Transformátory elektřiny 101: Proudy přepětky při vkládání napětí Zásuvné proudy a další

Jaké jsou typy elektrických transformátorů a jaké jsou jejich hlavní komponenty?

Elektrické transformátory jsou dostupné v různých typech, aby splňovaly stále se měnící požadavky elektrických systémů. Dle fázové konfigurace lze rozlišovat mezi jednofázovými a třífázovými transformátory; dle vzájemného uspořádání vinutí a jádra jako jádrové nebo obalové; a dle způsobu chlazení jako suché, vzduchem chlazené, přinutitelně olejově chlazené vzduchem nebo vodou chlazené. Vzhledem k izolaci neutrálního bodu jsou transformátory kategorizovány jako plně izolované nebo částečně izolované. Kromě toho jsou izolační třídy vinutí označeny jako A, E, B, F a H podle druhu materiálu. Každý typ transformátoru má specifické provozní požadavky. Hlavní komponenty elektrického transformátoru zahrnují jádro, vinutí, terminály, nádrž s olejem, dehtár (olejová polštářka), chladiče a příslušné příslušenství.

Co je proud prvního zapnutí v transformátorech a co ho způsobuje?

Proud prvního zapnutí se týká dočasného proudu, který protéká vinutím transformátoru, když je napětí poprvé aplikováno. Toto nastane, když reziduální magnetický tok v jádru vyrovná magnetický tok vyprodukovaný aplikovaným napětím, což způsobí, že celkový tok překročí hranici nasycení jádra. To vedете к возникновению большого пускового тока, который может достигать 6-8 раз номинального тока. Магнитуда пускового тока зависит от таких факторов, как фазовый угол напряжения при включении, количество остаточного магнитного потока в сердечнике и сопротивление источника системы. Пик пускового тока обычно происходит, когда напряжение пересекает ноль (что соответствует пиковому потоку). Пусковой ток содержит постоянную составляющую и высшие гармоники и затухает со временем из-за сопротивления и реактивности цепи — обычно в течение 5-10 секунд для крупных трансформаторов и около 0,2 секунды для малых устройств.

Jaké jsou metody regulace napětí v transformátorech?

Existují dvě hlavní metody regulace napětí: regulace napětí za zátěže (OLTC) a regulace napětí bez zátěže (DETC).Regulace napětí za zátěže umožňuje změnu polohy spoje, zatímco je transformátor energizován a v provozu, což umožňuje kontinuální řízení napětí změnou poměru cívek. Běžné konfigurace zahrnují spoj na konci linky a spoj u neutrálního bodu. Spoj u neutrálního bodu nabízí nižší požadavky na izolaci, ale vyžaduje pevné zazemlení neutrálního bodu během provozu.
Regulace napětí bez zátěže zahrnuje změnu polohy spoje pouze tehdy, když je transformátor deenergizován nebo během údržby.

Co je plně izolovaný transformátor a co je částečně izolovaný transformátor?

Plně izolovaný transformátor (také známý jako rovnoměrně izolovaný) má konzistentní úroveň izolace po celé vinutí. Naopak, částečně izolovaný transformátor (nebo stupňovitá izolace) má sníženou úroveň izolace poblíž neutrálního bodu oproti koncům linky.

V čem spočívají rozdíly v principu fungování napěťových transformátorů a proudových transformátorů?

Napěťové transformátory (VT) se používají především pro měření napětí, zatímco proudové transformátory (CT) se používají pro měření proudu. Klíčové operační rozdíly zahrnují:

• Sekundární strana CT nesmí být nikdy otevřena, ale může být krátko spojena. Naopak, sekundární strana VT nesmí být nikdy krátko spojena, ale může být otevřena.

• VT má velmi nízkou primární impedance v porovnání s jeho sekundárním zatížením, což z něj dělá napěťový zdroj. Naopak, CT má vysokou primární impedanci a funguje jako proudový zdroj s efektivně nekonečným vnitřním odporom.

• Během normálního provozu VT funguje s magnetickou hustotou toku blízko nasycení, což může během poruch v systému poklesnout kvůli klesnutí napětí. CT naopak funguje při nízké hustotě toku za normálních podmínek. Během krátkých obvodů může zvýšený primární proud způsobit hluboké nasycení jádra, což zvyšuje měřicí chyby. Proto se doporučuje vybírat CT s vysokou odolností k nasycení.