17 Tavalist Küsimust Elektritransformatorite Kohta

1 Miks transformaatori tuum peab olema maadetud?
Transformaatorite normaalsete töötingimustega tuuma peab olema üks kindel maapunkt. Maadeta olukorras tekiksid tuuma ja maavahel hüppelised pinged, mis põhjustaksid selle vahelisi katkeseisvaid läbimurreid. Ühepunktiline maade eemaldab võimaluse tuuma hüppelisele potentsiaalile. Kui on kaks või rohkem maapunkti, siis erinevad potentsiaalid tuuma segmentide vahel tekitavad ringivoolude kaudu maapunktide vahel keerulisi soojenemistõsiseid vigu. Tuumamaapeade võivad põhjustada kohalikku liigse soojenemise. Rasketes juhtudetes tõuseb tuuma temperatuur märkimisväärselt, aktiveerides valgusgaasi häirete signaale ja võimaldades raskete gaaside kaitsemechanismi käivituda. Sulevad tuumaosad tekitavad vahepindade vahel lühikut, suurendades tuuma kaotusi ja mõjutades tõsiselt transformaatori toimimist ja tööd, mõnikord nõudes tuuma silitsiumterase lehtede asendamist. Seetõttu peab transformaatori tuuma olema täpselt üks maapunkt – mitte rohkem ega vähem.

2 Miks transformaatorite tuuma jaoks kasutatakse silitsiumterase lehti?
Tavaliselt on transformaatorite tuumad valmistatud silitsiumterase lehtedest. Silitsiumteras sisaldab 0,8-4,8% silitsiumi (tuntud ka kui liiv). See materjal kasutatakse oma häid magneetilisi omadusi ja võimet tekitada suurt magneetvoolusuurust energiat jooksutavates spiraalides, mis võimaldab väiksemate transformaatorite konstrueerimist. Transformaatorid töötavad alati vaikevoolutingimustes, kus kaotused tekivad mitte ainult spiraalide vastupanul, vaid ka tuuma alternatiivsel magnetiseerimisel. Tuuma kaotusi nimetatakse "raudkaotusteks", mis koosnevad "histereesmoodi kaotustest" ja "vihmaribade kaotustest". Histereesmoodi kaotused tekivad magnetiseerimise ajal histereesmoodi tõttu, kus kaotus on proportsionaalne materjali histereesloopi poolitajaga. Silitsiumteras omab kitsast histereesloopi, mis tõstab histereesmoodi kaotuste madalamale tasemele, vähendades soojenemist.

Kui silitsiumteras omab neid eeliseid, siis miks mitte kasutada solidaarsete blokke? Sellepärast, et lamineeritud tuumad vähendavad teist tüüpi raudkaotust – vihmaribade kaotust. Töö ajal spiraalide vaikevool tekitab alternatiivse magneetvoolu, mis induktseerib tuumas voolu. Need induktseeritud voolud liiguvad kinnistes tsüklides, mis on risti magneetvooluga, moodustades vihmaribade, mis põhjustavad soojenemist. Vihmaribade kaotuste vähendamiseks kasutatakse transformaatorites eraldatud silitsiumterase lehti, mis sunnivad vihmaribad liikuma kitsedes kanalides, suurendades vastupanu. Lisaks tõstab teras silitsiumiga sisaldus elektrilist vastupanu, vähendades vihmaribade kaotusi. Transformaatorite tuumad kasutavad tavaliselt 0,35mm paksu külmrullitud silitsiumterase lehte, mida lõigatakse sobivaks suuruseks ja kuhjutatakse "E-I" või "C" kuju. Teoreetiliselt vähendaksid õhukesemad lehed ja kitsed ribad vihmaribade kaotusi. See vähendaks vihmaribade kaotusi, vähendaks temperatuuri tõusu ja säästaks materjali. Praktikas peab tuuma valmistamisel arvesse võtma mitmeid tegureid – liiga õhukesed lehed suurendaksid töökoondi ja vähendaksid tuuma efektiivset lõikepinda. Seetõttu peavad transformaatorite tuuma silitsiumterase lehtede mõõtmed võtma arvesse mitmeid tegureid, et saavutada optimaalne disain.

3 Mis on Buchholzi (gaasi) kaitse kaitseala?

• Transformaatori sisemised mitmesfase'likud lühikute sulgemised
• Ringi ringi lühikud, lühikud spiraalide ja tuuma või tanki vahel
• Tuumavigad
• Öli taseme langus või öli valumu
• Spiraalide reguleerimispunktide hea kontakt või joonte hea sidumine

4 Mis on peamiste transformaatorite diferentsiaalkaitse ja Buchholzi kaitse erinevused?

• Peamised transformaatorite diferentsiaalkaitse toimivad ringivoolu printsiibil, samas kui Buchholzi kaitse toimib transformaatori sisemiste vigade ajal tekkinud gaasi alusel.
• Diferentsiaalkaitse on transformaatorite peamine kaitse, samas kui Buchholzi kaitse on transformaatori sisemiste vigade peamine kaitse.
• Kaitsealad erinevad:
  A) Diferentsiaalkaitse hõlmab:
  • Mitmesfase'likud lühikute sulgemised peamistes transformaatorite joontes ja spiraalides
  • Raske ühesfase'lik ringi ringi lühik
  • Maaomadused spiraalides ja joontes suure tööjõuga maaomaduste süsteemides
• B) Buchholzi kaitse hõlmab:
• • Transformaatori sisemised mitmesfase'likud lühikute sulgemised
  • Ringi ringi lühikud, lühikud ringide ja tuuma või tanki vahel
  • Tuumavigad (liigse soojenemise kahjustused)
  • Öli taseme langus või öli valumu
  • Hea kontakt spiraalide reguleerimispunktides või hea sidumine joontes

5 Kuidas lahendada peamiste transformaatorite jahutusvigade?

• Kui I ja II osa töövoogu kaotas, ilmub "#1, #2 voogu tõrge" signaal ja aktiviseeritakse peamise transformaatori jahutuse täiskäigu tripping circuit. Kohe teataja ja keela see kaitsemeetod.
• Kui I ja II osa vahelises voogu ümberlülitamisel esineb tõrge, ilmub "jahutuse täiskäik" indikaator, aktiviseeritakse peamise transformaatori jahutuse täiskäigu tripping circuit. Kohe teataja ja keela see kaitsemeetod ning kiiresti tehke manuaalne ümberlülitus. Kui kontaktorid KM1 või KM2 on vigane, ärge sunnite need.
• Kui ükski üksik jahutuskord on vigane, isoleerige vigane jahutuskord.

6 Millised tagajärjed tekivad siis, kui rööbiti toimivatele tingimustele mittevastavate transformaatorite töötab rööbiti?
Kui erinevate muundesuhete transformaatorid töötavad rööbiti, tekivad ringvoltsed, mis mõjutavad transformaatori väljundvõimsust. Kui erinevate protsendiliste takistustega transformaatorid töötavad rööbiti, ei saa koormust jaotada vastavalt transformaatori võimsuse suhetele, mis samuti mõjutab väljundvõimsust. Kui erinevate ühendusgruppidega transformaatorid töötavad rööbiti, põhjustavad need transformaatorites lühise.

7 Mis põhjustab transformaatorites ebatavalisi helisid?

• Ülekoormus
• Halb sisemine kontakt, mis põhjustab läbilöögikäivet
• Lõdved üksikud komponendid
• Süsteemis esinev maandus- või lühis
• Suure mootori käivitamine, mis põhjustab olulisi koormuskõikumisi

8 Millal ei tohi reguleerida lastiga tapsuümberlülitava transformaatori tapsuvahetit?

• Transformaatori ülekoormuse ajal (välja arvatud erijuhtudel)
• Kui lastiga tapsuümberlülituri kergese gaasikaitse aktiveerub sagedasti
• Kui lastiga tapsuümberlülituri õlikaart näitab õlita olekut
• Kui tapsumuutuste arv ületab ettenähtud piirid
• Kui tapsuümberlülitmise seade näitab ebatavalisi seisundeid

9 Mida tähistavad transformaatori nimiplaadil olevad nimiväärtused?
Transformaatori nimiväärtused on tootja poolt normaalseks tööks kehtestatud tehnilised andmed. Nimiväärtustes töötamine tagab pikaajalise usaldusväärse töö ja hea jõudluse. Nimiväärtused hõlmavad:

• Nimivõimsus: Tagatud väljundvõime nimitingimustel, väljendatuna voltamprites (VA), kilovoltamprites (kVA) või megavoltamprites (MVA). Transformaatori kõrge tõhususe tõttu on primaar- ja sekundaarmähise nimivõimsused tavaliselt projekteeritud võrdseks.
• Nimipinge: Tagatud terminalpinge tühi käigu korral, väljendatuna voltides (V) või kilovoltides (kV). Kui teisiti ei ole märgitud, viitab nimipinge joonpingele.
• Nimivool: Arvutatud joonivool nimivõimsuse ja nimipingega, väljendatuna amprites (A).
• Tühi käigu vool: Magnetloov vool protsendina nimivoost tühi käigu ajal.
• Lühise kaotus: Aktiivne võimsuskaotus siis, kui üks mähis on lühisena ja teisele mähisele rakendatakse pinget nii, et mõlemas mähises saavutatakse nimivool, väljendatuna vattides (W) või kilovattides (kW).
• Tühi käigu kaotus: Aktiivne võimsuskaotus tühi käigu ajal, väljendatuna vattides (W) või kilovattides (kW).
• Lühise pinge: Samuti nimetatud takistuspinge, rakendatud pinge protsent nimipingest, kui üks mähis on lühisena ja teisel mähisel on nimivool.
• Ühendusgrupp: Näitab primaar- ja sekundaarmähiste ühendusviise ning joonpingete faasinurka, mida tähistatakse kellanumbrite süsteemis.

10 Miks vajavad vooluallikaga inversorid suuremat transformaatori võimsust?
Transformaatori projekteerimisel võetakse tavaliselt aluseks nimivõimsus, mitte nimivõimsus, kuna vool sõltub ainult nimivõimsusest. Pingeallikaga inversorite puhul on sisendvõimsustegur ligikaudu 1, mistõttu on nimivõimsus ja nimivõimsus peaaegu võrdsed. Vooluallikaga inversorid erinevad – nende sisendpoole transformaatori võimsustegur võib olla maksimaalselt sama suur kui koormus induktsioonmootori võimsustegur. Seepärast peab sama koormusmootori puhul olema nimivõimsus suurem kui pingeallikaga inversoritega kasutatavatel transformaatoritel.

11 Millised tegurid mõjutavad transformaatori võimsust?
Südamiku valik sõltub pingest, juhi valik aga voolust – juhi paksus mõjutab otse soojuse teket. Teisisõnu sõltub transformaatori võimsus ainult soojuse tekkimisest. Hästi projekteeritud transformaatoril, mis töötab halvades soojushajutustingimustes, võib 1000kVA ühik töötada suurendatud jahutusega 1250kVA-l. Lisaks sellele sõltub nimivõimsus lubatud temperatuuritõusust. Näiteks võib 1000kVA transformaator, mille lubatud temperatuuritõus on 100K, erijuhtudel 120K töötamisel ületada 1000kVA võimsust. See näitab, et transformaatori jahutustingimuste parandamine võib suurendada selle nimivõimsust. Vastupidi võib sama võimsusega inversori puhul vähendada transformaatori kabiini suurust.

12 Kuidas parandada transformaatori tõhusust?

• Valige võimalikult alahävinud, kõrgeefektiivsed energiasäästlikud transformatood
• Valige transformatoo kapasiteet mõistlikult laaditingimuste põhjal
• Hoidke transformatoo keskmist laaditegurit üle 70%
• Kaalu väiksemate kapasiteediga transformatootega asendamist, kui keskmine laaditegur on pidevalt alla 30%
• Parandage laadi võimsustegur, et tõsta transformatoo võimet aktiivse energia edastamiseks
• Konfigureerige laadid mõistlikult, et vähendada töötavate transformatootega arvu

13 Miks kiirendada kõrgeenergia tarbivatel jaotustransformatooridel tehnoloogilisi uuendusi?
Kõrgeenergia tarbivad jaotustransformatood viitavad peamiselt SJ, SJL, SL7, S7 sarja transformatootele, mille raud- ja kuparhävitage on palju suuremad kui praegu laialdaselt levinud S9 sarja transformatootel. Näiteks S7 on võrreldes S9-ga 11% suuremate raudhävitustega ja 28% suuremate kuparhävitustega. Uued transformatood, nagu S10 ja S11, on isegi energiasäästlikumad kui S9, samas kui amorfsete alliaanidega transformatoodil on raudhävitused, mis vastavad ainult 20% S7 transformatootel. Transformatoodil on tavaliselt mitmekümne aasta pikkune kasutusaeg. Kõrgeenergia tarbivate transformatootega asendamine kõrgeefektiivsete mudelitega parandab mitte ainult energiaümberwandluse efektiivsust, vaid saavutatakse ka oluline elektri säästmine nende elueas.

14 Mis on turva? Millised on turva kahjulikkused?
Kui vahelduvvool läbib joont, tekib selle ümber vahelduv magnetväli. See vahelduv väli induktseerib joones olevates konduktorites voolu. Kuna need indukteeritud voolud moodustavad sulgudes ringikujulised lõiked, mis on sarnased veepöördesse, nimetatakse neid turvadeks. Turvad raiskavad mitte ainult elektrit, vähendades seadmete efektiivsust, vaid põhjustavad ka soojenemist elektriseadmetes (nt transformatoorkeskuses), mis võib tõsisematel juhtudel mõjutada seadme normaalset tööd.

15 Miks transformatoorede hetkesituskindlustus peab vältima madala jõulepingu lühikeste voolude?
See hõlmab peamiselt relvaprotsektsiooni valiku. Kõrgejõulepingu poolt toimuv hetkesituskindlustus kaitseb peamiselt tõsist väliseid transformatoovigaseid. Seadmisel, kui kindlustus ei välti maksimaalset lühikest voolu transformatoore madala jõulepingu poolel, laieneks kindlustus piirkond madala jõulepingu väljundiliinideni, kuna lühikeste voolude väärtused ei muutu oluliselt madala jõulepingu väljundiliini lähedal. See ohustaks valikut. Kuigi mittevalikuline kindlustus on usaldusväärsem, see tekitab operatsioonilisi probleeme. Näiteks paljudes tööstuspargides on 10kV pärisjaotusruumid (10kV bus + väljundlülitid), kus igal töölauas on madala jõulepingu jaotusringid (ringmainunit + transformatood). Kui lülitid ei välti maksimaalset lühikest voolu transformatoore madala jõulepingu poolel, siis töötaksid nii madala jõulepingu pealised lülitid (ringmainuniti laadilülitid) kui ka kõrgejõulepingu lülitid, mis tekitaks operatsioonilisi probleeme.

16 Miks pole lubatud paralleelselt ühendatud kahe transformatoore neutraalpunktide samaaegne maandumine?
Suuremahulistes süsteemides, et rahuldada relvaprotsektsiooni tundlikkuse koordineerimise nõudeid, peavad mõned peamised transformatood olema maadunud, samas kui teised jäävad maamata. Jaotusasemas, kus on kaks peamist transformatood, eelistatakse, et mõlemad neutraalpunktid ei oleks samaaegselt maadunud, põhiliselt nulljärjestuse voolu ja nulljärjestuse pingekindlustuse koordineerimise huvides. Mitme paralleelselt ühendatud transformatooriga ümberkandetes on tavaliselt mõned transformatood maadunud, samas kui teised jäävad maamata. See piirab maavoolu mõistlikule tasemele ja vähendab operatsiooniviiside muutuste mõju nulljärjestuse voolude suurusele ja levikule võrgus, parandades nulljärjestuse voolukindlustussüsteemi tundlikkust.

17 Miks tuleb uuel või ümberkorraldatud transformatooril enne töölevõtmist teha impulsipaneerimistestid?
Kui tühi transformatoor lahutatakse võrgust, tekivad lülitusülepingud. Väikejõuliste maandamissüsteemides võivad need ülepingud jõuda kolm-kolmnel korda suurematesse maavoolutesüsteemidesse kolm korda suurematesse fasaülepingutesse. Seega, et kontrollida, kas transformatoore isolatsioon kannatab käitusalampinge ja operatsioonilisi lülitusülepinguid, tuleb enne töölevõtmist teha mitu impulsipaneerimistestit. Lisaks, kui tyhja transformatoori panustatakse, tekib magneetistumisvool, mis võib jõuda kuue-kaheteistkordseks kui käitusalamping. Kuna magneetistumisvool loob olulisi elektromagnetilisi jõud, tõendavad impulsipaneerimistestid ka transformatoore mehaanilist tugevust ning kas relvaprotsektsioon võib valesti toimida.