Mga Power Transformers 101: Inrush Current, Voltage Regulation, at Iba Pa

Anong mga uri ng power transformers, at ano ang kanilang pangunahing komponente?

Ang mga power transformers ay magagamit sa iba't ibang uri upang tugunan ang patuloy na pagbabago ng mga pangangailangan ng mga sistema ng enerhiya. Maaari silang ikategorya bilang single-phase o three-phase batay sa konfigurasyon ng phase; core-type o shell-type ayon sa relasyon ng mga winding at core; at dry-type, air-cooled, forced oil circulation air-cooled, o water-cooled batay sa mga paraan ng pagsalamin. Sa termino ng insulasyon ng neutral point, ang mga transformer ay maaaring ikategorya bilang fully insulated o partially insulated. Bukod dito, ang mga insulation class ng mga winding ay itinuturing bilang A, E, B, F, at H batay sa tipo ng materyales. Ang bawat uri ng transformer ay may partikular na operasyonal na pangangailangan. Ang mga pangunahing komponente ng isang power transformer ay kasama ang core, windings, bushings, oil tank, conservator (oil pillow), radiator, at kasamang mga accessory.

Ano ang inrush current sa mga transformer, at anong nagdudulot nito?

Ang inrush current ay tumutukoy sa pansamantalang kuryente na lumilipad sa mga winding ng transformer kapag unang inilapat ang voltage. Ito ay nangyayari kapag ang residual magnetic flux sa core ay sumasabay sa magnetic flux na nililikha ng inilapat na voltage, na nagreresulta sa kabuuang flux na lumampas sa saturation level ng core. Ito ay nagreresulta sa malaking inrush current, na maaaring umabot sa 6 hanggang 8 beses ang rated current. Ang laki ng inrush current ay depende sa mga factor tulad ng voltage phase angle sa energization, ang halaga ng residual flux sa core, at ang source system impedance. Ang peak inrush current karaniwang nangyayari kapag ang voltage ay nasa zero crossing (kasabay ng peak flux). Ang inrush current ay naglalaman ng DC at mas mataas na harmonic components at nabubuo sa loob ng panahon dahil sa circuit resistance at reactance—karaniwang nasa 5–10 segundo para sa malalaking transformers at humigit-kumulang 0.2 segundo para sa mas maliit na yunit.

Anong mga paraan ng voltage regulation sa mga transformer?

Mayroong dalawang pangunahing paraan ng voltage regulation: on-load tap changing (OLTC) at off-load tap changing (DETC).Ang on-load voltage regulation ay nagbibigay-daan sa mga adjustment ng tap position habang ang transformer ay naka-energize at nagsasagawa ng operasyon, na nagbibigay ng patuloy na kontrol ng voltage sa pamamagitan ng pagbabago ng turns ratio. Ang mga karaniwang konfigurasyon ay kasama ang line-end tap at neutral-point tap. Ang neutral-point tap ay nagbibigay ng mas mababang pangangailangan sa insulasyon ngunit nangangailangan ng solidly grounded neutral sa panahon ng operasyon.
Ang off-load voltage regulation ay nangangailangan ng pagbabago ng tap position lamang kapag ang transformer ay hindi naka-energize o sa panahon ng maintenance.

Ano ang fully insulated transformer, at ano ang partially insulated transformer?

Ang fully insulated transformer (kilala rin bilang uniformly insulated) ay may konsistente na antas ng insulasyon sa buong winding. Sa kabilang banda, ang partially insulated transformer (o graded insulation) ay may mas mababang antas ng insulasyon malapit sa neutral point kumpara sa mga line ends.

Ano ang pagkakaiba sa mga prinsipyong operasyonal ng voltage transformers at current transformers?

Ang voltage transformers (VTs) ay pangunahing ginagamit para sa pagsukat ng voltage, samantalang ang current transformers (CTs) ay ginagamit para sa pagsukat ng kuryente. Ang mga pangunahing pagkakaiba sa operasyon ay kasama:

• Ang secondary side ng CT ay dapat na huwag open-circuited ngunit maaaring short-circuited. Sa kabaligtaran, ang secondary ng VT ay dapat na huwag short-circuited ngunit maaaring open-circuited.

• Ang VT ay may napakababang primary impedance kaugnay ng secondary load nito, na nagpapakilos nito bilang voltage source. Sa kabaligtaran, ang CT ay may mataas na primary impedance at gumagana bilang current source na may epektibong walang katapusang internal resistance.

• Sa normal na operasyon, ang VT ay gumagana na may magnetic flux density na malapit sa saturation, na maaaring bumaba sa panahon ng system faults dahil sa pagbaba ng voltage. Ang CT, sa kabilang banda, ay gumagana sa mababang flux density sa normal na kondisyon. Sa panahon ng short circuits, ang dumadagdag na primary current maaaring ipaglaban ang core sa deep saturation, na nagdudulot ng pagtaas ng mga pagkakamali sa pagsukat. Kaya, inirerekomenda ang pagpili ng CTs na may mataas na resistance sa saturation.