چگونه خط اصلی، ترانسفورماتور توزیع، بیمه ها و خدمات در شبکه های شعاعی عمل می کنند
خدمات را از مختل شدن پرهیز کردن
همانطور که مشهور است، ترانسفورماتورهای توزیع ولتاژ توزیع یا فیدر اصلی را به ولتاژ استفاده کاهش می‌دهند. آنها از طریق فیوزهای اصلی یا برش‌کن‌های فیوزی به فیدر اصلی، زیرفیدرهای جانبی و خطوط جانبی متصل می‌شوند. هنگامی که خرابی در ترانسفورماتور یا خرابی با مقاومت کم در مدار ثانویه رخ دهد، فیوز اصلی ترانسفورماتور توزیع مربوطه را از فیدر اصلی جدا می‌کند. در این مقاله به ریکلوسرها اشاره نشده است.
پاره شدن فیوز اصلی از مختل شدن خدمات به سایر بارهای تأمین شده از طریق فیدر جلوگیری می‌کند، اما خدمات به تمام مصرف‌کنندگان تأمین شده از طریق ترانسفورماتور خود را قطع می‌کند.
برش‌کن‌های فیوزی (مانند آنچه در شکل ۱ نشان داده شده که معمولاً بسته هستند) وسیله مناسبی برای قطع ترانسفورماتورهای توزیع کوچک برای بازرسی و نگهداری فراهم می‌کنند.
به دلیل تفاوت در منحنی جریان-زمان فیوز اصلی و منحنی جریان-زمان ایمن ترانسفورماتور توزیع، حفاظت مناسب از بار زیاد برای ترانسفورماتور توزیع با فیوز اصلی قابل دستیابی نیست. شکل این دو منحنی چنان است که اگر فیوز کوچک‌اندازه‌ای برای ارائه حفاظت کامل از بار زیاد برای ترانسفورماتور استفاده شود، بخش قابل توجهی از ظرفیت بار زیاد مفید ترانسفورماتور از دست خواهد رفت، زیرا فیوز پاره خواهد شد و از ترانسفورماتور جلوگیری می‌کند تا از ظرفیت بار زیاد خود استفاده کند. علاوه بر این، چنین فیوز کوچک‌اندازه‌ای معمولاً به دلیل جریان‌های ناگهانی بدون دلیل پاره می‌شود.
ترانسفورماتورهای توزیع متصل به فیدرهای سیم آزاد هوایی معمولاً تحت تأثیر اختلالات شدید صاعقه قرار می‌گیرند. برای کاهش تخریب عایق و خرابی ترانسفورماتورها به دلیل صاعقه، معمولاً ضدصاعقه‌ها برای این ترانسفورماتورها نصب می‌شوند.
سیم‌های ثانویه یک ترانسفورماتور توزیع معمولاً به مدارهای ثانویه شعاعی متصل می‌شوند. همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، خدمات مصرف‌کنندگان از این مدارها استخراج می‌شوند. این نوع اتصال به معنای فقدان حفاظت ترانسفورماتور در برابر بار زیاد و خرابی‌های با مقاومت بالا در مدارهای ثانویه آن است. در واقع، تعداد کمی از ترانسفورماتورهای توزیع توسط بار زیاد خراب می‌شوند.
این وضعیت عمدتاً از کاربری ترانسفورماتورهای توزیع ناشی می‌شود که ظرفیت بار زیاد آنها به ندرت به طور کامل استفاده می‌شود.
از نظر حفاظت، فیوزهای در سیم‌های ثانویه ترانسفورماتورهای توزیع به نسبت فیوزهای اصلی در جلوگیری از سوختن ترانسفورماتور مؤثرتر نیستند و به دلایل مشابه. رویکرد مناسب برای حفاظت موثر ترانسفورماتور توزیع در برابر بار زیاد و خرابی‌های با مقاومت بالا نصب شکستگی‌کننده در سیم‌های ثانویه ترانسفورماتور است. مهم است که منحنی شکستگی این شکستگی‌کننده باید دقیقاً با منحنی جریان-زمان ایمن ترانسفورماتور هماهنگ باشد.
خرابی‌ها در اتصال خدمات مصرف‌کننده که از مدار ثانویه تا کلید خدمات انجام می‌شود، بسیار نادر هستند. بنابراین، نصب فیوز ثانویه در نقطه‌ای که اتصال خدمات به مدار ثانویه متصل می‌شود، از لحاظ اقتصادی قابل قبول نیست، مگر در شرایط خاص مانند خدمات در مقیاس بزرگ از مدارهای ثانویه زیرزمینی.
همانطور که پیش‌تر ذکر شد، کاهش ولتاژ مجاز، که از نقطه‌ای که اولین ترانسفورماتور توزیع به فیدر اصلی متصل می‌شود تا کلید خدمات آخرین مصرف‌کننده روی فیدر اندازه‌گیری می‌شود، باید به صورت اقتصادی بین فیدر اصلی، ترانسفورماتور توزیع، مدار ثانویه و اتصال خدمات مصرف‌کننده تقسیم شود.
اگرچه این ارقام برای سیستم‌های هوایی که بارهای مسکونی را تأمین می‌کنند معمول هستند، تفاوت‌های قابل توجهی در سیستم‌های زیرزمینی می‌تواند انتظار شود. سیستم‌های زیرزمینی معمولاً از مدارهای کابلی و ترانسفورماتورهای توزیع در مقیاس بزرگ یا طراحی شده برای تأمین بارهای صنعتی و تجاری استفاده می‌کنند.
پس از تعیین کل کاهش ولتاژ مجاز برای ترانسفورماتور توزیع و مدار ثانویه، تعیین ترکیب بهینه از نظر هزینه آنها برای هر چگالی بار یکنواخت و نوع ساخت، با توجه به قیمت‌های بازار خاص، نسبتاً آسان است.
اگر ترانسفورماتور بزرگ‌اندازه باشد، هزینه مدار ثانویه و هزینه کل غیرقابل قبول خواهد بود. بالعکس، اگر ترانسفورماتور کوچک‌اندازه باشد، هزینه خود ترانسفورماتور و هزینه کل بسیار بالا خواهد بود.
شبیه سایر المان‌های موجود در سیستم توزیع، نوسانات و رشد بار باید در طراحی و اندازه‌گیری ترانسفورماتورهای توزیع و مدارهای ثانویه لحاظ شود. این المان‌ها تنها برای تأمین بارهای موجود در زمان نصب نصب نمی‌شوند؛ بلکه باید برای نیازهای بار آینده نیز لحاظ شوند.
با این حال، پیش‌بینی بیش از حد رشد از نظر اقتصادی مطلوب نیست.
وقتی ترانسفورماتور توزیع به شدت بار زیاد دارد، این عمل همچنین بار روی مدار ثانویه ترانسفورماتور بار زیاد را کاهش می‌دهد و تنظیم ولتاژ کل را بهبود می‌بخشد. در مناطق با بارهای نسبتاً یکنواخت، ممکن است باید ترانسفورماتورهای اضافی در دو طرف ترانسفورماتور بار زیاد در یک دوره کوتاه نصب شوند. این امر برای حفظ سطوح ولتاژ قابل قبول و جلوگیری از بار زیاد هر بخشی از مدار ثانویه ضروری است.
با این حال، یک روش جایگزین برای دستیابی به همان نتیجه نصب یک ترانسفورماتور جدید و جابجایی ترانسفورماتور بار زیاد است تا بتواند بخش میانی مدار ثانویه کوتاه‌شده خود را تأمین کند.
اگر ترانسفورماتور بزرگ‌اندازه باشد، هزینه مدار ثانویه و هزینه کل غیرقابل قبول خواهد بود. بالعکس، اگر ترانسفورماتور کوچک‌اندازه باشد، هزینه خود ترانسفورماتور و هزینه کل بسیار بالا خواهد بود.
