Jak harmonické napětí ovlivňuje zahřívání transformátoru H59 IEE-Business

Dopad harmonických napětí na teplotní nárůst v transformátorech H59

Transformátory H59 jsou mezi nejdůležitějším zařízením v elektrických systémech, jejich hlavní funkce spočívá v převodu vysokého napětí z elektrické sítě na nízké napětí požadované koncovými uživateli. Nicméně, elektrické systémy obsahují mnoho nelineárních zatěžovacích jednotek a zdrojů, které způsobují harmonická napětí, které negativně ovlivňují fungování transformátorů H59. Tento článek podrobně popisuje dopad harmonických napětí na teplotní nárůst transformátorů H59.

Nejprve je třeba objasnit, co jsou harmonická napětí. Zdroje energie, zařízení a nelineární zatěžovací jednotky v elektrických systémech způsobují zkreslení proudových a napěťových kmitočtů, což vede k harmonickým složkám nad základní frekvenci. Harmonická napětí se týká harmonických složek v napěťovém kmitočtu, jejichž frekvence jsou celočíselné násobky základní frekvence. Harmonická napětí vedou k harmonickým proudům, které ovlivňují normální fungování elektrického zařízení.

Pro transformátory H59 mají harmonická napětí několik hlavních účinků:

Zaprvé, harmonická napětí zvyšují ztráty v transformátoru. Harmonická napětí způsobují dodatečné železné a měděné ztráty v transformátoru, což vede ke zvýšení teploty. Přítomnost harmonického napětí zkresluje magnetickou cestu transformátoru, což vede k nerovnoměrnému rozložení hustoty magnetického toku a zvýšeným železným ztrátám. Kromě toho, harmonické proudy procházející cívkami transformátoru produkují dodatečné odporové ztráty – tj. zvýšené měděné ztráty. Tyto dodatečné ztráty se přeměňují na teplo, což dále zvyšuje teplotu transformátoru.

Zadruhé, harmonická napětí zvyšují hlučnost transformátoru. Elektromagnetické síly v transformátoru vznikají změnami magnetického pole. Harmonická napětí komplikují tyto změny magnetického pole, čímž se zesilují mechanické vibrační a akustické rušení. Toto rušení nejen ovlivňuje fungování samotného transformátoru, ale také způsobuje akustické znečištění okolí.

Kromě toho mohou harmonická napětí urychlit stárnutí izolace v transformátoru. Harmonická napětí způsobují nerovnoměrné rozložení elektrického pole v materiálech izolace transformátoru, což vytváří oblasti s vysokou koncentrací elektrického pole. To vede k předčasnému stárnutí a degradaci izolace. Toto stárnutí izolace zvyšuje riziko selhání transformátoru a může dokonce způsobit částečný výboj nebo dielektrický propad.

Aby byl minimalizován dopad harmonických napětí na distribuční transformátory, lze použít následující opatření:

Zaprvé, omezte použití nelineárních zatěžovacích jednotek. Nelineární zatěžovací jednotky jsou hlavním zdrojem harmonických složek v elektrických sítích; snížení jejich použití efektivně potlačuje generování harmonických složek.

Zadruhé, instalujte filtry harmonických složek. Filtry harmonických složek jsou elektrická zařízení navržená k eliminaci harmonických proudů, což vede ke snížení harmonických napětí. Použití těchto filtrů může významně snížit dopad harmonických napětí na transformátory.

Zatřetí, zvýšte kapacitu distribučního transformátoru. Větší kapacita transformátoru snižuje hustotu proudu, což vedou k nižším měděným a železným ztrátám a následně k nižšímu teplotnímu nárůstu.

Nakonec, provádějte pravidelnou údržbu a kontrolu transformátoru. Pravidelné sledování teploty, hlučnosti a dalších operačních parametrů umožňuje včasné zjištění problémů, což umožňuje okamžitou údržbu a opravu a zajišťuje spolehlivé fungování a prodloužení životnosti.

Zkrátka, harmonická napětí mají významný dopad na teplotní nárůst transformátorů H59. Zvyšují ztráty, zvyšují hlučnost a zvyšují riziko stárnutí izolace. Aby byly sníženy tyto nepříznivé účinky, lze efektivně minimalizovat úroveň harmonických napětí prostřednictvím opatření jako omezení nelineárních zatěžovacích jednotek, instalace filtrů harmonických složek, zvýšení kapacity transformátoru a pravidelná údržba. Tyto akce pomáhají zlepšit stabilitu a spolehlivost distribučních transformátorů a prodloužit jejich operační životnost.