Сетевые распределительные трансформаторы для сетей и локальных сетей
Размещение в хранилищах
Сетевые трансформаторы, которые являются распределительными трансформаторами, обслуживающими сетевые и локальные сети, представляют собой крупные трехфазные устройства.
Согласно ANSI C57.12.40 - 1982, сетевые устройства обычно классифицируются как хранилищного типа или подземного типа:
Сетевые трансформаторы также используются в зданиях, обычно в подвалах. В таких случаях могут использоваться трансформаторы хранилищного типа, при условии, что помещение правильно построено и защищено для этой цели. Коммунальные службы также могут выбирать сухие трансформаторы и трансформаторы с менее горючими изоляционными маслами.
Технические характеристики
Сетевой трансформатор оснащен трехфазным выключателем на стороне первичной обмотки, который способен открывать, закрывать или короткозамыкать соединение первичной обмотки с землей. Стандартные напряжения на стороне вторичной обмотки составляют 216Y/125 В и 480Y/277 В. Таблица 1 ниже приводит стандартные спецификации.
Трансформаторы с номинальной мощностью 1000 кВА или меньше имеют импеданс 5%; для тех, чья номинальная мощность превышает 1000 кВА, стандартный импеданс составляет 7%.
Отношение реактивного сопротивления к активному (X/R) обычно находится в диапазоне от 3 до 12. Трансформаторы с меньшим импедансом (например, с импедансом 4%) демонстрируют меньшие падения напряжения и более высокие токи короткого замыкания на стороне вторичной обмотки. (Более высокие токи короткого замыкания на стороне вторичной обмотки полезны для устранения неисправностей в сети.) Однако меньший импеданс имеет свои недостатки — он приводит к увеличению циркулирующих токов и ухудшению балансировки нагрузки между трансформаторами.
Трансформаторы с номинальной мощностью 1000 кВА или меньше имеют импеданс 5%; для тех, чья номинальная мощность превышает 1000 кВА, стандартный импеданс составляет 7%. Отношение реактивного сопротивления к активному (X/R) обычно находится в диапазоне от 3 до 12. Трансформаторы с меньшим импедансом (например, с импедансом 4%) демонстрируют меньшие падения напряжения и более высокие токи короткого замыкания на стороне вторичной обмотки. (Более высокие токи короткого замыкания на стороне вторичной обмотки полезны для устранения неисправностей в сети.) Однако меньший импеданс имеет свои недостатки — он приводит к увеличению циркулирующих токов и ухудшению балансировки нагрузки между трансформаторами.
Заземляющие соединения
Большинство сетевых трансформаторов подключены треугольником — заземленной звездой. Блокируя нулевую последовательность тока, это соединение поддерживает низкий уровень тока заземления на первичных кабелях. Таким образом, можно использовать высоко чувствительный реле защиты от заземления на выключателе подстанции. Блокировка нулевой последовательности тока также уменьшает ток на нейтральных проводах и экранах кабелей, включая гармоники нулевой последовательности, преимущественно третью гармонику. При возникновении однофазного замыкания на землю на первичной линии срабатывает выключатель питания, но сетевые трансформаторы продолжают питать неисправность, пока все защитные устройства сети не сработают (некоторые могут сработать неправильно). В этот момент сетевые трансформаторы начинают питать первичную линию как не заземленную цепь.
В не заземленной цепи однофазное замыкание на землю вызывает сдвиг нейтральной точки, что повышает фазное напряжение независимых фаз до уровня линейного напряжения. Несетевые нагрузки, подключенные фаза-нейтраль, будут подвергаться этому перенапряжению. Некоторые сети используют метод подключения заземленной звезды — заземленной звезды.
Это соединение более подходит для комбинированных линий. При возникновении однофазного замыкания на землю на первичной линии срабатывает выключатель питания. Для обратного тока на первичную линию через сеть соединение звезда-звезда все еще обеспечивает точку заземления, тем самым снижая вероятность перенапряжения. Соединение заземленной звезды — заземленной звезды также уменьшает вероятность феррорезонанса при однополюсном переключении трансформатора.
Большинство сетевых трансформаторов являются сердечниковыми, с сердечником, имеющим либо трехстоечную (трехфазная, трехколонная), либо пятистоечную (трехфазная, пятиколонная) структуру. Трехстоечный сердечник, будь то наборный или намоточный, подходит для соединения треугольником — заземленной звездой (но не для соединения заземленной звездой — заземленной звездой из-за проблем с нагревом бака). Пятистоечный сердечник подходит для обоих вышеупомянутых типов соединений.
