Varstvo transformatorjev in napake pri transformatorju

Obstajajo različni vrsti transformatorjev, kot so dvovitni ali trivitni električni prenosni transformatorji, avtotransformatorji, regulacijski transformatorji, izemirni transformatorji, pravokotni transformatorji itd. Različni transformatorji zahtevajo različne sheme varnosti transformatorja glede na njihovo pomembnost, vezave vitanj, metode izemiritve in način delovanja itd.
Običajno se Buchholzova relaja postavi za varnost vseh transformatorjev s snovjo 0,5 MVA in več. Za vse manjše distribucijske transformatorje se uporabljajo le visokonapetostne presluge kot glavna zaščitna naprava. Za vse večje in pomembnejše distribucijske transformatorje se uporablja prekomerna struja skupaj z omejeno izemirno zaščito.
Diferencialna zaščita mora biti zagotovljena pri transformatorjih s snovjo nad 5 MVA.

Glede na normalne pogoje službe, naravo odpornosti transformatorja, stopnjo trajne preobremenitve, shemo spreminjanja vezave in številne druge dejavnike, se izberejo ustrezne sheme varnosti transformatorja.

Narava odpornosti transformatorja

Čeprav je električni prenosni transformator statična naprava, morajo biti v upoštevani notranje stresi, ki izvirajo iz neobičajnih stanj sistema.
Transformator običajno trpi zaradi naslednjih vrst odpornosti:

1. Prekomerna struja zaradi preobremenitve in zunanjih kratkih krmelj,

2. Odpornosti terminalov,

3. Odpornosti vitanj,

4. Začetne odpornosti.

Vse omenjene odpornosti transformatorja povzročajo mehanske in termalne stresi znotraj vitanj transformatorja in njegovih priključnih terminalov. Termalni stresi vodijo do pretopitve, ki končno vpliva na izolacijski sistem transformatorja. Poškodba izolacije vodi do odpornosti vitanj. Nekaterokrat se odpornost hladilnega sistema transformatorja vodi do pretopitve transformatorja. Zato so sheme varnosti transformatorja zelo potrebne.

Kratkokrmeljska struja električnega transformatorja je običajno omejena s reaktancijo in za nizko reaktancijo lahko vrednost kratkokrmeljske struje postane previsoka. Trajanje zunanjih kratkih krmelj, ki jih transformator lahko podpre brez poškodbe, je podano v BSS 171:1936.

Splošne odpornosti vitanj v transformatorju so bodisi izemirne odpornosti ali medvitanske odpornosti. Fazne odpornosti med vitanji v transformatorju so redke. Fazne odpornosti v električnem transformatorju se lahko pojavijo zaradi bljeska izolacije in odpornosti v opremi za spreminjanje vezave. Karkoli bi bile odpornosti, transformator mora biti takoj izoliran ob odpornosti, sicer se lahko v električnem prenosnem sistemu pojavi velika odpornost.
Začetne odpornosti so notranje odpornosti, ki trenutno ne predstavljajo neposredne tveganja. Če pa se te odpornosti prezrijo in se jih ne obravnava, lahko vodijo do večjih odpornosti. Odpornosti v tej skupini so predvsem medlaminske kratke krmelje zaradi odpornosti med lami core, zmanjšanje ravni olja zaradi utrku olja, zastoji tokov olja. Vse te odpornosti vodijo do pretopitve. Zato je potrebna shema varnosti transformatorja tudi za začetne odpornosti transformatorja. Izemirna odpornost, zelo blizu neutralnega točka zvezdne vezave transformatorja, se lahko tudi smatra za začetno odpornost.
Vpliv vezave vitanj in izemiritve na velikost izemirne struje.
Predstavljata glavni pogoji za pretok izemirne struje med odpornostmi vitanj in zemlje:

1. Obstaja tok, da se pretoki v in iz vitanj.

2. Ravnovesje amperskih obratov je ohranjen med vitanji.

Vrednost izemirne struje vitanj je odvisna od položaja odpornosti na vitanju, metode vezave vitanj in metode izemiritve. Točka zvezde vitanj se lahko izemiri trdno ali preko upornika. Na delta strani transformatorja je sistem izemiren preko izemirljnega transformatorja. Izemirljni transformator ponuja nizko impedanco za nulti zaporedni tok in visoko impedanco za pozitivne in negativne zaporedne tokove.

Zvezdna vezava s uporniki izemirjenimi neutralno

V tem primeru je neutralna točka transformatorja izemirjena preko upornika in vrednost impedancije je veliko višja kot impedanca vitanj transformatorja. To pomeni, da je vrednost impedancije vitanj transformatorja zanemarljiva v primerjavi z impedanco izemirljnega upornika. Vrednost izemirne struje je torej sorazmerna s položajem odpornosti v vitanju. Ker je struja v primarnem vitanju transformatorjev sorazmerna s razmerjem kratkih krmelj sekundarnega vitanja do skupnega števila vitanj na primarnem vitanju, bo primarna odporna struja sorazmerna kvadratu odstotka kratkih krmelj vitanj. Variacija odpornosti v primarnem in sekundarnem vitanju je prikazana spodaj.

Zvezdna vezava s trdno izemirjenim neutralom

V tem primeru je velikost izemirne struje omejena samo z impedanco vitanj in odpornost ni več sorazmerna s položajem odpornosti. Razlog za to nenelinearnost je neravnotežje vezave magnetnega toka.

Izjava: Spoštujte original, dobre članke so vredni deljenja, če je došlo do kršitve avtorskih pravic, se obvestite z zahtevo za brisanje.