Kako naponi harmonici utječu na zagrijavanje transformatora raspodjele H59
Uticaj harmonika napona na porast temperature u H59 distribucijskim transformatorima
H59 distribucijski transformatori su među najvažnijim opremama u energetskim sustavima, glavno funkcionirom pretvarajući visokonaponsku struju iz mreže u niskonaponsku struju potrebnu krajnjim korisnicima. Međutim, u energetskim sustavima postoji mnogo nelinearnih opterećenja i izvora, koji uvode harmonike napona koje negativno utječu na rad H59 distribucijskih transformatora. Ovaj članak detaljno će raspraviti o utjecaju harmonika napona na porast temperature H59 distribucijskih transformatora.
Prvo trebamo razjasniti što su harmonici napona. Izvori struje, oprema i nelinearna opterećenja u električnim sustavima uzrokuju deformacije valnih oblika struje i napona, rezultirajući harmonijskim komponentama izvan osnovne frekvencije. Harmonici napona odnose se na harmonijske komponente u valnom obliku napona čije frekvencije su cijeli višekratnici osnovne frekvencije. Harmonici napona dovode do harmonika struje, što zatim utječe na normalni rad električne opreme.
Za H59 distribucijske transformatore, harmonici napona imaju nekoliko glavnih utjecaja:
Prvo, harmonici napona povećavaju gubitke transformatora. Harmonički naponi uzrokuju dodatne gubitke željeza i bakra u transformatoru, što dovodi do većeg porasta temperature. Prisustvo harmoničkih napona deformira magnetni krug transformatora, rezultirajući neravnomjernom distribucijom gustoće magnetnog toka i povećanim gubitcima željeza. Također, harmoničke struje koje teku kroz vijci transformatora stvaraju dodatne otporne gubitke - tj. povećane gubitke bakra. Ovi dodatni gubitci pretvaraju se u toplinu, dalje povećavajući temperaturu transformatora.
Drugo, harmonici napona povećavaju buku transformatora. Elektromagnetske sile u transformatorima nastaju zbog promjena u magnetnom polju. Harmoniki napona čine ove varijacije magnetnog polja složenijima, time intenzificirajući mehaničke vibracije i audibilnu buku. Ova buka ne utječe samo na sam rad transformatora, već uzrokuje akustičku zagađenje okoline.
Također, harmonici napona mogu ubrzati starenje izolacije u transformatoru. Harmonički naponi uzrokuju neravnomjernu distribuciju električnog polja unutar materijala izolacije transformatora, stvarajući regije s visokom koncentracijom električnog polja. To dovodi do preuranjenog starenja i degradacije izolacije. Ovo starenje izolacije povećava rizik od propada transformatora i može čak dovesti do djelomičnog ispadanja ili dielektričnog rušenja.
Da bi se smanjio utjecaj harmonika napona na distribucijske transformatore, mogu se usvojiti sljedeće mjere:
Prvo, ograničite upotrebu nelinearnih opterećenja. Nelinearna opterećenja su glavni izvor harmonika u elektroenergetskim mrežama; smanjivanje njihove upotrebe efektivno suzbija generiranje harmonika.
Drugo, instalirajte filtre za harmonike. Filtre za harmonike su električni uređaji dizajnirani za eliminaciju harmonijskih struja, time smanjujući harmoničke napone. Korištenje filtara za harmonike značajno smanjuje utjecaj harmonika napona na transformatore.
Treće, povećajte kapacitet distribucijskog transformatora. Veći kapacitet transformatora smanjuje gustoću struje, time smanjujući gubitke bakra i željeza, te slijedno smanjujući porast temperature.
Na kraju, redovito održavajte i inspekcirajte transformator. Redovito praćenje temperature, buke i drugih operativnih parametara omogućuje pravočasno otkrivanje problema, omogućujući pravočasno održavanje i popravak kako bi se osiguralo pouzdanost rada i produžen vijek trajanja.
Ukratko, harmonici napona imaju značajan utjecaj na porast temperature H59 distribucijskih transformatora. Povećavaju gubitke, podižu razinu buke i povećavaju rizik od starenja izolacije. Da bi se smanjili ovi negativni utjecaji, mjere kao što su ograničavanje nelinearnih opterećenja, instalacija filtara za harmonike, povećanje kapaciteta transformatora i redovito održavanje mogu efektivno smanjiti razine harmonika napona. Ove akcije pomažu poboljšati stabilnost i pouzdanost distribucijskih transformatora i produžiti njihov vijek trajanja.
