დაკავშირების მეთოდები და გადაწყვეტილები დამამართველი ტრანსფორმატორებისთვის
გადამყარების ტრანსფორმატორის ქვედის კონფიგურაციები
გადამყარების ტრანსფორმატორები ქვედის შეერთების მიხედვით ორ ტიპად იყოფა: ZNyn (წიგნი-წიგნი) ან YNd. მათი ნეიტრალური წერტილები შეიძლება შეერთდეს არკის ჩახშობის კოჭას ან გადამყარების რეზისტორს. ამჟამად უფრო ხშირად გამოიყენება წიგნი-წიგნის (Z-ტიპის) გადამყარების ტრანსფორმატორი, რომელიც შეერთებულია არკის ჩახშობის კოჭას ან დაბალი მნიშვნელობის რეზისტორს.
1. Z-ტიპის გადამყარების ტრანსფორმატორი
Z-ტიპის გადამყარების ტრანსფორმატორები არსებობს როგორც ზეთში ჩაშრაღებული, ასევე სიმშრალეში იზოლირებული ვერსიებით. მათ შორის, რეზინის ჩამოსხმული არის სიმშრალეში იზოლირებული ტიპი. სტრუქტურულად, ის მსგავსია სტანდარტული სამფაზიანი ბირთვის ტიპის ძაბვის ტრანსფორმატორის, განსხვავებით იმისა, რომ თითოეულ ფაზურ მასივზე ქვედა გაყოფილია ორ ტოლ ნახევარში — ზედა და ქვედა. ერთი ნახევრის ბოლო შეერთებულია სხვა ფაზის ქვედის ბოლოს შებრუნებული პოლარობით მიმდევრობით.
ორი ქვედის ნახევარი საპირისპირო პოლარობით აქვთ, რაც წარმოქმნის ახალ ფაზას წიგნი-წიგნის კონფიგურაციით. ზედა ქვედების დაწყების ბორბლები — U1, V1, W1 — გამოყვანილია და შეერთებულია სამფაზიან სინუსოიდურ ძაბვას A, B და C შესაბამისად. ქვედა ქვედების დაწყების ბორბლები — U2, V2, W2 — შეკავშირებულია ერთმანეთთან და ქმნიან ნეიტრალურ წერტილს, რომელიც შემდეგ შეერთებულია გადამყარების რეზისტორს ან არკის ჩახშობის კოჭას, როგორც ნაჩვენებია სურათზე. კონკრეტული შეერთების მეთოდის მიხედვით, Z-ტიპის გადამყარების ტრანსფორმატორები განაწილდება ZNvn1 და ZNyn11 კონფიგურაციებად.
Z-ტიპის გადამყარების ტრანსფორმატორებს შეიძლება ჰქონდეს დაბალი ძაბვის ქვედა, რომელიც ჩვეულებრივ ვარსკვლავშია შეერთებული გადამყარებული ნეიტრალური წერტილით (yn), რაც შესაძლებლობას აძლევს მას სადგურის სამსახურის ტრანსფორმატორის როლში მონაწილეობას.
2. Z-ტიპის გადამყარების ტრანსფორმატორი
წიგნი-წიგნის შეერთების უპირატესობები Z-ტიპის ტრანსფორმატორებში:
ერთფაზიანი მოკლე ჩართვის დროს, გადამყარების დაზიანების დენი დაახლოებით თანაბრად განაწილდება სამ ფაზაში. თითოეული ბირთვის მასივზე ორი ქვედის მაგნიტმოძრავი ძალები (MMF) საპირისპირო მიმართულებითაა, ამიტომ დამუხტვის ეფექტი არ არსებობს, რაც საშუალებას აძლევს დენს თავისუფლად გადიოდეს ნეიტრალური წერტილიდან დაზიანებულ ხაზში.
ფაზურ ძაბვაში არ არის მესამე ჰარმონიკის კომპონენტი, რადგან წიგნი-წიგნის შეერთების მქონე სამი ერთეულიანი ტრანსფორმატორის ჯგუფში, მესამე ჰარმონიკები ვექტორულად იდენტური სიდიდით და მიმართულებით არიან. ქვედების განლაგების გამო, თითოეული ფაზის მესამე ჰარმონიკის ელექტრომოძრავი ძალები ერთმანეთს აბათილებს, რაც ახდენს ფაზურ ძაბვას თითქმის სინუსოიდურს.
Z-ტიპის გადამყარების ტრანსფორმატორში, ნულოვანი მიმდევრობის დენები ერთი ბირთვის მასივის ორ ნახევარ ქვედაში საპირისპირო მიმართულებით მიედინება; ამიტომ, ნულოვანი მიმდევრობის რეაქტივობა ძალიან დაბალია და არ ხდება ნულოვანი მიმდევრობის დენის ჩახშობა. მისი დაბალი ნულოვანი მიმდევრობის იმპედანსის პრინციპი შემდეგია: გადამყარების ტრანსფორმატორის სამივე ბირთვის მასივზე არის ორი ტოლი ნახევრის მქონე ქვედები, რომლებიც შეერთებულია სხვადასხვა ფაზის ძაბვებთან.
როდესაც გადამყარების ტრანსფორმატორის ხაზის ბორბლებზე მოდის დაბალანსებული დადებითი ან უარყოფითი მიმდევრობის სამფაზიანი ძაბვა, თითოეული ბირთვის მასივზე მაგნიტმოძრავი ძალა (MMF) არის სხვადასხვა ფაზებთან შეერთებული ორი ქვედის MMF-ების ვექტორული ჯამი. ინდივიდუალური ბირთვის მასივების შედეგიანი MMF-ები გადანაცვლებულია 120°-ით, რაც ქმნის დაბალანსებულ სამფაზიან სისტემას. ერთეული ფაზის MMF ქმნის მაგნიტურ წრეს სამივე ბირთვის მასივში, რაც იწვევს დაბალ მაგნიტურ წინაღობას, დიდ მაგნიტურ ნაკადს, მაღალ ინდუცირებულ EMF-ს და შესაბამისად ძალიან მაღალ მაგნიტურ იმპედანსს.
თუმცა, როდესაც სამ ფაზაზე მოდის ნულოვანი მიმდევრობის ძაბვა, თითოეული ბირთვის მასივზე ორი ქვედის მიერ წარმოქმნილი MMF-ები ტოლია მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით, რაც იწვევს ნულოვან შედეგიან MMF-ს თითოეულ მასივზე — ამიტომ სამივე ბირთვის მასივში ნულოვანი მიმდევრობის MMF არ არსებობს. ნულოვანი მიმდევრობის MMF მხოლოდ გადამყარების ავზის და გარშემო არსებული გარემოს მეშვეობით აკეთებს მის გზას, რაც ძალიან მაღალ მაგნიტურ წინაღობას უზრუნველყოფს; შედეგად, ნულოვანი მიმდევრობის MMF ძალიან პატარაა, რაც იწვევს ძალიან დაბალ ნულოვან მიმდევრობის იმპედანსს.
3. გადამყარების ტრანსფორმატორის პარამეტრები
რომ დაკმაყოფილდეს გადამყარების კოჭით შევსებადი განაწილების ქსელის მოთხოვნები, ასევე დაკმაყოფილდეს ქვესადგურების სადგურის სამსახურის დატვირთვის მოთხოვნები ძაბვისა და განათებისთვის, აირჩეულია Z-კავშირის ტრანსფორმატორები და უნდა განსაზღვრული იქნას გადამყარების ტრანსფორმატორის მთავარი პარამეტრები.
3.1 ნომინალური სიმძლავრე
გადამყარების ტრანსფორმატორის პირველადი მხარის სიმძლავრე უნდა შეესაბამებოდეს არკის ჩახშობის კოჭის სიმძლავრეს. სტანდარტული არკის ჩახშობის კოჭის სიმძლავრის ნომინალების მიხედვით, რეკომენდებულია გადამყარების ტრანსფორმატორის სიმძლავრის დაყენება 1.05–1.15-ჯერ არკის ჩახშობის კოჭის სიმძლავრეზე. მაგალითად, 200 kVA არკის ჩახშობის კოჭა შეესაბამება 215 kVA გადამყარების ტრანსფორმატორს.
3.2 ნეიტრალური წერტილის კომპენსაციის დენი
ერთფაზიანი დაზიანების დროს ტრანსფორმატორის ნეიტრალურ წერტილში გამავალი სრული დენი
ზემოთ მოცემულ ფორმულაში:
U არის განაწილების ქსელის ხაზის ძაბვა (V);
Zx არის არკის ჩახშობის კოჭის იმპედანსი (Ω);
Zd არის გადამყარების ტრანსფორმატორის პირველადი ნულოვანი მიმდევრობის იმპედანსი (Ω/ფაზა);
Zs არის სისტემის იმპედანსი (Ω).
ნეიტრალური წერტილის კომპენსაციის დენის ხანგრძლივობა უნდა იყოს იგივე, რაც არკის ჩახშობის კოჭის უწყვეტი მუშაობის დრო, რაც განსაზღვრულია როგორც 2 საათი.
3.3 Nuli-sequensuri impedenacia
Nuli-sequensuri impedenacia yra svarbi įžemėjimo transformatoriaus parametras, kuris reikšmingai veikia relės apsaugos nustatymus, ribojančius vienos fazių įžeminimo trikdžių sroves ir slopinančius perkrovinius spaudimus. Zigzag (Z tipo) įžemėjimo transformatoriams be antrinio virvies, taip pat tiems su žvaigždinės / atviras delta jungtys, yra tik viena impedenacija - t.y., nuli-sequensuri impedenacia, leidžianti gamintojams atitikti energetikos poreikius.
3.4 Nuostoliai
Nuostoliai yra svarbus įžemėjimo transformatorių charakteristikos rodiklis. Įžemėjimo transformatoriams, įrengtiems antrine virve, tuščiosios srovės nuostolis gali būti lygintas su dvivirvių transformatoriaus tos pačios galios nuostoliu. Kalbant apie apkrovos nuostolius, kai antrinė pusė dirba pilna apkrove, pirminė pusė neša santykinai lengvą apkrovą; todėl jos apkrovos nuostolis yra mažesnis nei dvivirvio transformatoriaus, turinčio tą pačią antrinės pusės galį.
3.5 Temperatūros kilimas
Remiantis nacionaliniais standartais, įžemėjimo transformatorių temperatūros kilimas yra reguliuojamas šiais punktais:
Temperatūros kilimas nominalioje nuolatinėje srovei turi atitikti nacionalinio standarto, skirto bendriams elektros transformatoriams arba sausųjų transformatorių, nustatymus. Šis punktas dažniausiai taikomas įžemėjimo transformatoriams, kurių antrinė pusė yra dažnai apkrovota.
Kai trumpalaikė apkrovos srovė trukmė nėra ilgesnė nei 10 sekundžių (sitacija, dažniausiai pasireiškianti, kai neutralus taškas yra prijungtas prie varžaus), temperatūros kilimas turi atitikti nacionalinio standarto, skirto elektros transformatoriams trumpalaikėje apkrove, nustatytas ribas.
Kai įžemėjimo transformatorius dirba kartu su plamstymo slopinimo sparnu, jo temperatūros kilimas turi atitikti plamstymo slopinimo sparno temperatūros kilimo reikalavimus:
Virvėms, nuolat nešančioms nominalią srovę, leidžiamas temperatūros kilimas yra 80 K. Šis punktas dažniausiai taikomas įžemėjimo transformatoriams, jungiamiems žvaigždės / atviras delta schema.
Virvėms, kurių maksimalios srovės trukmė yra 2 valandos (kaip nurodyta nominaliai srovei), leidžiamas temperatūros kilimas yra 100 K. Šis punktas atitinka daugumos įžemėjimo transformatorių darbo būdą.
Virvėms, kurių maksimalios srovės trukmė yra 30 minutes, leidžiamas temperatūros kilimas yra 120 K.
Šie nustatymai pagrįsti tuo, kad sudėtingiausiomis eksploatavimo sąlygomis, vijų karštumaus taško temperatūra nepereitų 140 °C iki 160 °C, užtikrinant saugų izoliacijos darbą ir išvengiant drastiškos izoliacijos gyvybės sutrikimo.
