17 Vanliga Frågor Om Strömförstärkare

1 Varför måste transformatorernas kärna vara jordad?
Under normal drift av strömförädlingstransformatorer måste kärnan ha en pålitlig jordningskoppling. Utan jordning skulle ett flytande spänning mellan kärnan och jorden orsaka intermittenta brytningsutsläpp. Enpunktsjordning eliminerar möjligheten till flytande potential i kärnan. När det finns två eller flera jordningspunkter skapar ojämna potentialer mellan kärnsektioner cirkulerande strömmar mellan jordningspunkter, vilket orsakar uppvärmningsfel vid multipunktjordning. Jordningsfel i kärnan kan orsaka lokal överhettning. I allvarliga fall stiger kärntemperaturen betydligt, vilket utlöser lätta gasalarmer och potentiellt kan orsaka tunga gasbeskydd att trippla. Smälta kärnsektioner skapar kortslut mellan laminat, vilket ökar kärnförluster och påverkar transformerens prestanda och drift allvarligt, ibland med nödvändighet av ersättning av kärnsiliciumstålplattor. Därför måste transformatorernas kärnor ha exakt en jordningspunkt - inga fler och inga färre.

2 Varför används siliciumstålplattor för transformatorernas kärnor?
Vanliga transformatorkärnor är gjorda av siliciumstålplattor. Siliciumstål är stål som innehåller silicium (även kallat sand) mellan 0,8-4,8%. Siliciumstål används eftersom det har utmärkta magnetiska egenskaper och kan generera hög magnetisk flödestäthet i energiförsedda spolar, vilket gör att transformatorer kan bli mindre. Transformer drivs alltid under växelströmsförhållanden, med effektförluster som inte bara inträffar i spolresistans utan också i kärnan under alternerande magnetisering. Kärneffektförlusterna kallas "järnförluster", bestående av "hysteresisförlust" och "virvelförlust". Hysteresisförlust uppstår under magnetisering på grund av magnetisk hysteresis, med förlust proportionell till det area som materialets hysteresisslinga omsluter. Siliciumstål har en smal hysteresisslinga, vilket ger lägre hysteresisförluster och minskad uppvärmning.

Om siliciumstål har dessa fördelar, varför används inte massiva block? Eftersom lamellerade kärnor minskar en annan typ av järnförlust - virvelförlust. Under drift skapar växelström i spolar alternerande magnetflöde, vilket inducerar strömmar i kärnan. Dessa inducerade strömmar flödar i slutna loopar vinkelrätt mot flödesriktningen, vilket bildar virvelströmmar som orsakar uppvärmning. För att minska virvelförluster använder transformatorkärnor isolerade siliciumstålplattor staplade tillsammans, vilket tvingar virvelströmmar genom smala vägar med mindre tvärsnitt för att öka resistansen. Dessutom ökar silicium i stålet resistiviteten, vilket ytterligare minskar virvelströmmar. Transformatorkärnor använder vanligtvis 0,35 mm tjocka kallvalsade siliciumstålplattor, skurna till storlek och staplade i "E-I" eller "C"-former. Teoretiskt sett skulle tyngre plattor och smalare band bättre minska virvelströmmar. Detta skulle minska virvelförluster, sänka temperaturökning och spara material. Men praktisk kärntillverkning tar hänsyn till flera faktorer - alltför tunna plattor skulle drastiskt öka arbetskostnader och minska den effektiva tvärsnittsytan av kärnan. Därför måste dimensionerna på siliciumstålplattor för transformatorkärnor balanseras för att nå optimal design.

3 Vad är skyddsområdet för Buchholz (gas) skydd?

• Inre flerfasiga kortslutningar i transformatorn
• Vridning-till-vridning kortslut, kortslut mellan vindningar och kärna eller tank
• Kärnfel
• Nedgång i oljenivå eller oljeläckage
• Dålig kontakt i tapchangrar eller dålig svetsning av ledare

4 Vad är skillnaderna mellan huvudtransformatordifferentialskydd och Buchholzskydd?

• Huvudtransformatordifferentialskydd fungerar enligt cirkulerande strömprinciper, medan Buchholzskydd fungerar baserat på gasbildning vid inre transformatorfel.
• Differentialskydd fungerar som huvudskydd för transformer, medan Buchholzskydd är huvudskydd för inre transformatorfel.
• Skyddsområden skiljer sig:
  A) Differentialskydd täcker:
  • Flerfasiga kortslutningar i huvudtransformatorledningar och vindningar
  • Allvarliga ensidiga vridning-till-vridning kortslut
  • Jordfel på vindningar och ledningar i system med högströmsjordning
• B) Buchholzskydd täcker:
• • Inre flerfasiga kortslutningar i transformatorn
  • Vridning-till-vridning kortslut, kortslut mellan vridningar och kärna eller tank
  • Kärnfel (överhettningsskador)
  • Nedgång i oljenivå eller oljeläckage
  • Dålig kontakt i tapchangrar eller dålig svetsning av ledare

5 Hur hanterar man huvudtransformatorkylningsfel?

• När arbetsströmförsörjningen för kylningsavsnitt I och II går förlorad, visas ett "#1, #2 strömförsörjningsfel" signal, och huvudtransformatorkylningsfullstopp-trippelschakeling aktiveras. Rapportera omedelbart till dispatch och inaktivera detta skyddssätt.
• Om omkopplingen mellan strömförsörjningar I och II misslyckas under drift, tänds indikatorn "kylningsfullstopp", vilket aktiverar huvudtransformatorkylningsfullstopp-trippelschakeling. Rapportera omedelbart till dispatch för att inaktivera detta skyddssätt och utför snabbt manuell omkoppling. Om kontakterna KM1 eller KM2 har fel, tvinga inte anspänning.
• När någon enskild kylningscircuit misslyckas, isolera den felaktiga kylningscircuiten.

6 Vilka konsekvenser uppstår när transformatorer som inte uppfyller villkoren för parallell drift drivs i parallell?
När transformatorer med olika transformationsförhållanden drivs i parallell uppstår cirkulerande strömmar, vilket påverkar transformatorernas utmatningskapacitet. När transformatorer med olika procentuella impedanser drivs i parallell kan lasten inte distribueras enligt kapacitetsförhållandena mellan transformatorerna, vilket också påverkar utmatningskapaciteten. När transformatorer med olika anslutningsgrupper drivs i parallell uppstår kortslutning i transformatorerna.

7 Vad orsakar ovanliga ljud i transformatorer?

• Överbelastning
• Dålig inre kontakt som orsakar gnistning
• Lösa enskilda komponenter
• Jordning eller kortslutning i systemet
• Stora motorstartar som orsakar betydande lastfluktueringar

8 När ska inte spänningsjusteraren på en belastningsburen spänningsjusterbar transformator justeras?

• Under överbelastning av transformatorn (förutom under särskilda omständigheter)
• När den ljusgassa skyddet för den belastningsburen spänningsjusteraren aktiveras ofta
• När oljemätaren för den belastningsburen spänningsjusteraren visar inget olja
• När antalet spänningsändringar överskrider de specificerade gränserna
• När spänningsjusteringsenheten visar avvikanden

9 Vad representerar de nominella värdena på en transformatorsskylt?
Transformators nominella värden är specifikationer som tillverkarna fastställt för normal transformatordrift. Drift inom dessa nominella värden garanterar långsiktig tillförlitlig drift med bra prestanda. Nominella värden inkluderar:

• Nominell kapacitet: Den garanterade utmatningsförmågan vid nominella förhållanden, uttryckt i voltamper (VA), kilovoltamper (kVA) eller megavoltamper (MVA). På grund av hög transformatoreffektivitet är nominell kapacitet för primär och sekundär virvel vanligtvis designad för att vara lika.
• Nominell spänning: Den garanterade terminalspänningen vid tomgangsförhållanden, uttryckt i volt (V) eller kilovolt (kV). Om inget annat anges hänvisar nominell spänning till linjespänning.
• Nominell ström: Linjestrom beräknad från nominell kapacitet och nominell spänning, uttryckt i amper (A).
• Tomgangsström: Uppladdningsström som en procentandel av nominell ström vid tomgangsförhållanden.
• Kortslutningsförlust: Aktiv effekt förlust då en virvel kortslutsas och spänning appliceras på den andra virveln för att uppnå nominell ström i båda virvlarna, uttryckt i watt (W) eller kilowatt (kW).
• Tomgangsförlust: Aktiv effekt förlust vid tomgangsförhållanden, uttryckt i watt (W) eller kilowatt (kW).
• Kortslutningsspänning: Även kallad impedansspänning, den procentuella delen av applicerad spänning till nominell spänning då en virvel kortslutsas och den andra virveln bär nominell ström.
• Anslutningsgrupp: Indikerar anslutningsmetoder för primär och sekundär virvel samt fasdifferens mellan linjespänningar, representerad med klocknotation.

10 Varför kräver strömkällsinverterare större transformatorkapacitet?
Transformatorernas design beaktar vanligtvis nominell kapacitet snarare än nominell effekt eftersom ström endast relaterar till nominell kapacitet. För spänningskällsinverterare är inmatnings effektfaktorn nära 1, så nominell kapacitet och nominell effekt är nästan lika. Strömkällsinverterare skiljer sig åt - deras inmatnings-side transformator effektfaktor är som mest lika med effektfaktorn för lastinduktionsmotorn. Därför måste för samma lastmotor nominell kapacitet vara större än för transformatorer som används med spänningskällsinverterare.

11 Vilka faktorer påverkar transformatorkapaciteten?
Kärnval relaterar till spänning, medan ledarval relaterar till ström - ledartjocklek påverkar direkt värmeuppbyggning. Med andra ord, transformatorkapacitet relaterar endast till värmeuppbyggning. För en väl designad transformator som fungerar under dåliga värmeförspridningsvillkor kan en 1000kVA-enhet fungera på 1250kVA med förbättrad kylning. Dessutom relaterar nominell kapacitet till tillåtet temperatursteg. Till exempel, en 1000kVA transformator med ett tillåtet temperatursteg på 100K kan överstiga 1000kVA-kapaciteten om den tillåts fungera på 120K under särskilda omständigheter. Detta visar att förbättrade transformatorkylningsvillkor kan öka dess nominella kapacitet. I omvända fall, för samma kapacitetsinverterare, kan transformatorkabinettsstorleken minskas.

12 Hur förbättras transformatoreffektiviteten?

• Välj så långt möjligt energisparande transformatorer med låga förluster och hög effektivitet
• Välj transformerkapacitet rimligt baserat på belastningsförhållanden
• Håll transformerens genomsnittliga belastningsfaktor över 70%
• Överväg att ersätta med transformer av mindre kapacitet när den genomsnittliga belastningsfaktorn konsekvent ligger under 30%
• Förbättra belastningens effektfaktor för att öka transformatorns förmåga att leverera verkningsfull effekt
• Konfigurera belastningar rimligt för att minimera antalet operativa transformer

13 Varför ska tekniska ombyten av transformer med högt energiförbrukning föras upp?
Transformer med högt energiförbrukning hänvisar främst till SJ, SJL, SL7, S7-serier, vars järn- och kopparförluster är mycket högre än de nu idag vanliga S9-serierna. Till exempel har S7 jämfört med S9 11% högre järnförluster och 28% högre kopparförluster. Nyare transformer som S10 och S11 är ännu mer energieffektiva än S9, medan amorfallegians-transformatorer har järnförluster som motsvarar endast 20% av S7-transformatorer. Transformer har normalt en livslängd på flera decennier. Genom att byta ut transformer med högt energiförbrukning mot energieffektiva modeller inte bara förbättras energiomvandlingsverkningsgraden utan det uppnås också betydande elsparkeringar under deras livslängd.

14 Vad är virvelströmmar? Vilken skada orsakar virvelströmmar?
När växelström passerar genom en ledare skapas ett växlande magnetfält runt ledaren. Detta växlande fält inducerar strömmar inuti massiva ledare. Eftersom dessa inducerade strömmar bildar slutna slingor inuti ledaren liknar vattenvirvlar, kallas de virvelströmmar. Virvelströmmar slösar inte bara elektrisk energi, vilket minskar utrustningseffektiviteten, utan orsakar också uppvärmning i elektriska enheter (som transformatorkärnor), vilket kan påverka normal drift av utrustningen vid allvarliga fall.

15 Varför måste transformatorernas omedelbara skydd undvika lågspänningskortslutströmmar?
Detta beror huvudsakligen på selektivitet i reläskyddets funktion. Högspänningsidens omedelbara skydd skyddar främst mot allvarliga externa transformatorfel. Vid inställning, om skyddet inte undviker maximal kortslutström på transformatorns lågspänningsida, skulle skyddsområdet utvidgas till lågspänningsutgående linjer eftersom kortslutströmsvärden inte ändras signifikant inom ett kort avstånd nära lågspänningsutgången. Detta skulle kompromissa selektiviteten. Även om icke-selektiva skydd är mer tillförlitliga, skapar de driftsvårigheter. Till exempel, många industriområden har 10kV-huvudfordon (10kV-buss + utgående brytare), med varje verkstad som har lågspänningsfördelningsringar (ringenheter + transformer). Om brytarna inte undviker maximal kortslutström på transformatorns lågspänningsida, skulle både lågspänningsmotsvarande (ringenhetens lastbrytarkoppling) och högspänningsbrytare aktiveras, vilket skapar driftssvårigheter.

16 Varför får inte två parallella transformer ha sina neutralpunkter anslutna samtidigt?
I system med stora strömmar, för att uppfylla kraven på känslighetssamordning för reläskydd, måste vissa huvudtransformatorer vara anslutna till marken medan andra inte är det. På en station med två huvudtransformatorer, att inte ansluta båda neutralpunkterna samtidigt hanterar främst samordningen av nollsekvensström och nollsekvensspänningsskydd. I understationer med flera parallella transformer, är normalt sett några transformatorers neutralpunkter anslutna till marken medan andra inte är det. Detta begränsar jordfelströmmen till rimliga nivåer och minimerar påverkan av ändringar i driftläge på storlek och fördelning av nollsekvensströmmar i nätet, vilket förbättrar känsligheten hos nollsekvensströmskyddsystem.

17 Varför utförs impulsstängningstester innan nya eller överhöljda transformer sätts i drift?
Att koppla bort en oladdad transformator från nätet skapar spänningsöversteg. I system med små strömmar kan dessa översteg uppnå 3-4 gånger den nominella fas-spänningen; i system med höga jordströmmar kan de uppnå 3 gånger den nominella fas-spänningen. Därför, för att verifiera om transformatorisoleringen kan tåla den nominella spänningen och driftsspänningsöversteg, måste flera impulsstängningstester utföras innan kommissionering. Dessutom producerar inmatning av oladdade transformer magneteringsinruschström, som kan uppnå 6-8 gånger den nominella strömmen. Eftersom magneteringsinrusch skapar betydande elektromagnetiska krafter, verifierar impulsstängningstester också effektivt transformatorernas mekaniska styrka och om reläskyddet kan felaktigt aktiveras.