Transformatory elektryczne 101: Przepływ początkowy prądu zasilającego Regulacja napięcia i więcej
Jakie są rodzaje transformatorów elektrycznych, a jakie ich główne komponenty?
Transformatory elektryczne dostępne są w różnych typach, aby spełnić zmieniające się wymagania systemów energetycznych. Mogą być klasyfikowane jako jednofazowe lub trójfazowe w zależności od konfiguracji faz; rdzeniowe lub obudowy w zależności od względnego ułożenia zwinięć i rdzenia; oraz suchotniowe, powietrznotniowe, z przymusowym chłodzeniem oleju powietrzem lub wodą w zależności od metod chłodzenia. W kategoriach izolacji punktu neutralnego transformatory dzielą się na całkowicie izolowane lub częściowo izolowane. Ponadto klasy izolacji zwinięć oznaczane są jako A, E, B, F i H w zależności od rodzaju materiału. Każdy typ transformatora ma specyficzne wymagania operacyjne. Główne komponenty transformatora elektrycznego obejmują rdzeń, zwinięcia, izolatory, zbiornik oleju, bufor (poduszka olejowa), promieniak i powiązane akcesoria.
Co to jest prąd napływowy w transformatorach, a co go powoduje?
Prąd napływowy odnosi się do przejściowego prądu płynącego w zwinięciach transformatora, gdy napięcie jest po raz pierwszy zastosowane. Zjawisko to występuje, gdy pozostałe pole magnetyczne w rdzeniu ustawia się zgodnie z polem magnetycznym wywołanym przez zastosowane napięcie, powodując, że suma pól przekracza poziom nasycenia rdzenia. To prowadzi do dużego prądu napływowego, który może osiągnąć 6 do 8 razy wartość nominalną prądu. Wielkość prądu napływowego zależy od czynników takich jak faza napięcia podczas włączania, ilość resztkowego pola magnetycznego w rdzeniu i impedancja systemu źródłowego. Szczytowy prąd napływowy zwykle występuje, gdy napięcie znajduje się przy zerowym przebiegu (odpowiadającym maksymalnej wartości pola). Prąd napływowy zawiera składowe stałe i harmoniczne wyższych rzędów i zanika w czasie ze względu na opór i reaktancję obwodu – zazwyczaj w ciągu 5-10 sekund dla dużych transformatorów i około 0,2 sekundy dla mniejszych jednostek.
Jakie są metody regulacji napięcia w transformatorach?
Istnieją dwie główne metody regulacji napięcia: zmiana stawki pod obciążeniem (OLTC) i zmiana stawki bez obciążenia (DETC).Regulacja napięcia pod obciążeniem pozwala na dostosowanie pozycji stawki podczas energizacji i działania transformatora, umożliwiając ciągłą kontrolę napięcia poprzez zmianę stosunku zwinięć. Wspólne konfiguracje obejmują stawkę końcową linii i stawkę punktu neutralnego. Stawka punktu neutralnego oferuje niższe wymagania izolacyjne, ale wymaga solidnego ziemlenia punktu neutralnego podczas działania.
Regulacja napięcia bez obciążenia polega na zmianie pozycji stawki tylko wtedy, gdy transformator jest deenergizowany lub podczas konserwacji.
Co to jest całkowicie izolowany transformator, a co to jest częściowo izolowany transformator?
Całkowicie izolowany transformator (znany również jako jednorodnie izolowany) ma spójne poziomy izolacji w całej zwinięciu. Natomiast częściowo izolowany transformator (lub stopniowo izolowany) ma obniżone poziomy izolacji w pobliżu punktu neutralnego w porównaniu do końców linii.
Jaka jest różnica w zasadach działania między transformatorami napięcia a transformatorami prądu?
Transformatory napięcia (VT) są głównie używane do pomiaru napięcia, podczas gdy transformatory prądu (CT) służą do pomiaru prądu. Kluczowe różnice w działaniu obejmują:
Strona wtórna CT nie powinna nigdy być otwartoobwodowa, ale może być krótkozamknięta. Natomiast strona wtórna VT nie powinna nigdy być krótkozamknięta, ale może być otwartoobwodowa.
VT ma bardzo niską impedancję pierwotną w stosunku do obciążenia wtórnego, co sprawia, że zachowuje się jak źródło napięcia. Z kolei CT ma wysoką impedancję pierwotną i funkcjonuje jako źródło prądu z efektywnie nieskończoną wewnętrzną rezystancją.
W normalnym trybie pracy VT działa z gęstością magnetyczną bliską nasyceniu, która może zmniejszyć się podczas awarii systemu z powodu spadku napięcia. CT natomiast działa przy niskiej gęstości magnetycznej w normalnych warunkach. Podczas krótkich zwarć zwiększone prądy pierwotne mogą doprowadzić rdzeń do głębokiego nasycenia, zwiększając błędy pomiarowe. Dlatego zaleca się wybieranie CT o wysokiej odporności na nasycenie.
