Как основные линии электропередачи распределительные трансформаторы предохранители и вводы функционируют в радиальных сетях

Предотвращение прерывания обслуживания

Как известно, распределительные трансформаторы снижают напряжение распределения или основной линии до уровня использования. Они подключены к основной линии, подлиниям и ответвлениям через основные предохранители или предохранительные выключатели. При возникновении неисправности трансформатора или низкоомного короткого замыкания во вторичной цепи основной предохранитель отключает связанный с ним распределительный трансформатор от основной линии. В данной статье повторные включения не рассматриваются.

Срабатывание основного предохранителя предотвращает прерывание обслуживания других нагрузок, подключенных к линии, но прерывает обслуживание всех потребителей, подключенных через этот трансформатор.

Предохранительные выключатели (как показано на рисунке 1, которые обычно закрыты) предоставляют удобный способ отключения малых распределительных трансформаторов для осмотра и технического обслуживания.

Из-за различия в форме кривой тока-времени основного предохранителя и безопасной кривой тока-времени распределительного трансформатора удовлетворительная защита от перегрузки для распределительного трансформатора не может быть достигнута с помощью основного предохранителя. Формы этих двух кривых таковы, что если использовать достаточно маленький предохранитель для обеспечения полной защиты от перегрузки трансформатора, значительная часть ценной перегрузочной способности трансформатора будет утрачена, поскольку предохранитель сработает и предотвратит использование трансформатором своей перегрузочной способности. Более того, такой маленький предохранитель часто срабатывает без необходимости из-за импульсных токов.

Распределительные трансформаторы, подключенные к воздушным открытопроводным линиям, часто подвергаются сильным грозовым воздействиям. Для минимизации пробоя изоляции и отказов трансформаторов, вызванных молнией, обычно устанавливаются молниеотводы для этих трансформаторов.

Вторичные выводы распределительного трансформатора обычно надежно соединены с радиальными вторичными цепями. Как показано на рисунке 1, услуги потребителей подключаются к этим цепям. Такая схема подключения означает, что трансформатор не имеет защиты от перегрузок и высокоомных коротких замыканий в его вторичных цепях. На самом деле, относительно мало распределительных трансформаторов повреждаются из-за перегрузок.

Эта ситуация в основном обусловлена применением распределительных трансформаторов, где их перегрузочная способность редко используется полностью.

Что касается защиты, предохранители во вторичных выводах распределительных трансформаторов малоэффективны, как и основные предохранители, для предотвращения перегорания трансформаторов, и по тем же причинам. Эффективный подход для защиты распределительного трансформатора от перегрузок и высокоомных коротких замыканий — установка автоматического выключателя во вторичных выводах трансформатора. Критически важно, чтобы кривая срабатывания этого автоматического выключателя была точно согласована с безопасной кривой тока-времени трансформатора.

Неисправности в соединении услуг потребителя, которое идет от вторичной цепи к выключателю питания, крайне редки. Поэтому установка вторичного предохранителя в точке, где соединение услуг потребителя подключается к вторичной цепи, экономически невыгодна, за исключением особых случаев, таких как крупномасштабные услуги от подземных вторичных цепей.

Как уже упоминалось, допустимое падение напряжения, измеренное от точки, где первый распределительный трансформатор подключен к основной линии, до выключателя питания последнего потребителя на линии, должно быть экономически распределено между основной линией, распределительным трансформатором, вторичной цепью и соединением услуг потребителя.

Хотя эти значения типичны для воздушных систем, питающих жилые нагрузки, значительные различия можно ожидать в подземных системах. Подземные системы часто используют кабельные цепи и крупномасштабные распределительные трансформаторы или предназначены для питания промышленных и коммерческих нагрузок.

После определения общего допустимого падения напряжения для распределительного трансформатора и вторичной цепи относительно легко вычислить наиболее экономически эффективную комбинацию их размеров для любой равномерной плотности нагрузки и типа конструкции при заданных рыночных ценах.

Если трансформатор слишком большой, стоимость вторичной цепи и общая стоимость будут чрезмерно высокими. Напротив, если трансформатор слишком мал, стоимость самого трансформатора и общая стоимость также будут слишком высокими.

Подобно другим компонентам в системе распределения, колебания и рост нагрузки должны учитываться при проектировании и выборе размеров распределительных трансформаторов и вторичных цепей. Эти элементы устанавливаются не только для обслуживания существующих нагрузок на момент установки, но и для учета будущих потребностей в нагрузке.

Однако экономически невыгодно слишком сильно учитывать рост.

Когда распределительный трансформатор опасно перегружен, это действие также снижает нагрузку на вторичную цепь перегруженного трансформатора и улучшает общую регулировку напряжения. В районах с относительно равномерными нагрузками может потребоваться установка дополнительных трансформаторов по обе стороны от перегруженного в течение короткого периода времени. Это необходимо для поддержания приемлемых уровней напряжения и предотвращения перегрузки любой части вторичной цепи.

Однако альтернативным подходом для достижения того же результата является установка нового трансформатора и перемещение перегруженного трансформатора таким образом, чтобы он питал среднюю часть своей укороченной вторичной цепи.

Если трансформатор слишком большой, стоимость вторичной цепи и общая стоимость будут чрезмерно высокими. Напротив, если трансформатор слишком мал, стоимость самого трансформатора и общая стоимость также будут слишком высокими.