Jak primární vývody distribuční transformátor spouštěče a zásuvky fungují v radiálních sítích

Prevence přerušení dodávky

Jak je známo, distribuční transformátory snižují napětí distribučního nebo hlavního vedení na využitelné napětí. Jsou propojeny s hlavním vedením, vedlejšími vedeními a odbočkami pomocí hlavních pojistek nebo pojistkových výřezů. Když dojde k poruše transformátoru nebo k poruše s nízkým vnitřním odporom ve sekundárním obvodu, hlavní pojistka odpojí příslušný distribuční transformátor od hlavního vedení. V tomto článku se neprojednávají automatické uzavíráče.

Přehoření hlavní pojistky zabrání přerušení dodávky pro ostatní zatížení dodávaná tímto vedením, ale přeruší dodávku pro všechny spotřebitele dodávané prostřednictvím tohoto transformátoru.

Pojistkové výřezy (jak je znázorněno na obrázku 1, které jsou obvykle uzavřené) poskytují pohodlný způsob odpojení malých distribučních transformátorů pro inspekci a údržbu.

V důsledku rozdílu mezi průběhem proud - časové charakteristiky hlavní pojistky a bezpečnostní průběhem proud - časové charakteristiky distribučního transformátoru nelze dosáhnout uspokojivé ochrany před přetížením distribučního transformátoru pomocí hlavní pojistky. Tvar těchto dvou křivek je takový, že pokud by se použila dostatečně malá pojistka pro kompletní ochranu transformátoru před přetížením, velká část cenné kapacity transformátoru k přetížení by byla ztracena, protože pojistka by přehořela a zabránila transformátoru využít jeho kapacitu k přetížení. Navíc taková malá pojistka často přehořívá zbytečně kvůli proudovým zábleskům.

Distribuční transformátory připojené k povrchovým otevřeným vedením jsou často vystaveny silným bleskovým poruchám. Aby se minimalizovala izolační havárie a selhání transformátorů způsobená blesky, jsou obecně instalovány bleskosvaly pro tyto transformátory.

Sekundární vedení distribučního transformátoru jsou typicky pevně spojena s radiálními sekundárními obvody. Jak je znázorněno na obrázku 1, spotřebitelské služby jsou napájeny z těchto obvodů. Tato spojovací uspořádání naznačuje, že transformátor nemá ochranu proti přetížení a poruchám s vysokým vnitřním odporem ve svých sekundárních obvodech. Ve skutečnosti je relativně málo distribučních transformátorů poškozeno přetížením.

Tato situace vychází ze způsobu použití distribučních transformátorů, kde jejich kapacita k přetížení je zřídka plně využívána.

Co se týče ochrany, pojistky ve sekundárních vedeních distribučních transformátorů nejsou efektivnější než hlavní pojistky při prevenci vyhoření transformátoru, a to z podobných důvodů. Přiměřeným přístupem k efektivní ochraně distribučního transformátoru před přetížením a poruchami s vysokým vnitřním odporem je instalace spínacího relé ve sekundárních vedeních transformátoru. Zásadní je, aby charakteristika spínání tohoto spínacího relé byla přesně koordinována s bezpečnostní průběhem proud - časové charakteristiky transformátoru.

Poruchy v spotřebitelském spojení, které vedou od sekundárního obvodu ke spínacímu relé, jsou extrémně vzácné. Proto není ekonomicky životaschopné instalovat sekundární pojistku v místě, kde se spotřebitelské spojení napájí ze sekundárního obvodu, ledaže v speciálních okolnostech, jako jsou rozsáhlé služby z podzemních sekundárních obvodů.

Jak bylo již zmíněno, povolený pokles napětí, měřený od místa, kde je první distribuční transformátor připojen k hlavnímu vedení, až po spínací relé posledního spotřebitele na vedení, by měl být ekonomicky rozdělen mezi hlavní vedení, distribuční transformátor, sekundární obvod a spotřebitelské spojení.

I když jsou tyto hodnoty typické pro povrchové systémy, které zásobují rezidenční zatížení, lze očekávat významné rozdíly v podzemních systémech. Podzemní systémy často využívají kabelové obvody a rozsáhlé distribuční transformátory nebo jsou navrženy pro zásobování průmyslových a komerčních zatížení.

Po určení celkového povoleného poklesu napětí pro distribuční transformátor a sekundární obvod je poměrně jednoduché zjistit nejlevnější kombinaci jejich rozměrů pro jakoukoli uniforém hustotu zatížení a konstrukční typ, s ohledem na specifické tržní ceny.

Pokud je transformátor přetypovaný, stojí sekundární obvod a celkové náklady exorbitantně. Naopak, pokud je transformátor nedostatečně rozměrován, stojí sám transformátor a celkové náklady příliš vysoko.

Podobně jako u jiných komponent distribučního systému musí být při návrhu a rozměrování distribučních transformátorů a sekundárních obvodů zohledněny fluktuace a růst zatížení. Tyto prvky nejsou instalovány pouze pro akomodaci stávajících zatížení v době instalace, ale musí také zohlednit budoucí požadavky na zatížení.

Nicméně, není ekonomicky efektivní příliš předvídat růst.

Když je distribuční transformátor nebezpečně přetížen, tímto krokem se také zmírní zatížení sekundárního obvodu přetíženého transformátoru a zlepší se celková regulace napětí. V oblastech s relativně uniférním zatížením mohou být potřeba v krátké době instalovány další transformátory na obou stranách přetíženého transformátoru. To je nezbytné pro udržení přijatelných hladin napětí a prevenci přetížení jakékoli části sekundárního obvodu.

Alternativním přístupem k dosažení stejného výsledku je instalace nového transformátoru a přesunutí přetíženého transformátoru tak, aby dodával energii střední části svého zkráceného sekundárního obvodu.

Pokud je transformátor přetypovaný, stojí sekundární obvod a celkové náklady exorbitantně. Naopak, pokud je transformátor nedostatečně rozměrován, stojí sám transformátor a celkové náklady příliš vysoko.