якщо будь-який із контурів охолодження вийде з ладу, ізолюйте несправний контур охолодження.

06

Які наслідки паралельної роботи трансформаторів, що не відповідають умовам паралельної роботи?

Коли змінний коефіцієнт перемикання не однаковий і робота відбувається паралельно, виникає циркуляція, яка впливає на вихід трансформатора. Якщо відсотковий імпеданс не є послідовним і робота відбувається паралельно, це не може розподілити навантаження відповідно до пропорцій потужності трансформатора, а також впливає на вихід трансформатора. Коли групи проводів не однакові та робота відбувається паралельно, трансформатор може стати коротким замиканням.

07

Що викликає незвичайний звук трансформатора?

1) перевантаження;

2) Поганий внутрішній контакт, займання розряду;

3) Деякі деталі нещільно прикріплені;

4) У системі є заземлення або коротке замикання;

5) Великий пуск двигуна викликає відносно великі зміни навантаження.

08

Коли не дозволяється регулювати перемикач регулятора напруги під навантаженням трансформатора?

1) Робота трансформатора від перевантаження (за винятком особливих випадків)

2) При частому появі сигналу захисту від несправності газу на пристрої регулювання тиску під навантаженням.

3) коли немає оливи в масляній позначці регулятора тиску під навантаженням.

4) Коли кількість регулювальних тисків перевищує задану кількість.

5) Аномальна робота пристрою регулювання тиску.

09

Які номінальні значення вказані на заводській табличці трансформатора?

Номінальні значення трансформатора – це нормативні вимоги виробника для нормального використання трансформатора. Трансформатор у зазначеному номінальному стані може забезпечити довгострокову надійну роботу та хороші експлуатаційні характеристики. Його номінальні значення включають наступне:

1, номінальна потужність: трансформатор у номінальному стані має гарантоване значення вихідної потужності, одиниці з вольт-ампером (ВА), кіловольт-ампером (кВА) або мегавольт-ампером (МВА), оскільки трансформатор має високий робочий ККД, зазвичай початкова та вторинна обмотки мають однакове розрахункове значення номінальної потужності.

2, номінальна напруга: гарантоване значення напруги на клемах трансформатора без навантаження, виражене у вольтах (В) та кіловольтах (кВ). Якщо не зазначено інше, номінальною напругою є напруга на пальці.

3. Номінальний струм: стосується лінійного струму, розрахованого на основі номінальної ємності та номінальної напруги, вираженого в амперах (А).

4, струм холостого ходу: струм збудження трансформатора під час роботи на холостому ходу у відсотках від номінального струму.

5, втрати короткого замикання: одна сторона обмотки коротке замикання, інша сторона напруги обмотки, щоб обидві сторони обмотки досягли номінального струму активних втрат, виражених у ватах (Вт) або кіловатах (кВт).

6, втрати холостого ходу: відносяться до втрат активної потужності трансформатора в режимі холостого ходу, виражені у ватах (Вт) або кіловатах (кВт).

7, напруга короткого замикання: також відома як напруга імпедансу, стосується короткого замикання однієї сторони обмотки, а інша сторона обмотки досягає номінальної струмової напруги та номінальної напруги у відсотках.

8. Група з'єднань: вказує на режим з'єднання первинної та вторинної обмоток та різницю фаз між лінійними напругами, яка представлена ​​тактовою частотою.

10

Чому перетворювачам джерела струму потрібна велика трансформаторна потужність?

Трансформатори зазвичай розраховані на номінальну потужність, а не на номінальну, оскільки їхній струм залежить лише від номінальної потужності. Для перетворювачів напруги номінальна потужність і номінальна потужність майже рівні, оскільки вхідний коефіцієнт потужності близький до 1. Перетворювач джерела струму – ні, його вхідний коефіцієнт потужності трансформатора щонайбільше дорівнює коефіцієнту потужності навантаження асинхронного двигуна, тому для двигуна з тим самим навантаженням його номінальна потужність більша, ніж трансформатор перетворювача джерела напруги.

11

З чим пов'язана потужність трансформатора?

Вибір залізного осердя залежить від напруги, а вибір дроту – від сили струму, тобто товщина дроту безпосередньо пов'язана з теплотворною здатністю. Тобто, потужність трансформатора залежить лише від теплотворної здатності. Для трансформатора, розробленого за умови поганої тепловіддачі в навколишньому середовищі, наприклад, 1000 кВА, і збільшення тепловіддачі дозволить працювати з потужністю 1250 кВА.

Крім того, номінальна потужність трансформатора також пов'язана з допустимим підвищенням температури, наприклад, якщо трансформатор потужністю 1000 кВА, допустиме підвищення температури становить 100 К, якщо за особливих обставин йому можна дозволити працювати до 120 К, його потужність перевищує 1000 кВА. Також можна побачити, що якщо покращити умови тепловіддачі трансформатора, його номінальну потужність можна збільшити. І навпаки, за тієї ж потужності перетворювача можна зменшити об'єм шафи трансформатора.

12

Як підвищити ефективність трансформатора?

1) Намагайтеся вибрати трансформатор з низькими втратами, високою ефективністю та енергозбереженням

2) Відповідно до навантаження, виберіть трансформатор з прийнятною ємністю

3) Середній коефіцієнт навантаження трансформатора повинен бути більше 70%

4) коли середній коефіцієнт навантаження часто менше 30%, трансформатор малої ємності слід замінити відповідно до вимог.

5) Покращення коефіцієнта потужності навантаження для покращення здатності трансформатора передавати активну потужність

6) Розумна конфігурація навантаження, наскільки це можливо, щоб зменшити кількість операцій трансформатора

13

Чому потрібно пришвидшити технічну трансформацію розподільчого трансформатора з високим енергоспоживанням?

Розподільні трансформатори з високим енергоспоживанням в основному належать до трансформаторів серії SJ, SJL, SL7, S7 та інших, втрати в залізі та міді у них значно вищі, ніж у трансформаторів серії S9, які широко використовуються в даний час. Наприклад, у S7 втрати в залізі на 11% вищі, а втрати в міді на 28% вищі, ніж у S9.

А нові трансформатори, такі як S10, S11, мають енергозберігаючі втрати в аморфному сплаві заліза, ніж S9, еквівалентні лише 20%. Трансформатори зазвичай мають термін служби кілька десятиліть. Заміна високоенергетичних трансформаторів на високоефективні енергозберігаючі трансформатори може не тільки підвищити ефективність перетворення енергії, але й заощадити електроенергію протягом терміну служби.

14

Що таке вихрові струми? Які шкідливі наслідки утворення вихорів?

Коли змінний струм проходить через дріт, навколо нього створюється змінне магнітне поле. У всьому провіднику, що знаходиться в змінному магнітному полі, всередині нього виробляється індукований струм, оскільки цей індукований струм у всьому провіднику утворює замкнутий контур, подібний до водяного вихору, так званий вихор. Вихрові струми не тільки призводять до втрати енергії, знижують ефективність електрообладнання, а й призводять до нагрівання електроприладів (наприклад, сердечника трансформатора), що серйозно впливає на нормальну роботу обладнання.

15

Чому захист трансформатора від перехідних процесів повинен запобігати струму короткого замикання за низькою напругою?

З огляду на селективність релейного захисту, головним чином захисту від швидкого відключення високовольтної сторони, серйозний зовнішній захист трансформатора від несправностей полягає в тому, що якщо не встановлювати максимальний струм короткого замикання на стороні низької напруги трансформатора, то оскільки діапазон значень струму короткого замикання на стороні низької напруги невеликий, а базове значення рівне, захист від швидкого відключення високовольтної сторони розширюється до низького тиску, що призводить до втрати селективності. Після втрати селективності захист стає надійнішим, але це дозволяє уникнути незручностей. Наприклад, зараз існує багато промислових трансформаторних приміщень на 10 кВ (шина 10 кВ + вихідний автоматичний вимикач), кожна майстерня встановлює низьковольтне трансформаторне приміщення (шафа кільцевої мережі + трансформатор). Якщо автоматичний вимикач не встановлюється на стороні низької напруги трансформатора, це призведе до низької напруги головного вимикача (запобіжник вимикача навантаження шафи кільцевої мережі), що створює незручності в роботі.

16

Чому не можна заземлювати два паралельні трансформатори одночасно?

У системі сильного струму, щоб відповідати вимогам координації чутливості релейного захисту, одна частина головного трансформатора заземлена, а інша частина — незаземлена.

Нейтральні точки двох головних трансформаторів на одній станції не заземлені одночасно, тому в основному враховується координація захисту від струму нульової послідовності та напруги нульової послідовності.

На підстанції з кількома трансформаторами, що працюють паралельно, одна частина нейтральних точок трансформатора заземлена, а інша частина — незаземлена. Таким чином, рівень струму замикання на землю може бути обмежений у розумному діапазоні, а величина та крок струму нульової послідовності всієї мережі не можуть залежати від зміни режиму роботи, а також може бути покращена чутливість захисту системи від струму нульової послідовності.

17

Чому щойно встановлений або капітально відремонтований трансформатор повинен пройти випробування на ударне замикання перед введенням його в експлуатацію?

Видалення трансформаторів холостого ходу, що працюють у мережі, призведе до робочої перенапруги. У низькострумових заземлених системах амплітуда так званої перенапруги може бути в 3-4 рази більшою за номінальну фазну напругу; у великих заземлених системах робоча перенапруга також може бути до 3 разів більшою за номінальну фазну напругу. Тому, щоб перевірити, чи може ізоляція трансформатора витримувати номінальну напругу та робочу перенапругу, перед введенням трансформатора в експлуатацію слід провести кілька ударних випробувань на замикання. Крім того, вхід трансформатора холостого ходу генеруватиме пусковий струм, його значення може досягати 6-8 разів більшого за номінальний струм. Оскільки пусковий струм збудження генеруватиме велику електричну потужність, проведіть ударне випробування на замикання або врахуйте, чи механічна міцність трансформатора та релейний захист не спрацюють належним чином, щоб вжити ефективних заходів.

Джерело: Windows on Power