Mfano wa Mawiringu na Viwango vya Transfomaa za Kijiko

Mfumo wa Mawindo ya Transformer wa Kupiga Chini

Transformers wa kupiga chini yanavyoandaliwa kwa mfululizo wa mawindo yanaa tano mbili: ZNyn (zigzag) au YNd. Pointi zao za upinzani zinaweza kuunganishwa na magamba ya kusimamia maunguishi au resistor za kupiga chini. Sasa hivi, transformer wa kupiga chini wa aina ya zigzag (aina ya Z) unayounganishwa na magamba ya kusimamia maunguishi au resistor wa thamani ndogo ni zaidi ya kutumika.

1. Transformer wa Kupiga Chini wa Aina ya Z
Transformers wa kupiga chini wa aina ya Z wana vesi vya maji na vesi vya ukanda. Kati yake, vesi vya resin-cast ni aina ya ukanda. Kulingana na muundo, ni sawa na transformer wa nguvu wa kila kitufe cha kijamii, ila kila kitufe kilichopewa mawindo miwili ya sehemu zisizosawa—kwenye juu na chini. Ussufu wa sehemu moja unauunganishwa kwa ussufu wa sehemu nyingine ya kitufe kingine kwa mfano wa polarity tofauti.

Mawindo miwili hayo yana polarities tofauti, kujenga kitufe kipya kwa mfumo wa zigzag. Pembeni za mawindo ya juu—U1, V1, W1—zinaletwa na kuunganishwa na mstari wa umeme wa AC wa kila kitufe A, B, na C, kwa undani. Pembeni za mawindo ya chini—U2, V2, W2—zinajitolea na kujenga pointi ya upinzani, ambayo kisha inaunganishwa na resistor wa kupiga chini au magamba ya kusimamia maunguishi, kama linavyoonekana katika picha. Kulingana na njia ya uunganisho kamili, transformers wa kupiga chini wa aina ya Z huchakatuliwa kwa mfululizo wa ZNvn1 na ZNyn11.

Transformers wa kupiga chini wa aina ya Z wanaweza pia kuwa na mawindo madogo, mara nyingi yanayounganishwa kwa mfumo wa nyota na upinzani uliyounganishwa (yn), kunawezesha kufanya kazi kama transformers wa huduma za stesheni.

2. Transformer wa Kupiga Chini wa Aina ya Z
Faida za uunganisho wa zigzag wa transformers wa aina ya Z:

1. Wakati wa msongamano wa kitufe kimoja, currenti ya hitilafu ya kupiga chini inaweza kuhutumika kwa urahisi kati ya mawindo ya kila kitufe. Magnetomotive forces (MMFs) ya mawindo miwili kila kitufe kimekuwa na misingi tofauti, kwa hiyo hakuna effecti ya damping, inayowezesha currenti kuhutumika kwa urahisi kutoka kwenye pointi ya upinzani hadi mstari wa hitilafu.

2. Hakuna componenti ya third-harmonic katika voltage ya kitufe kwa sababu, katika transformer bank ya tatu single-phase iliyounganishwa kwa mfumo wa zigzag, harmonics ya tatu ina viwango na misingi sawa kama vekta. Kulingana na mfumo wa mawindo, electromotive forces za third-harmonic kwa kila kitufe hukutana, kutoa phase voltage yenye sinusoidal.

Katika transformer wa kupiga chini wa aina ya Z, zero-sequence currents katika mawindo miwili ya sehemu kwenye kitufe kimoja hutoka kwa misingi tofauti; kwa hiyo, zero-sequence reactance ni chache sana, na haiwezi kutokana zero-sequence current. Sababu ya zero-sequence impedance chache ni ifuatavyo: kwenye kila kitufe kati ya tatu ya transformer wa kupiga chini, kuna mawindo miwili ya sehemu sawa, kila kitu kinachounganishwa na voltage za phase tofauti. 

Wakati voltage za three-phase positive au negative-sequence yenye uzito sawa zinapatikana kwenye pembeni za mstari wa transformer wa kupiga chini, MMF kwenye kila kitufe ni sumu ya vekta ya MMFs kutoka kwa mawindo miwili yanayounganishwa na phases tofauti. MMF ya mwisho kwenye kila kitufe ni imetenganishwa kwa 120°, kujenga seti ya three-phase balanced. Single-phase MMF inaweza kuunda magnetic circuit kote kwenye vitufe vitatu, kutoa magnetic reluctance chache, magnetic flux mkubwa, induced EMF mkubwa, na kwa hiyo magnetizing impedance mkubwa sana.

 Lakini, wakati zero-sequence voltage zinapatikana kwenye pembeni za mstari wa three-phase, MMFs zinazotengenezwa na mawindo miwili kwenye kila kitufe zina viwango sawa lakini misingi tofauti, kutoa net MMF sifuri kwa kila kitufe—hivyo, hakuna zero-sequence MMF kwenye vitufe vitatu. Zero-sequence MMF inaweza kuhitimu njia yake kwenye tank na mazingira yake, ambayo inatoa magnetic reluctance mkubwa; kwa hiyo, zero-sequence MMF ni chache, kutoa zero-sequence impedance chache sana.

3.Parameta za Transformer wa Kupiga Chini
Kwa kutoa mataraji ya mitandao ya distribution yanayotumia arc suppression coil grounding compensation, pia kutoa mataraji ya loads za station service za power na lighting katika substations, transformers zenye mfululizo wa Z zinachaguliwa, na parameta muhimu za transformer wa kupiga chini lazima ziwe zimeundwa vizuri.

3.1 Capaciti Imeundwa
Capaciti ya primary-side ya transformer wa kupiga chini inapaswa kuwa na arc suppression coil. Kulingana na ratings za capaciti standard za arc suppression coil, inapendekezwa capaciti ya transformer wa kupiga chini iwe 1.05–1.15 mara ya capaciti ya arc suppression coil. Kwa mfano, arc suppression coil ya 200 kVA itapatanishwa na transformer wa kupiga chini wa 215 kVA.

3.2 Currenti ya Compensation ya Pointi ya Upinzani
Jumla ya currenti inayohitimu kwenye pointi ya upinzani ya transformer wakati wa msongamano wa kitufe kimoja

Katika formula hii:

U ni voltage ya mstari wa mitandao ya distribution (V);
Zx ni impedance ya arc suppression coil (Ω);
Zd ni primary zero-sequence impedance ya transformer wa kupiga chini (Ω/phase);
Zs ni system impedance (Ω).

Muda wa currenti ya compensation ya pointi ya upinzani unapaswa kuwa sawa na muda wa kufanya kazi wa arc suppression coil, ambao unatumika kama 2 masaa.

3.3 Ukingo wa Mzunguko wa Sifuri
Ukingo wa mzunguko wa sifuri ni parameta muhimu ya tafuta ya kijumuisha na hutoa athari kubwa kwenye msemo wa upande wa moja tu na kuzuia maongezi mengi. Kwa tafuta za kijumuisha za aina ya zigzag (Z-type) bila mwendo wa pili, pamoja na zile zenye uhusiano wa nyota/ufunguo wazi, kuna ukingo mmoja tu - yaani, ukingo wa mzunguko wa sifuri - ambayo inaweza kutumika kwa ajili ya kushiriki mahitaji ya umma.

3.4 Matukio
Matukio ni parameta muhimu ya tafuta za kijumuisha. Kwa tafuta za kijumuisha zinazotumia mwendo wa pili, matukio bila mchakato yanaweza kuwa sawa na ya tafuta ya mzunguko wa mbili yenye urefu sawa. Kuhusu matukio ya mchakato, wakati mwendo wa pili unafanya kazi kwa kiwango cha kamili, upande wa kwanza anavuka na uzito mdogo tu; kwa hiyo, matukio yake ya mchakato yanaenda chini kuliko tafuta ya mzunguko wa mbili yenye uwezo sawa wa mwendo wa pili.

3.5 Ongezeko la Joto
Kulingana na viwango vya taifa, ongezeko la joto la tafuta za kijumuisha linavyoamriwa ni kama ifuatavyo:

1. Ongezeko la joto kwa kiwango cha mfululizo kamili lazima likuwe sawa na viwango vya taifa vya tafuta za umeme za kawaida au za kijimbo. Hii inaumia zaidi tafuta za kijumuisha ambazo mwendo wa pili wake huwa na uzito sana.

2. Wakati uzito wa muda mfupi hujumuisha zaidi ya sekunde 10 (mazingira ambayo yanaweza kutokea wakati chemchemi iliyokataa imeunganishwa na resistor), ongezeko la joto lazima liwe sawa na mipaka yaliyotajwa katika viwango vya taifa vya tafuta za umeme wakati wa kujumuisha.

3. Wakati tafuta ya kijumuisha inafanya kazi pamoja na coil ya kuzuia magazia, ongezeko lake la joto lazima liwe sawa na miundombinu ya ongezeko la joto kwa coil ya kuzuia magazia:

• Kwa utetezi wenye uzito wa kiwango cha kamili, ongezeko la joto linaweza kuwa hadi 80 K. Hii inaumia zaidi tafuta za kijumuisha zenye uhusiano wa nyota/ufunguo wazi.

• Kwa utetezi wenye muda wa mzizi wa uzito wa kiwango cha mwahoro wa masaa 2 (kama lilivyotajwa kwa uzito wa kiwango), ongezeko la joto lisilohusika ni 100 K. Hali hii inasambana na njia ya kufanya kazi ya wingi wa tafuta za kijumuisha.

• Kwa utetezi wenye muda wa mzizi wa uzito wa dakika 30, ongezeko la joto lisilohusika ni 120 K.

Miundombinu haya yameundwa ili kuhakikisha kwamba, wakati wa kazi ngumu zaidi, joto la eneo la juu la utetezi halipige zaidi ya 140 °C hadi 160 °C, kwa hivyo kuhakikisha kazi salama ya uzimizizi na kuzuia kupungua kwa kasi kwa uzimizizi.