17 Soalan Biasa Mengenai Transformator Kuasa

1 Mengapa inti transformator mesti di-ground?
Semasa operasi normal transformator kuasa, inti mesti mempunyai satu sambungan ground yang boleh dipercayai. Tanpa grounding, voltan mengambang antara inti dan ground akan menyebabkan pelepasan intermiten. Grounding pada satu titik menghapuskan kemungkinan voltan mengambang dalam inti. Walau bagaimanapun, apabila terdapat dua atau lebih titik grounding, potensial tidak sama antara bahagian inti mencipta arus berputar antara titik-titik grounding, menyebabkan kegagalan pemanasan multi-point grounding. Kegagalan grounding inti boleh menyebabkan pemanasan tempatan. Dalam kes yang teruk, suhu inti meningkat secara signifikan, memicu alat penggera gas ringan, dan mungkin menyebabkan perlindungan gas berat trip. Bahagian inti yang melebur mencipta hubungan pendek antara lapisan, meningkatkan kerugian inti dan memberi kesan serius kepada prestasi dan operasi transformator, kadangkala memerlukan penggantian lembaran besi silikon inti. Oleh itu, inti transformator mesti mempunyai tepat satu titik ground—tidak lebih dan tidak kurang.

2 Mengapa lembaran besi silikon digunakan untuk inti transformator?
Inti transformator biasa dibuat daripada lembaran besi silikon. Besi silikon adalah besi yang mengandungi silikon (juga dikenali sebagai pasir) sebanyak 0.8-4.8%. Besi silikon digunakan kerana ia mempunyai sifat magnetik yang cemerlang dan boleh menghasilkan ketumpatan fluks magnet yang tinggi dalam gegelung yang diberi tenaga, membolehkan saiz transformator menjadi lebih kecil. Transformator sentiasa beroperasi di bawah keadaan AC, dengan kerugian kuasa berlaku bukan sahaja dalam rintangan gegelung tetapi juga dalam inti di bawah magnetisasi berulang. Kerugian kuasa inti dikenali sebagai "kerugian besi," yang terdiri daripada "kerugian histeresis" dan "kerugian arus eddy." Kerugian histeresis berlaku semasa magnetisasi disebabkan oleh histeresis magnet, dengan kerugian berkadar dengan kawasan yang ditutup oleh gelung histeresis bahan tersebut. Besi silikon mempunyai gelung histeresis yang sempit, menghasilkan kerugian histeresis yang lebih rendah dan pemanasan yang berkurangan.

Jika besi silikon mempunyai kelebihan ini, mengapa tidak menggunakan blok padu? Kerana inti bertimpahan mengurangkan jenis kerugian besi lain—kerugian arus eddy. Semasa operasi, arus bolak-balik dalam gegelung mencipta fluks magnet bolak-balik, menginduksi arus dalam inti. Arus yang diinduksi ini mengalir dalam lingkaran tertutup tegak lurus dengan arah fluks, membentuk arus eddy yang menyebabkan pemanasan. Untuk mengurangkan kerugian arus eddy, inti transformator menggunakan lembaran besi silikon yang terasing ditimpahkan bersama, memaksa arus eddy melalui laluan yang sempit dengan luas rentas yang lebih kecil untuk meningkatkan rintangan. Tambahan pula, silikon dalam besi meningkatkan resistiviti, mengurangkan arus eddy. Inti transformator biasanya menggunakan lembaran besi silikon dingin yang bergulung tebal 0.35mm, dipotong saiz dan ditimpahkan dalam bentuk "E-I" atau "C". Secara teori, lembaran yang lebih nipis dan jalur yang lebih sempit akan mengurangkan arus eddy dengan lebih baik. Ini akan mengurangkan kerugian arus eddy, menurunkan peningkatan suhu, dan menjimatkan bahan. Walau bagaimanapun, pembuatan inti praktikal mempertimbangkan pelbagai faktor—lembaran yang terlalu nipis akan meningkatkan kos buruh dan mengurangkan luas rentas efektif inti. Oleh itu, dimensi lembaran besi silikon untuk inti transformator mesti seimbang dengan pertimbangan pelbagai untuk mencapai reka bentuk optimum.

3 Apakah julat perlindungan Perlindungan Buchholz (gas)?

• Hubungan pendek fasa berbilang dalaman dalam transformator
• Hubungan pendek antara belitan, antara belitan dan inti atau tangki
• Kegagalan inti
• Penurunan paras minyak atau kebocoran minyak
• Hubungan yang lemah dalam perubahan tap atau penyambungan konduktor yang lemah

4 Apakah perbezaan antara perlindungan beza utama transformator dan perlindungan Buchholz?

• Perlindungan beza utama transformator beroperasi berdasarkan prinsip arus beredar, manakala perlindungan Buchholz beroperasi berdasarkan hasil gas semasa kegagalan dalaman transformator.
• Perlindungan beza berfungsi sebagai perlindungan utama untuk transformator, manakala perlindungan Buchholz adalah perlindungan utama untuk kegagalan dalaman transformator.
• Julat perlindungan berbeza:
  A) Perlindungan beza meliputi:
  • Hubungan pendek fasa berbilang dalam utas dan belitan transformator utama
  • Hubungan pendek putaran tunggal yang serius
  • Kegagalan tanah pada belitan dan utas dalam sistem tanah arus tinggi
• B) Perlindungan Buchholz meliputi:
• • Hubungan pendek fasa berbilang dalaman dalam transformator
  • Hubungan pendek antara putaran, antara putaran dan inti atau tangki
  • Kegagalan inti (kerosakan pemanasan)
  • Penurunan paras minyak atau kebocoran minyak
  • Hubungan yang lemah dalam perubahan tap atau penyambungan konduktor yang lemah

5 Bagaimana cara menangani kegagalan pendingin transformator utama?

• Apabila bekalan kuasa untuk bahagian pendingin I dan II hilang, isyarat "#1, #2 kegagalan kuasa" muncul, dan litar trip pendingin penuh transformator utama diaktifkan. Segera laporkan kepada pemudahcara dan nyahdayakan set perlindungan ini.
• Jika pergantian antara bekalan kuasa I dan II gagal semasa operasi, indikator "pendingin penuh berhenti" menyala, mengaktifkan litar trip pendingin penuh transformator utama. Segera laporkan kepada pemudahcara untuk nyahdayakan set perlindungan ini dan segera lakukan pergantian manual. Jika kontak KM1 atau KM2 telah gagal, jangan paksa eksitasi.
• Apabila mana-mana litar pendingin tunggal gagal, isolasi litar pendingin yang rosak.

6 Apa akibat yang terjadi apabila transformer yang tidak memenuhi syarat operasi paralel dioperasikan secara paralel?
Apabila transformer dengan nisbah transformasi yang berbeza dioperasikan secara paralel, arus sirkulasi akan terbentuk, mempengaruhi kapasiti output transformer. Apabila transformer dengan rintangan peratusan yang berbeza dioperasikan secara paralel, beban tidak dapat didistribusikan mengikut nisbah kapasiti transformer, juga mempengaruhi kapasiti output. Apabila transformer dengan kumpulan sambungan yang berbeza dioperasikan secara paralel, keselamatan pendek akan berlaku pada transformer.

7 Apa yang menyebabkan bunyi abnormal pada transformer?

• Overload
• Hubungan kontak dalaman yang buruk menyebabkan busur pelepasan
• Komponen individu yang longgar
• Pengasingan atau keselamatan pendek dalam sistem
• Pemulakan motor besar menyebabkan fluktuasi beban yang signifikan

8 Bilakah pemutus tala transformer yang boleh ditukar tala semasa operasi tidak seharusnya disesuaikan?

• Semasa operasi overload transformer (kecuali dalam keadaan khas)
• Apabila perlindungan gas ringan pemutus tala semasa operasi sering aktif
• Apabila meter minyak pemutus tala semasa operasi menunjukkan tiada minyak
• Apabila jumlah pertukaran tala melebihi had yang ditetapkan
• Apabila peranti pemutus tala menunjukkan aneh

9 Apa yang diwakili oleh nilai bernilai pada plat nama transformer?
Nilai bernilai transformer adalah spesifikasi yang ditetapkan oleh pengeluar untuk operasi normal transformer. Beroperasi dalam nilai bernilai ini memastikan operasi yang andal jangka panjang dengan prestasi yang baik. Nilai bernilai termasuk:

• Kapasiti bernilai: Kemampuan output yang dijamin di bawah keadaan bernilai, dinyatakan dalam volt-amper (VA), kilovolt-amper (kVA), atau megavolt-amper (MVA). Karena efisiensi transformer yang tinggi, kapasiti bernilai gulungan primer dan sekunder biasanya dirancang untuk sama.
• Voltase bernilai: Voltase terminal yang dijamin di bawah keadaan tanpa beban, dinyatakan dalam volt (V) atau kilovolt (kV). Kecuali dinyatakan lain, voltase bernilai merujuk pada voltase garis.
• Arus bernilai: Arus garis yang dihitung dari kapasiti bernilai dan voltase bernilai, dinyatakan dalam amper (A).
• Arus tanpa beban: Arus eksitasi sebagai persentase arus bernilai selama operasi tanpa beban.
• Kehilangan pendek: Kehilangan daya aktif ketika satu gulungan dipendekkan dan voltase diterapkan pada gulungan lain untuk mencapai arus bernilai pada kedua gulungan, dinyatakan dalam watt (W) atau kilowatt (kW).
• Kehilangan tanpa beban: Kehilangan daya aktif selama operasi tanpa beban, dinyatakan dalam watt (W) atau kilowatt (kW).
• Voltase pendek: Juga disebut voltase impedansi, persentase voltase yang diterapkan terhadap voltase bernilai ketika satu gulungan dipendekkan dan gulungan lain membawa arus bernilai.
• Kumpulan sambungan: Menunjukkan metode sambungan gulungan primer dan sekunder serta perbedaan fase antara voltase garis, direpresentasikan menggunakan notasi jam.

10 Mengapa inverter sumber arus memerlukan kapasiti transformer yang lebih besar?
Desain transformer biasanya mempertimbangkan kapasiti bernilai daripada daya bernilai karena arus hanya berkaitan dengan kapasiti bernilai. Untuk inverter sumber voltase, faktor daya input mendekati 1, sehingga kapasiti bernilai dan daya bernilai hampir sama. Inverter sumber arus berbeda - faktor daya transformer sisi input paling banyak sama dengan faktor daya motor induksi beban. Oleh itu, untuk motor beban yang sama, kapasiti bernilai harus lebih besar daripada transformer yang digunakan dengan inverter sumber voltase.

11 Faktor-faktor apa yang mempengaruhi kapasiti transformer?
Pilihan inti berkaitan dengan voltase, sementara pilihan konduktor berkaitan dengan arus - ketebalan konduktor secara langsung mempengaruhi pembuatan panas. Dengan kata lain, kapasiti transformer hanya berkaitan dengan pembuatan panas. Untuk transformer yang dirancang dengan baik yang beroperasi dalam kondisi pendinginan yang buruk, unit 1000kVA mungkin beroperasi pada 1250kVA dengan pendinginan yang ditingkatkan. Selain itu, kapasiti bernilai berkaitan dengan kenaikan suhu yang diizinkan. Misalnya, transformer 1000kVA dengan kenaikan suhu yang diizinkan 100K mungkin melebihi kapasiti 1000kVA jika diizinkan beroperasi pada 120K dalam keadaan khusus. Ini menunjukkan bahwa peningkatan kondisi pendinginan transformer dapat meningkatkan kapasiti bernilainya. Sebaliknya, untuk inverter dengan kapasitas yang sama, ukuran kabinet transformer dapat dikurangi.

12 Bagaimana cara meningkatkan efisiensi transformer?

• Pilih transformer penjimatan tenaga berkecekapan tinggi dan kehilangan rendah sekiranya boleh
• Pilih kapasiti transformer secara munasabah berdasarkan keadaan beban
• Kekalkan faktor beban purata transformer di atas 70%
• Pertimbangkan untuk menggantikan dengan transformer berkapasiti lebih kecil jika faktor beban purata secara konsisten di bawah 30%
• Tingkatkan faktor kuasa beban untuk meningkatkan keupayaan transformer menghantar kuasa aktif
• Konfigurasikan beban secara munasabah untuk meminimumkan bilangan transformer yang beroperasi

13 Mengapa perlu mempercepatkan penukaran teknikal transformer pengagihan penggunaan tenaga tinggi?
Transformer pengagihan penggunaan tenaga tinggi terutamanya merujuk kepada transformer siri SJ, SJL, SL7, S7, yang mana kehilangan besi dan tembaga adalah jauh lebih tinggi berbanding transformer siri S9 yang kini tersebar luas. Sebagai contoh, berbanding S9, S7 mempunyai kehilangan besi 11% lebih tinggi dan kehilangan tembaga 28% lebih tinggi. Transformer baharu seperti S10 dan S11 adalah lebih cekap tenaga berbanding S9, manakala transformer aloi amorfus mempunyai kehilangan besi setara hanya 20% daripada transformer S7. Transformer biasanya mempunyai jangka hayat beberapa dekad. Menggantikan transformer penggunaan tenaga tinggi dengan model berkecekapan tinggi tidak sahaja meningkatkan kecekapan penukaran tenaga tetapi juga mencapai penjimatan elektrik yang ketara sepanjang hayatnya.

14 Apakah arus pusar? Apakah kemudaratan yang disebabkan oleh arus pusar?
Apabila arus ulang alik mengalir melalui konduktor, ia menghasilkan medan magnet ulang alik di sekeliling konduktor tersebut. Medan ulang alik ini mengaruh arus dalam konduktor pepejal. Memandangkan arus teraruh ini membentuk gelung tertutup dalam konduktor yang serupa dengan pusaran air, maka ia dipanggil arus pusar. Arus pusar tidak sahaja membazirkan tenaga elektrik, mengurangkan kecekapan peralatan, tetapi juga menyebabkan pemanasan dalam peranti elektrik (seperti teras transformer), yang boleh menjejaskan operasi normal peralatan apabila keadaan menjadi teruk.

15 Mengapa perlindungan sesaat transformer mesti mengelakkan arus litar pintas voltan rendah?
Ini terutamanya mempertimbangkan pemilihan dalam operasi perlindungan reley. Perlindungan sesaat sisi voltan tinggi terutamanya melindungi terhadap kegagalan luaran transformer yang teruk. Semasa penetapan, jika perlindungan tidak mengelakkan arus litar pintas maksimum pada sisi voltan rendah transformer, julat perlindungan akan meluas ke talian keluaran voltan rendah kerana nilai arus litar pintas tidak berubah secara ketara dalam julat pendek berdekatan saluran keluaran voltan rendah. Ini akan menjejaskan pemilihan. Walaupun perlindungan tanpa pemilihan adalah lebih boleh dipercayai, ia menyebabkan kesulitan operasi. Sebagai contoh, banyak taman perindustrian mempunyai bilik pengagihan utama 10kV (bus 10kV + pencetus litar keluaran), dengan setiap bengkel mempunyai cincin pengagihan voltan rendah (unit utama cincin + transformer). Jika pencetus litar tidak mengelakkan arus litar pintas maksimum pada sisi voltan rendah transformer, suis utama voltan rendah (fius suis beban unit utama cincin) dan pencetus litar voltan tinggi kedua-duanya akan beroperasi, menyebabkan kesulitan operasi.

16 Mengapa dua transformer selari tidak dibenarkan mempunyai titik neutral yang ditanam secara serentak?
Dalam sistem arus tinggi, untuk memenuhi keperluan koordinasi kepekaan perlindungan reley, sesetengah transformer utama mesti ditanam manakala yang lain tidak ditanam. Di stesen dengan dua transformer utama, tidak menanam kedua-dua titik neutral secara serentak terutamanya menangani koordinasi perlindungan arus sifar-susunan dan voltan sifar-susunan. Dalam sub-stesen dengan pelbagai transformer selari, biasanya sesetengah titik neutral transformer ditanam manakala yang lain tidak ditanam. Ini menghadkan arus aruhan ke tahap yang munasabah dan meminimumkan kesan perubahan mod operasi terhadap magnitud dan agihan arus sifar-susunan di seluruh grid, meningkatkan kepekaan sistem perlindungan arus sifar-susunan.

17 Mengapa ujian penutupan denyutan perlu dilakukan sebelum memasukkan transformer yang baru dipasang atau dikemaskinikan ke dalam operasi?
Memutuskan transformer tanpa beban daripada grid menyebabkan voltan lampau suis. Dalam sistem pentanahan arus kecil, voltan lampau ini boleh mencapai 3-4 kali voltan fasa kadar; dalam sistem arus pentanahan tinggi, ia boleh mencapai 3 kali voltan fasa kadar. Oleh itu, untuk mengesahkan sama ada penebatan transformer dapat menahan voltan kadar dan voltan lampau operasi, beberapa ujian penutupan denyutan mesti dilakukan sebelum penyambungan. Selain itu, menyalakan transformer tanpa beban menghasilkan arus lonjakan magnet, yang boleh mencapai 6-8 kali arus kadar. Memandangkan arus lonjakan magnet menghasilkan daya elektromagnet yang besar, ujian penutupan denyutan juga secara efektif mengesahkan kekuatan mekanikal transformer dan sama ada perlindungan reley mungkin beroperasi secara salah.