Transformatorji moči 101: Tok pri vklopni strmi, regulacija napetosti in več

Kakšne so vrste električnih transformatorjev in kateri so njihovi glavni sestavni deli?

Električni transformatorji so na voljo v različnih vrstah, da bi zadovoljili sprememljive zahteve elektroenergetskega sistema. Po fazni konfiguraciji se ločijo na enofazne in trifazne; glede na relativno razporeditev ovijal in jedra pa na srdčne in oklepne; po načinu hlaščenja pa na suhe, zrakohladne, prisilnega cirkuliranja olja zrakohladne ali vodohladne. Glede na izolacijo neutralne točke so transformatorji razdeljeni na popolnoma izolirane in delno izolirane. Dodatno so izolacijske skupine ovijal označene kot A, E, B, F in H glede na vrsto materiala. Vsaka vrsta transformatorja ima specifične operativne zahteve. Glavni sestavni deli električnega transformatorja vključujejo jedro, ovijale, utičnice, oljni rezervoar, odvajalnik (oljni polštuk), hladilnik in pripadajoče pripomočke.

Kaj je prihodni tok v transformatorjih in kaj ga povzroča?

Prihodni tok se nanaša na prehodni tok, ki teče v ovijalih transformatorja, ko je napetost prvič priključena. To se zgodi, ko se ostanek magnetnega toka v jedru poravnava z magnetnim tokom, ki ga ustvari priključena napetost, kar povzroči, da skupni tok preseže stopnjo nasititve jedra. To povzroči velik prihodni tok, ki lahko doseže 6 do 8-krat več kot imenovani tok. Velikost prihodnega toka je odvisna od dejavnikov, kot so fazni kot napetosti ob priključevanju, količina ostanek magnetnega toka v jedru in upornost virskega sistema. Vrha prihodnega toka običajno doseže, ko je napetost na ničelni presečnici (ki ustreza vrhu toka). Prihodni tok vsebuje DC in višje harmonične komponente in se zaradi upornosti in reaktivne upornosti v krku s časom zmanjša – običajno v 5–10 sekundah za velike transformatorje in približno 0,2 sekunde za manjše enote.

Kateri so načini regulacije napetosti v transformatorjih?

Obstajata dva glavna načina regulacije napetosti: regulacija napetosti pod bremenom (OLTC) in regulacija napetosti brez bremena (DETC).Regulacija napetosti pod bremenom omogoča prilagoditev položaja klepev, medtem ko je transformator priključen in deluje, kar omogoča zvezno nadzorovanje napetosti z spreminjanjem razmerja obratov. Pogoste konfiguracije vključujejo klepe na koncu črte in klepe na neutralni točki. Klepi na neutralni točki ponujajo zmanjšane zahteve glede izolacije, vendar zahtevajo trdno zemljenje nevtralne točke med delovanjem.
Regulacija napetosti brez bremena vključuje spremembo položaja klepa le, ko je transformator odstranjen iz omrežja ali med vzdrževanjem.

Kaj je popolnoma izoliran transformator in kaj je delno izoliran transformator?

Popolnoma izoliran transformator (tudi znani kot enakomerno izoliran) ima konzistentne ravni izolacije skozi celotno ovijalo. Na drugi strani delno izoliran transformator (ali gradivna izolacija) ima znižane ravni izolacije blizu neutralne točke v primerjavi s krajišči črte.

Kaj je razlika v delovnih principih med napetostnimi transformatorji in tokovimi transformatorji?

Napetostni transformatorji (VT) so predvsem uporabljani za merjenje napetosti, medtem ko so tokovi transformatorji (CT) uporabljeni za merjenje toka. Ključne operativne razlike vključujejo:

• Drugi strani CT nikoli ne sme biti odprta, lahko pa je zaprta. Nasprotno, drugi strani VT nikoli ne sme biti zaprta, lahko pa je odprta.

• VT ima zelo nizko primarno upornost v primerjavi z njenim sekundarnim bremenom, kar mu omogoča, da se obnaša kot vir napetosti. Naproti temu ima CT visoko primarno upornost in funkcioniira kot vir toka z praktično neskončno notranjo upornostjo.

• V normalnem delovanju VT deluje z gostoto magnetnega toka blizu nasititve, ki se lahko zmanjša med sistemskimi napakami zaradi padca napetosti. CT pa deluje pri nizki gostoti magnetnega toka v normalnih pogojih. Med kratkimi spoji lahko povečan primarni tok vede jedro v globoko nasititev, kar poveča merilne napake. Zato se priporoča izbira CT z visokim odpornostjo nasititve.