Принцип роботи та базові знання про трансформатор

2. Номінальна потужність та напруга короткого замикання трьох трифазних трансформаторів з однаковим коефіцієнтом трансформації та групою з'єднання відповідно:

Після паралельного підключення навантаження становить 550 OKVA,

З: ① Навантаження, розподілене кожним трансформатором?

② Яке максимальне сумарне навантаження можуть витримати три трансформатори без перевантаження?

③ Який коефіцієнт використання загальної потужності обладнання трансформатора?

Відповідь

Коефіцієнт розподілу кожного трансформатора:

Після паралельної роботи навантаження становить 5500 кВА,

З: ① Навантаження, розподілене кожним трансформатором?

② Яке максимальне сумарне навантаження можуть витримати три трансформатори без перевантаження?

③ Який коефіцієнт використання загальної потужності обладнання трансформатора?

Відповідь

3. Які відмінності між автотрансформаторами та звичайними трансформаторами?

Відповідь: Різниця між автотрансформатором та звичайним трансформатором полягає в наступному:

(1) Його первинна та вторинна обмотки з'єднані не лише магнетизмом, а й електрикою, тоді як звичайні трансформатори з'єднані лише магнетизмом.

(2) Потужність джерела живлення через трансформатор складається з двох частин: потужності електромагнітної індукції між первинною обмоткою та загальною обмоткою, а також потужності провідності, що безпосередньо проводиться первинною обмоткою.

(3) Оскільки обмотка автотрансформатора складається з первинної обмотки та спільної обмотки, кількість витків первинної обмотки відповідно менша за кількість та висоту витків первинної обмотки звичайного трансформатора, струм спільної обмотки та генерований реактивний опір витоку. Реактивний опір короткого замикання X автотрансформатора в (1-1/K) разів перевищує реактивний опір короткого замикання X звичайного трансформатора, а K – коефіцієнт трансформації.

(4) Якщо автотрансформатор оснащений третьою обмоткою, його третя обмотка займає загальну ємність обмотки. Це впливає на режим роботи та обмінну ємність автотрансформатора.

(5) Оскільки нейтральна точка автотрансформатора має бути заземлена, налаштування та конфігурація релейного захисту ускладнюються.

(6) Автотрансформатор має невеликі розміри, легку вагу, зручний для транспортування та низьку вартість.

4. На які проблеми слід звернути увагу під час експлуатації автотрансформатора?

Відповідь: Проблеми, на які слід звернути увагу під час роботи автотрансформатора:

(1) Оскільки первинна та вторинна обмотки автотрансформатора мають пряме електричне з'єднання, нейтральна точка автотрансформатора, що використовується в електромережі, повинна бути надійно та безпосередньо заземлена, щоб запобігти підвищенню напруги на стороні низької напруги, спричиненому однофазним замиканням на землю на стороні високої напруги.

(2) Через пряме електричне з'єднання між первинною та вторинною обмотками, коли високовольтна сторона піддається перенапрузі, це спричинить серйозне перенапругу на низьковольтній стороні. Щоб уникнути цієї небезпеки, блискавкозахисні розрядники необхідно встановити як на первинній, так і на вторинній сторонах.

(3) Оскільки імпеданс короткого замикання автотрансформатора малий, а струм його короткого замикання більший, ніж у звичайного трансформатора, необхідно вживати заходів для обмеження струму короткого замикання, коли це необхідно.

(4) Під час роботи струм загальної обмотки повинен контролюватися, щоб зробити його меншим за навантаження. За необхідності режим роботи третьої обмотки можна скоригувати для збільшення обмінної здатності автотрансформатора.

5. Намалюйте автотрансформатор O - Y0 з третьою обмоткою/Δ- схему підключення та векторну діаграму 12-11.

Відповідь:

Схема підключення

Діаграма вектора потенціалу

6. Які існують типи регулювання напруги трансформатора? Чому відводи трансформатора розташовані на стороні високої напруги?

Відповідь: Існує два режими регулювання напруги трансформатора: регулювання напруги під навантаженням та регулювання напруги без навантаження:

Регулювання напруги під навантаженням означає, що трансформатор може регулювати положення свого відводу під час роботи, тим самим змінюючи коефіцієнт трансформації для досягнення мети регулювання напруги. Існує два режими регулювання напруги під навантаженням трансформатора: регулювання напруги на кінці лінії та регулювання напруги в нейтральній точці, тобто різниця між напругою трансформатора на кінці лінії високовольтної обмотки або напругою в нейтральній точці високовольтної обмотки. Відведення на нейтральній стороні може знизити рівень ізоляції відводу трансформатора, що має очевидні переваги, але це вимагає, щоб нейтральна точка трансформатора була безпосередньо заземлена під час роботи.

Регулювання напруги холостого ходу стосується регулювання положення відводу трансформатора у разі відключення живлення та технічного обслуговування, щоб змінити коефіцієнт трансформації для досягнення мети регулювання напруги.

Відведення трансформатора зазвичай береться з боку високої напруги, що головним чином враховує:

(1) Високовольтна обмотка трансформатора зазвичай розташована зовні, а вихідне з'єднання зручне;

(2) Струм на стороні високої напруги менший, а переріз провідника струмопровідної частини відхідної лінії та перемикача відгалужень менший. Вплив поганого контакту можна легко вирішити.

В принципі, відгалуження може бути розташоване з будь-якого боку, і необхідно провести економічне та технічне порівняння. Наприклад, відгалуження великого знижувального трансформатора на 500 кВ підключається з боку 220 кВ, тоді як сторона 500 кВ є фіксованою.

7. Що таке перезбудження трансформатора? Як відбувається перезбудження трансформатора?

Відповідь: Коли напруга трансформатора збільшується або частота зменшується, робоча щільність магнітного потоку збільшується. Насичення осердя трансформатора називається перезбудженням трансформатора.

Після відключення енергосистеми через аварію, перенапруга внаслідок відхилення навантаження, перенапруга феромагнітного резонансу, неправильне регулювання з'єднання відгалужень трансформатора, трансформатор без навантаження на кінці довгої лінії або інші неправильні дії, передчасне збільшення струму збудження до досягнення номінального значення частотою генератора, самозбудження генератора та інші умови деяких систем можуть генерувати вищу напругу, що спричиняє перезбудження трансформатора.

8. Які можливі наслідки перезбудження трансформатора? Як цього уникнути?

Відповідь: Коли напруга трансформатора перевищує 10% від номінальної напруги, осердя трансформатора буде насичене, а втрати в сталі зростуть. Магнітний витік збільшує втрати на вихрові струми металевих компонентів, таких як корпус коробки, що призводить до перегріву трансформатора, старіння ізоляції, впливу на термін служби трансформатора та навіть до його згоряння.

Уникнення:

(1) Уникайте роботи з надмірною напругою. Як правило, чим вища напруга, тим серйозніше перезбудження і тим коротший допустимий час роботи.

(2) Додати захист від перезбудження: надсилати сигнал тривоги або відключати трансформатор відповідно до характеристики трансформатора та різних допустимих кратних перезбудження.

9. Які засоби безпеки передбачені для конструкції корпусу трансформатора? Яка його основна функція?

Відповідь: Захисні засоби в конструкції корпусу трансформатора включають:

(1) Консерватор

Його місткість становить близько 8-10% трансформаторної оливи. Його функція полягає в тому, щоб компенсувати зміну об'єму трансформаторної оливи, спричинену зміною температури, обмежувати контакт між трансформаторною оливою та повітрям, а також зменшувати ступінь вологості та окислення оливи. На консерваторі встановлено поглинач вологи, щоб запобігти потраплянню повітря всередину трансформатора.

(2) Поглинач вологи та очищувач олії

Вологопоглинач, також відомий як респіратор, заповнений адсорбентом, який являє собою активований оксид алюмінію типу силікагелю. Часто в нього поміщають частину знебарвленого силікагелю. Коли синій колір стає червоним, це означає, що на адсорбент вплинула волога, і його необхідно висушити або замінити.

Очисник олії також називають фільтром. Циліндр для чистої олії заповнений адсорбентом, який являє собою оксид алюмінію, активований силікагелем. Коли олія проходить через очисник олії та контактує з адсорбентом, вода, кислота та оксид з очищувача олії поглинаються, що робить оливу чистою та подовжує термін її служби.

(3) Вибухобезпечна труба (захисний повітропровід)

Вибухобезпечна труба встановлена ​​на кришці бака трансформатора як запобіжний засіб від високого тиску в масляному баку у разі внутрішньої поломки трансформатора.

Запобіжний клапан використовується в сучасних великих трансформаторах для заміни запобіжного повітряного каналу. Коли внутрішній тиск несправності трансформатора підвищується, запобіжний клапан спрацьовує, і контакти з'єднуються для сигналізації або відключення.

Крім того, трансформатор також має газовий захист, термометр, лічильник оливи та інші захисні пристрої.

10. Яка різниця між трансформатором напруги та трансформатором струму в принципах їхньої роботи?

Відповідь: Трансформатор напруги в основному використовується для вимірювання напруги, тоді як трансформатор струму використовується для вимірювання струму.

(1) Вторинна обмотка трансформатора струму може бути короткозамкненою, але не може бути розімкненою; Вторинна обмотка трансформатора напруги може бути розімкненою, але не короткозамкненою.

(2) Порівняно з навантаженням на вторинній стороні, внутрішній опір первинної обмотки трансформатора напруги настільки малий, що ним можна знехтувати, і трансформатор напруги можна розглядати як джерело напруги; Внутрішній опір первинної обмотки трансформатора струму настільки великий, що його вважають джерелом струму з нескінченним внутрішнім опором.

(3) Коли трансформатор напруги працює нормально, щільність магнітного потоку близька до значення насичення, а напруга падає, коли система виходить з ладу; щільність магнітного потоку зменшується, а щільність магнітного потоку дуже низька, коли трансформатор струму працює нормально. Коли система короткозамикається, струм на первинній стороні збільшується, що значно збільшує щільність магнітного потоку, а іноді навіть перевищує значення насичення, що призводить до збільшення похибки вихідного струму вторинної обмотки. Тому намагайтеся вибирати трансформатор струму, який нелегко насичується.