17 Karaniwang Tanong Tungkol sa Power Transformers

1 Bakit kailangan ang core ng transformer na ma-ground?
Sa normal na operasyon ng mga power transformers, kailangan ng core na mayroong isang maasintas na koneksyon sa ground. Kung walang grounding, ang floating voltage sa pagitan ng core at ground ay maaaring magdulot ng intermittent breakdown discharge. Ang single-point grounding ay nagwawala ng posibilidad ng floating potential sa core. Gayunpaman, kapag may dalawa o higit pang puntos ng grounding, ang hindi pantay na potentials sa pagitan ng mga seksyon ng core ay lumilikha ng circulating currents sa pagitan ng mga puntos ng grounding, na nagdudulot ng multi-point grounding heating faults. Ang mga core grounding faults ay maaaring magdulot ng lokal na sobrang init. Sa malubhang kaso, ang temperatura ng core ay tataas nang significante, na nag-trigger ng light gas alarms, at maaaring magdulot ng heavy gas protection na trip. Ang mga melted core sections ay lumilikha ng short circuits sa pagitan ng laminations, na nagdudulot ng pagtaas ng core losses at seryosong apektado ang performance at operasyon ng transformer, minsan ay nangangailangan ng pagsasalitla ng core silicon steel sheets. Kaya, ang mga core ng transformer ay dapat na may eksaktong isang punto ng ground—walang higit at walang kulang.

2 Bakit ginagamit ang silicon steel sheets para sa core ng transformer?
Ang karaniwang cores ng transformer ay gawa sa silicon steel sheets. Ang silicon steel ay steel na may siliko (o tinatawag ding buhangin) na 0.8-4.8%. Ginagamit ang silicon steel dahil ito ay may mahusay na magnetic properties at maaaring lumikha ng mataas na magnetic flux density sa mga energized coils, na nagpapahintulot ng mas maliit na laki ng transformer. Ang mga transformer ay laging gumagana sa ilalim ng AC conditions, kung saan ang mga power losses ay nangyayari hindi lamang sa coil resistance kundi pati na rin sa core sa ilalim ng alternating magnetization. Ang mga core power losses ay tinatawag na "iron losses," na binubuo ng "hysteresis loss" at "eddy current loss." Ang hysteresis loss ay nangyayari sa panahon ng magnetization dahil sa magnetic hysteresis, kung saan ang loss ay proporsiyonal sa area na inenclose ng hysteresis loop ng materyal. Ang silicon steel ay may maliit na hysteresis loop, na nagreresulta sa mas mababang hysteresis losses at mas mababa ring pag-init.

Kung mayroong mga advantages ang silicon steel, bakit hindi gamitin ang solid blocks? Dahil ang laminated cores ay nagbabawas ng isa pang uri ng iron loss—eddy current loss. Sa panahon ng operasyon, ang alternating current sa coils ay lumilikha ng alternating magnetic flux, na nag-iinduce ng currents sa core. Ang mga induced currents ay umuusbong sa closed loops na perpendicular sa direksyon ng flux, na lumilikha ng eddy currents na nagdudulot ng pag-init. Upang mabawasan ang eddy current losses, ang mga core ng transformer ay gumagamit ng insulated silicon steel sheets na stacked together, na pinipilit ang eddy currents na dumaan sa mas maliit na paths na may mas maliit na cross-sections upang taasin ang resistance. Bukod dito, ang siliko sa steel ay nagpapataas ng resistivity, na nagbubawas pa ng eddy currents. Karaniwan, ang mga core ng transformer ay gumagamit ng 0.35mm thick cold-rolled silicon steel sheets, na cut to size at stacked sa "E-I" o "C" shapes. Teoretikal, mas maliit na sheets at mas makitid na strips ay mas mabuti pa sa pagbawas ng eddy currents. Ito ay magbubawas ng eddy current losses, mababawasan ang pagtaas ng temperatura, at makakatipid sa materyales. Gayunpaman, ang praktikal na paggawa ng core ay kinonsidera ang maraming factors—excessively thin sheets ay magiging sanhi ng malaking pagtaas ng labor costs at pagbawas ng effective cross-sectional area ng core. Kaya, ang dimensions ng silicon steel sheet para sa core ng transformer ay dapat na balansehin ang iba't ibang considerations upang makamit ang optimal na disenyo.

3 Ano ang protection range ng Buchholz (gas) protection?

• Internal multi-phase short circuits sa transformer
• Turn-to-turn short circuits, short circuits sa pagitan ng windings at core o tank
• Core faults
• Oil level drop o oil leakage
• Poor contact sa tap changers o poor welding ng conductors

4 Ano ang mga pagkakaiba sa pagitan ng main transformer differential protection at Buchholz protection?

• Ang main transformer differential protection ay gumagana sa mga principles ng circulating current, habang ang Buchholz protection ay gumagana batay sa gas generation sa panahon ng internal transformer faults.
• Ang differential protection ay ang pangunahing protection para sa mga transformers, habang ang Buchholz protection ay ang pangunahing protection para sa internal transformer faults.
• Ang protection ranges ay may pagkakaiba:
  A)Differential protection covers:
  • Multi-phase short circuits sa main transformer leads at windings
  • Severe single-phase turn-to-turn short circuits
  • Ground faults sa windings at leads sa high-current grounding systems
• B) Buchholz protection covers:
• • Internal multi-phase short circuits sa transformer
  • Turn-to-turn short circuits, short circuits sa pagitan ng turns at core o tank
  • Core faults (overheating damage)
  • Oil level drop o oil leakage
  • Poor contact sa tap changers o poor conductor welding

5 Paano hanapin ang main transformer cooler failures?

• Kapag nawalan ng working power supplies ang cooler sections I at II, ang "#1, #2 power failure" signal ay lumilitaw, at ang main transformer cooler full-stop tripping circuit ay aktibo. Agad na ireport sa dispatch at disable ang protection set na ito.
• Kung ang switching sa pagitan ng power supplies I at II ay nabigo sa panahon ng operasyon, ang "cooler full stop" indicator ay lumilitaw, at ang main transformer cooler full-stop tripping circuit ay aktibo. Agad na ireport sa dispatch upang disable ang protection set na ito at mabilis na gawin ang manual switching. Kung ang contactors KM1 o KM2 ay nabigo, huwag pilitin ang excitation.
• Kapag anumang iisang cooler circuit ang nabigo, i-isolate ang faulty cooler circuit.

6 Anong mga resulta ang nangyayari kapag ang mga transformer na hindi sumasakto sa mga kondisyon ng parallel operation ay inilapat sa parallel?
Kapag ang mga transformer na may iba't ibang transformation ratios ay inilapat sa parallel, lumilikha ng circulating currents, na nakakaapekto sa output capacity ng transformer. Kapag ang mga transformer na may iba't ibang percentage impedances ay inilapat sa parallel, ang mga load ay hindi maaaring ma-distribute batay sa ratio ng capacity ng transformer, na nakakaapekto rin sa output capacity. Kapag ang mga transformer na may iba't ibang connection groups ay inilapat sa parallel, magkakaroon ng short circuit sa mga transformer.

7 Ano ang nagdudulot ng abnormal na tunog sa mga transformer?

• Overload
• Mahinang internal contacts na nagdudulot ng discharge arcing
• Maluwag na individual components
• Grounding o short circuits sa sistema
• Malaking motor starting na nagdudulot ng significant na pagbabago ng load

8 Kailan hindi dapat i-adjust ang tap changer ng isang on-load tap-changing transformer?

• Sa panahon ng overload operation ng transformer (maliban sa espesyal na kaso)
• Kapag madalas na aktibo ang light gas protection ng on-load tap changer
• Kapag walang oil ang ipinapakita ng oil gauge ng on-load tap changer
• Kapag ang bilang ng tap changes ay lumampas sa specified limits
• Kapag nagpakita ng abnormalities ang tap-changing device

9 Ano ang kinakatawan ng mga rated values sa nameplate ng transformer?
Ang mga rated values ng transformer ay mga specifications na itinatag ng mga manufacturer para sa normal na operasyon ng transformer. Ang pag-operate sa loob ng mga rated values na ito ay nag-uugnay sa matagal na reliable na operasyon at mahusay na performance. Ang mga rated values ay kasama:

• Rated capacity: Ang guaranteed na output capability sa ilalim ng rated conditions, na ipinapakita sa volt-amperes (VA), kilovolt-amperes (kVA), o megavolt-amperes (MVA). Dahil sa mataas na efficiency ng transformer, ang primary at secondary winding rated capacities ay karaniwang idine-disenyo upang maging pantay.
• Rated voltage: Ang guaranteed na terminal voltage sa no-load conditions, na ipinapakita sa volts (V) o kilovolts (kV). Maliban kung ibinigay pa, ang rated voltage ay tumutukoy sa line voltage.
• Rated current: Ang line current na inihahanap mula sa rated capacity at rated voltage, na ipinapakita sa amperes (A).
• No-load current: Ang excitation current bilang bahagi ng rated current sa panahon ng no-load operation.
• Short-circuit loss: Ang active power loss kapag ang isa sa mga winding ay short-circuited at inilapat ang voltage sa kabilang winding upang makamit ang rated current sa parehong mga winding, na ipinapakita sa watts (W) o kilowatts (kW).
• No-load loss: Ang active power loss sa panahon ng no-load operation, na ipinapakita sa watts (W) o kilowatts (kW).
• Short-circuit voltage: Kilala rin bilang impedance voltage, ang bahagi ng applied voltage sa rated voltage kapag ang isa sa mga winding ay short-circuited at ang kabilang winding ay nagdadala ng rated current.
• Connection group: Nagpapahiwatig ng mga pamamaraan ng koneksyon ng primary at secondary windings at ang phase difference sa pagitan ng mga line voltages, na ipinapakita gamit ang clock notation.

10 Bakit kailangan ng mas malaking capacity ang mga transformer para sa current-source inverters?
Ang disenyo ng transformer ay karaniwang isinasama ang rated capacity kaysa sa rated power dahil ang current ay may kaugnayan lamang sa rated capacity. Para sa voltage-source inverters, ang input power factor ay malapit sa 1, kaya ang rated capacity at rated power ay halos pantay. Ang current-source inverters ay iba—ang kanilang input-side transformer power factor ay hindi lalampas sa power factor ng load induction motor. Kaya, para sa parehong load motor, ang rated capacity ay kailangang mas malaki kaysa sa mga transformer na ginagamit sa voltage-source inverters.

11 Ano ang mga factor na nakakaapekto sa capacity ng transformer?
Ang pagpili ng core ay may kaugnayan sa voltage, habang ang pagpili ng conductor ay may kaugnayan sa current—ang thickness ng conductor ay direktang nakakaapekto sa heat generation. Sa ibang salita, ang capacity ng transformer ay may kaugnayan lamang sa heat generation. Para sa maayos na disenyo ng transformer na nag-ooperate sa mahirap na heat dissipation conditions, ang 1000kVA unit ay maaaring mag-operate sa 1250kVA sa pamamagitan ng enhanced cooling. Kasama nito, ang rated capacity ay may kaugnayan sa allowable temperature rise. Halimbawa, ang 1000kVA transformer na may allowable temperature rise na 100K ay maaaring lumampas sa 1000kVA capacity kung pinayagan itong mag-operate sa 120K sa espesyal na kaso. Ito ay nagpapakita na ang pag-improve ng cooling conditions ng transformer ay maaaring taasan ang rated capacity nito. Kabaligtaran nito, para sa parehong capacity inverter, maaaring bawasan ang laki ng cabinet ng transformer.

12 Paano mapapabuti ang efficiency ng transformer?

• Kapag maaari, pumili ng mga transformer na may mababang pagkawala at mataas na efisibilidad na nagpapakonsiyerto ng enerhiya
• Pumili ng kapasidad ng transformer nang maaringon batay sa kondisyong ng load
• Panatilihin ang average load factor ng transformer sa itaas ng 70%
• Isaisip ang pagpalit ng mas maliit na kapasidad ng transformer kung ang average load factor ay patuloy na nasa ilalim ng 30%
• Ipaglaban ang power factor ng load upang mapataas ang kakayahan ng transformer na magbigay ng aktibong lakas
• Maaringon ang mga load upang minimisin ang bilang ng mga nagsasagana na transformers

13 Bakit kinakailangan paigtingin ang teknikal na repagging ng high-energy-consumption distribution transformers?
Ang mga high-energy-consumption distribution transformers ay pangunahing tumutukoy sa SJ, SJL, SL7, S7 series transformers, kung saan ang iron at copper losses ay mas mataas kaysa sa kasalukuyang malaganap na S9 series transformers. Halimbawa, kumpara sa S9, ang S7 ay may 11% na mas mataas na iron losses at 28% na mas mataas na copper losses. Ang mas bagong transformers tulad ng S10 at S11 ay mas epektibo pa sa enerhiya kaysa sa S9, habang ang amorphous alloy transformers ay may iron losses na katumbas lamang ng 20% ng S7 transformers. Karaniwang may serbisyo ang mga transformer na may ilang dekadang buhay. Ang pagpalit ng high-energy-consumption transformers sa high-efficiency models ay hindi lamang nagpapataas ng efisyensiya ng konwersyon ng enerhiya kundi nagpapahiwatig din ng considerable na savings sa kuryente sa kanilang lifetime.

14 Ano ang eddy current? Ano ang pinsala na dulot ng eddy current?
Kapag ang alternating current ay umagos sa isang conductor, ito ay lumilikha ng alternating magnetic field sa paligid ng conductor. Ang alternating field na ito ay nagpapadala ng mga kuryente sa loob ng solid conductors. Dahil ang mga induced currents na ito ay bumubuo ng saradong loops sa loob ng conductor na parang mga whirlpool ng tubig, tinatawag silang eddy currents. Ang eddy currents ay hindi lamang nagpapabalik-balik ng electrical energy, na nagbabawas ng efisyensiya ng equipment, kundi nagdudulot rin ng init sa mga electrical devices (tulad ng core ng transformer), na maaaring makaapekto sa normal na operasyon ng equipment kapag severe.

15 Bakit kailangan iwasan ng instantaneous protection ng transformer ang low-voltage short-circuit current?
Ito ay pangunahing isinasama ang selectivity sa operasyon ng relay protection. Ang high-voltage side instantaneous protection ay pangunahing nagpoprotekta laban sa malubhang external transformer faults. Sa panahon ng setting, kung ang proteksyon ay hindi iwasan ang maximum short-circuit current sa low-voltage side ng transformer, ang saklaw ng proteksyon ay lalawig sa low-voltage outgoing lines dahil ang halaga ng short-circuit current ay hindi masyadong nagbabago sa isang maikling saklaw malapit sa low-voltage outlet. Ito ay maaaring makompromiso ang selectivity. Habang ang non-selective protection ay mas reliable, ito ay nagdudulot ng operational inconvenience. Halimbawa, maraming industrial parks ay may 10kV main distribution rooms (10kV bus + outgoing circuit breakers), at bawat workshop ay may low-voltage distribution rings (ring main units + transformers). Kung ang mga circuit breakers ay hindi iwasan ang maximum short-circuit current sa low-voltage side ng transformer, ang low-voltage main switches (ring main unit load switch fuses) at high-voltage circuit breakers ay parehong mag-ooperate, na nagdudulot ng operational difficulties.

16 Bakit hindi pinapayagan ang dalawang paralleled transformers na parehong may grounded neutral points?
Sa high-current systems, upang matugunan ang sensitivity coordination requirements para sa relay protection, ang ilang pangunahing transformers ay kailangang grounded habang ang iba ay hindi. Sa isang station na may dalawang pangunahing transformers, ang hindi pag-ground ng parehong neutral points ay pangunahing tumutugon sa coordination ng zero-sequence current at zero-sequence voltage protection. Sa mga substation na may maraming paralleled transformers, karaniwan ang ilang transformer neutral points ay grounded habang ang iba ay hindi. Ito ay limitado ang ground fault current sa reasonable levels at minimizes ang impact ng mga pagbabago sa operational mode sa magnitude at distribution ng zero-sequence currents sa buong grid, na nagpapataas ng sensitivity ng zero-sequence current protection systems.

17 Bakit kailangan gawin ang impulse closing tests bago ipasok ang newly installed o overhauled transformers sa operasyon?
Ang pag-disconnect ng isang walang load na transformer mula sa grid ay lumilikha ng switching overvoltages. Sa small-current grounding systems, ang mga overvoltages na ito ay maaaring umabot sa 3-4 beses ang rated phase voltage; sa high-grounding current systems, ito ay maaaring umabot sa 3 beses ang rated phase voltage. Kaya, upang i-verify kung kaya ng insulation ng transformer na tustusan ang rated voltage at operational switching overvoltages, kailangan gawin ang multiple impulse closing tests bago ito icommission. Bukod dito, ang pag-energize ng walang load na transformers ay lumilikha ng magnetizing inrush current, na maaaring umabot sa 6-8 beses ang rated current. Dahil ang magnetizing inrush ay naglalikha ng malaking electromagnetic forces, ang impulse closing tests ay nag-e-effectively verify din ng mechanical strength ng transformer at kung maaaring mal-operate ang relay protection.