Vektorski dijagram transformatora: Neophodno sredstvo za analizu grešaka
Трансформатор је уређај који преноси електричну енергију са једног кружњака на други путем електромагнетне индукције. Трансформери су широко коришћени у системима захтеве за повећавање или снижавање напона, изолацију кружњака и балансирање оптерећења. Трансформери могу бити класификовани на различите типове засноване на својој конструкцији, конфигурацији виткања и векторској групи.
Векторски дијаграм трансформера је графички приказ фазорских односа између напона и струје трансформера. То је неизоставан алат за разумевање функционисања и понашања трансформера под различитим оперативним условима и сценаријима повреде.
У овом чланку објаснићемо шта је векторски дијаграм трансформера, како га цртати и како га користити за анализу повреда. Такође ћемо дискутовати о различитим типовима спојева трансформера и векторским групама и њиховим последицама за заштиту и координацију система захтева.
Шта је векторски дијаграм?
Векторски дијаграм је дијаграм на коме се може представити један или више вектора. Вектор је величина која има и магнитуду и смер. У електротехници, изменичне величине, попут напона и струје, често се представљају као вектори, јер се мењају у магнитуди и смеру током времена.
На векторском дијаграму, изменичне величине представљају се стрелицама. Дужина стрелице представља rms вредност изменичне величине. Углови положаја представљају фазни угао величине у односу на референтну осу или другу величину. Глава стрелице представља смер у коме делује величина.
Када електрична величина делује од извора ка оптерећењу, вектор који представља ту величину сматра се позитивним. Када делује ка извору са оптерећења, сматра се негативним.
Шта је векторски дијаграм трансформера?
Векторски дијаграм трансформера је векторски дијаграм који показује фазорске односе између напона и струје на основном и втором витку трансформера. Такође показује фазни померај и поларитет витка трансформера витка.
Векторски дијаграм трансформера може се нацртати за било који тип трансформера, попут једнофазног или трифазног, звезде или делта повезаног, или са различитим конфигурацијама виткања и векторским групама.
Векторски дијаграм трансформера може нам помоћи да:
Одредимо еквивалентне параметре кружњака трансформера, попут импеданса, отпора, реактансе и губитака.
Анализирамо перформансе и ефикасност трансформера под различитим условима оптерећења, попут безоптерећеног, потпуног оптерећења, прекомерног оптерећења или кратког споја.
Идентификујемо и дијагностикујемо повреде у трансформеру или његовим повезаним кружњацима, попут отвореног кружњака, кратког споја, земљишта или интертурног дефекта.
Одаберемо и координирамо заштитне уређаје за трансформер, попут предохранника, прекидача, релеа или диференцијалних шема заштите.
Проверимо исправну повезаност и поларитет трансформера током инсталације или пускања у рад.
Како нацртати векторски дијаграм трансформера?
Да бисте нацртали векторски дијаграм трансформера, треба вам следеће информације:
Номинални напон и струја основног и второг витка трансформера.
Конфигурација и повезивање витка трансформера, попут звезде или делте.
Векторска група трансформера, која указује на фазни померај и поларитет витка.
Отпор оптерећења и фактор моћи трансформера.
Кораци за цртање векторског дијаграма трансформера су:
Изаберите референтну осу за дијаграм. Обично се горизонтална оса бира као референтна оса.
Нацртате вектор основног напона дуж референтне осе са својим позитивним смером који покаже удесно. Означите га као V1.
Нацртате вектор второг напона са својом дужином пропорционалном својој rms вредности и углом преma својој векторској групи. Означите га као V2.
Нацртате вектор основне струје са својом дужином пропорционалном својој rms вредности и углом преma својем фактору моћи. Означите га као I1. Смер I1 треба да буде супротан V1 ако основни витак испоручује моћ втором витку.
Нацртате вектор друге струје са својом дужином пропорционалном својој rms вредности и углом преma својем фактору моћи. Означите га као I2. Смер I2 треба да буде супротан V2 ако други витак прима моћ од основног витка.
Нацртате вектор отпора оптерећења са својом дужином пропорционалном својој вредности и углом преma својем фактору моћи. Означите га као ZL. Смер ZL треба да буде супротан I2 ако је оптерећење пасивно (отпорно или индуктивно).
Нацртате све друге векторе који су релевантни за анализу, попут импеданса, отпора, реактансе, губитака итд.
Пример: Векторски дијаграм једнофазног трансформера
Размотримо једнофазни трансформер са следећим спецификацијама:
