Diagram wektorowy transformatora: Kluczowe narzędzie do analizy uszkodzeń

Electrical4u

Pole: Podstawowe Elektryka

China

Transformator to urządzenie, które przenosi energię elektryczną z jednego obwodu do drugiego poprzez indukcję elektromagnetyczną. Transformatory są szeroko stosowane w systemach energetycznych do podnoszenia lub obniżania napięć, izolacji obwodów i bilansowania obciążeń. Transformatory można klasyfikować na różne typy w zależności od ich konstrukcji, konfiguracji zwinięcia i grupy wektorowej.

Diagram wektorowy transformatora to graficzne przedstawienie relacji fazowych między napięciami i prądami transformatora. Jest to niezbędne narzędzie do zrozumienia działania i zachowania transformatora w różnych warunkach eksploatacyjnych i scenariuszach awaryjnych.

W tym artykule wyjaśnimy, czym jest diagram wektorowy transformatora, jak go narysować oraz jak go używać do analizy awarii. Omówimy również różne rodzaje połączeń transformatorów i grup wektorowych oraz ich implikacje dla ochrony i koordynacji systemów energetycznych.

Czym jest diagram wektorowy?

Diagram wektorowy to rysunek, na którym można przedstawić jeden lub więcej wektorów. Wektor to wielkość, która ma zarówno wartość, jak i kierunek. W inżynierii elektrycznej, prądy przemienne, takie jak napięcia i prądy, często reprezentuje się za pomocą wektorów, ponieważ zmieniają one swoją wartość i kierunek w czasie.

Na diagramie wektorowym wielkości przemienne przedstawia się strzałkami. Długość strzałki reprezentuje wartość skuteczna wielkości przemiennej. Pozycja kątowa reprezentuje przesunięcie fazowe wielkości względem osi odniesienia lub innej wielkości. Strzałka wskazuje kierunek, w którym działa wielkość.

Gdy wielkość elektryczna działa od źródła w kierunku obciążenia, wektor reprezentujący tę wielkość uznaje się za dodatni. Gdy działa w kierunku źródła od obciążenia, uznaje się go za ujemny.

Czym jest diagram wektorowy transformatora?

Diagram wektorowy transformatora to diagram wektorowy, który pokazuje relacje fazowe między napięciami i prądami pierwotnymi i wtórnymi transformatora. Pokazuje on także przesunięcie fazowe i polaryzację zwinięć transformatora.

Diagram wektorowy transformatora można narysować dla dowolnego typu transformatora, takiego jak jednofazowego lub trójfazowego, połączonego gwiazdowo lub trójkątnie, lub z różnymi konfiguracjami zwinięć i grupami wektorowymi.

Diagram wektorowy transformatora może nam pomóc:

Określić parametry obwodu równoważnego transformatora, takie jak impedancja, opór, reaktancja i straty.
Analizować wydajność i efektywność transformatora w różnych warunkach obciążenia, takich jak bez obciążenia, pełny obciążenie, nadobciążenie lub zwarcie.
Identifikować i diagnozować awarie w transformatorze lub jego powiązanych obwodach, takie jak obwód otwarty, zwarcie, uszkodzenie do ziemi lub zwarcie między zwinięciami.
Wybierać i koordynować urządzenia ochronne dla transformatora, takie jak bezpieczniki, automaty, relaje lub schematy ochrony różnicowej.
Weryfikować prawidłowe połączenie i polaryzację transformatora podczas montażu lub komisjonowania.

Jak narysować diagram wektorowy transformatora?

Aby narysować diagram wektorowy transformatora, musimy znać następujące informacje:

Nominalne napięcie i prąd pierwotnych i wtórnych zwinięć transformatora.
Konfiguracja i połączenie transformatora, takie jak gwiazda lub trójkąt.
Grupa wektorowa transformatora, która wskazuje przesunięcie fazowe i polaryzację zwinięć.
Impedancja obciążenia i czynnik mocy transformatora.

Kroki do narysowania diagramu wektorowego transformatora to:

Wybierz oś odniesienia dla diagramu. Zwykle wybiera się oś poziomą jako oś odniesienia.
Narysuj wektor napięcia pierwotnego wzdłuż osi odniesienia z jego dodatnim kierunkiem skierowanym w prawo. Oznacz go jako V1.
Narysuj wektor napięcia wtórnego z długością proporcjonalną do jego wartości skutecznej i kątem zgodnie z jego grupą wektorową. Oznacz go jako V2.
Narysuj wektor prądu pierwotnego z długością proporcjonalną do jego wartości skutecznej i kątem zgodnie z jego czynnikiem mocy. Oznacz go jako I1. Kierunek I1 powinien być przeciwny do V1, jeśli zwinięcie pierwotne dostarcza energii do zwinięcia wtórnego.
Narysuj wektor prądu wtórnego z długością proporcjonalną do jego wartości skutecznej i kątem zgodnie z jego czynnikiem mocy. Oznacz go jako I2. Kierunek I2 powinien być przeciwny do V2, jeśli zwinięcie wtórne odbiera energię od zwinięcia pierwotnego.
Narysuj wektor impedancji obciążenia z długością proporcjonalną do jego wartości i kątem zgodnie z jego czynnikiem mocy. Oznacz go jako ZL. Kierunek ZL powinien być przeciwny do I2, jeśli obciążenie jest pasywne (oporne lub indukcyjne).
Narysuj wszystkie inne wektory, które są istotne do analizy, takie jak impedancja, opór, reaktancja, straty itp.