Transformatori snage 101: Početni strujni valjak Naponna regulacija i još više

Koji su tipovi električnih transformatora i kakve su njihove glavne komponente?

Električni transformatori dostupni su u različitim tipovima kako bi zadovoljili evolutivne potrebe sustava snage. Mogu se klasificirati kao jednofazni ili trofazni prema fazonoj konfiguraciji; jezgreni ili oklopni prema relativnom rasporedu navijanja i jezgra; te su suhi, hladnjački, prisilno cirkulacijski hladnjački ili vodeni prema metodama hlađenja. U pogledu izolacije neutralne točke, transformatori se kategoriziraju kao potpuno izolirani ili djelomično izolirani. Također, klase izolacije navijanja označavaju se kao A, E, B, F i H prema vrsti materijala. Svaki tip transformatora ima specifične operativne zahtjeve. Glavne komponente električnog transformatora uključuju jezgro, navijanje, ulaze, spremnik za ulju, rezervoar (polštarić), hladnjak i pripadajuće dodatke.

Što je početni strujni udar u transformatorima i što ga uzrokuje?

Početni strujni udar odnosi se na privremenu struju koja teče u navijanju transformatora kada se prvo primjenjuje napon. Događa se kada ostanak magnetskog toka u jezgru usklađuje s magnetskim tokom proizvedenim primjenjenim naponom, što dovodi do prelaska ukupnog toka preko razine nasitnosti jezgra. To rezultira velikim početnim strujnim udarom, koji može doseći 6 do 8 puta nominalnu struju. Veličina početnog strujnog udara ovisi o faktorima poput faze napona pri upaljenju, količine ostatka magnetskog toka u jezgru i impedanci izvora sustava. Vrhunski početni strujni udar obično se događa kada je napon na nultom prelazu (što odgovara vrhunskom toku). Početni strujni udar sadrži DC i više harmonijskih komponenti i nestaje tijekom vremena zbog otpora i reaktancije kruga - obično unutar 5-10 sekundi za velike transformatore i oko 0,2 sekunde za manje jedinice.

Koji su metodi regulacije napona u transformatorima?

Postoje dva glavna metoda regulacije napona: promjena stupnjeva pod opterećenjem (OLTC) i promjena stupnjeva bez opterećenja (DETC).Regulacija napona pod opterećenjem omogućuje prilagodbu položaja stupnjeva dok je transformator pod napajanjem i u radu, omogućujući kontinuiranu kontrolu napona mijenjanjem omjera zavojnica. Zajedničke konfiguracije uključuju stupanj na kraju linije i stupanj na neutralnoj točki. Stupanj na neutralnoj točki nudi smanjene zahtjeve za izolaciju, ali zahtijeva da se neutralna točka čvrsto zemlja tijekom rada.
Regulacija napona bez opterećenja uključuje promjenu položaja stupnjeva samo kada je transformator isključen ili tijekom održavanja.

Što je potpuno izolirani transformator, a što je djelomično izolirani transformator?

Potpuno izolirani transformator (poznat i kao uniformno izolirani) ima konzistentne razine izolacije kroz cijelo navijanje. Na druge strane, djelomično izolirani transformator (ili gradijentna izolacija) ima smanjene razine izolacije blizu neutralne točke u usporedbi s krajevima linije.

Kako se razlikuju principi rada između naponskih transformatora i strujnih transformatora?

Naponski transformatori (VTs) uglavnom se koriste za mjeru napona, dok se strujni transformatori (CTs) koriste za mjeru struje. Ključne operativne razlike uključuju:

• Strujni dio CT-a nikada ne smije biti otvoreni krug, ali može biti zatvoreni krug. S druge strane, strujni dio VT-a nikada ne smije biti zatvoreni krug, ali može biti otvoreni krug.

• VT ima vrlo nisku primarnu impedanciju u usporedbi s njegovim sekundarnim opterećenjem, čime se ponaša kao naponski izvor. Suprotno tome, CT ima visoku primarnu impedanciju i funkcioniše kao strujni izvor s efektivno beskonačnim internim otporom.

• Tijekom normalnog rada, VT radi s gustoćom magnetskog toka blizu nasitnosti, što može opustiti tijekom otkaza sustava zbog pada napona. CT, međutim, radi s niskom gustoćom magnetskog toka u normalnim uvjetima. Tijekom kratkih spojeva, povećana primarna struja može dovesti jezgro do duboke nasitnosti, povećavajući greške mjerenja. Stoga se preporučuje odabir CT-ova s visokim otporom nasitnosti.