Трансформаторы питания 101: Входной ток включения регулирование напряжения и другое

Какие бывают типы силовых трансформаторов, и какие у них основные компоненты?

Силовые трансформаторы доступны в различных типах, чтобы удовлетворять меняющиеся потребности энергетических систем. Они могут быть классифицированы как однофазные или трехфазные по конфигурации фаз; сердечниковыми или оболочковыми в зависимости от относительного расположения обмоток и сердечника; сухими, воздушно-охлаждаемыми, с принудительным масляным охлаждением, воздушно-охлаждаемыми или водяными по методам охлаждения. В зависимости от изоляции нейтральной точки трансформаторы делятся на полностью изолированные или частично изолированные. Кроме того, классы изоляции обмоток обозначаются как A, E, B, F и H в зависимости от типа материала. Каждый тип трансформатора имеет конкретные эксплуатационные требования. Основные компоненты силового трансформатора включают сердечник, обмотки, клеммы, бак, расширитель (масляная подушка), радиатор и связанные аксессуары.

Что такое пусковой ток в трансформаторах, и что его вызывает?

Пусковой ток — это переходный ток, который протекает в обмотках трансформатора при первоначальном подключении напряжения. Он возникает, когда остаточный магнитный поток в сердечнике выравнивается с магнитным потоком, создаваемым подключенным напряжением, что приводит к превышению общего потока уровня насыщения сердечника. Это вызывает большой пусковой ток, который может достигать 6-8 раз номинального тока. Магнитуда пускового тока зависит от таких факторов, как фазовый угол напряжения при подключении, количество остаточного потока в сердечнике и импеданс источника системы. Пик пускового тока обычно происходит, когда напряжение находится на нулевом переходе (соответствующем пиковому потоку). Пусковой ток содержит постоянную составляющую и высшие гармоники и затухает со временем из-за сопротивления и реактивного сопротивления цепи, обычно в течение 5-10 секунд для больших трансформаторов и около 0,2 секунды для малых устройств.

Какие существуют методы регулирования напряжения в трансформаторах?

Существует два основных метода регулирования напряжения: регулирование напряжения под нагрузкой (OLTC) и регулирование напряжения без нагрузки (DETC).Регулирование напряжения под нагрузкой позволяет изменять положение отвода, когда трансформатор подключен и работает, обеспечивая непрерывное управление напряжением путем изменения отношения числа витков. Общие конфигурации включают отвод на линейном конце и отвод на нейтральной точке. Отвод на нейтральной точке требует меньшего уровня изоляции, но требует, чтобы нейтральная точка была надежно заземлена во время работы.
Регулирование напряжения без нагрузки включает изменение положения отвода только тогда, когда трансформатор отключен или во время технического обслуживания.

Что такое полностью изолированный трансформатор, и что такое частично изолированный трансформатор?

Полностью изолированный трансформатор (также известный как равномерно изолированный) имеет одинаковые уровни изоляции по всей обмотке. В противоположность этому, частично изолированный трансформатор (или градуированная изоляция) имеет сниженные уровни изоляции вблизи нейтральной точки по сравнению с линейными концами.

В чем различие принципов работы между напряженческими трансформаторами и трансформаторами тока?

Напряженческие трансформаторы (VT)主要用于电压测量，而电流互感器（CT）用于电流测量。主要操作差异包括：

• Трансформатор тока (CT) вторичная сторона никогда не должна быть открытой, но может быть короткозамкнутой. Напротив, вторичная сторона напряженческого трансформатора (VT) никогда не должна быть короткозамкнутой, но может быть открытой.

• VT имеет очень низкое первичное сопротивление по отношению к его вторичной нагрузке, что делает его похожим на источник напряжения. В противоположность этому, CT имеет высокое первичное сопротивление и функционирует как источник тока с практически бесконечным внутренним сопротивлением.

• В нормальных условиях VT работает с плотностью магнитного потока, близкой к насыщению, которая может уменьшаться при срабатывании защиты из-за падения напряжения. CT, однако, работает при низкой плотности магнитного потока в нормальных условиях. При коротких замыканиях увеличенный первичный ток может привести сердечник в глубокое насыщение, увеличивая погрешности измерений. Поэтому рекомендуется выбирать CT с высоким сопротивлением насыщению.