17 Karaniwang Tanong Tungkol sa Power Transformers

1 Bakit kailangan ang core ng transformer na ma-ground?
Sa normal na operasyon ng mga power transformer, ang core ay dapat may isang mapagkakatiwalaang koneksyon sa lupa. Kung walang pag-ground, ang floating voltage sa pagitan ng core at lupa ay maaaring magdulot ng intermitenteng 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 fault sa core grounding ay maaaring magdulot ng lokal na sobrang init. Sa malubhang kaso, ang temperatura ng core ay tataas nang malaki, nagtrigger ng light gas alarms, at maaaring magresulta sa pagtrip ng heavy gas protection. Ang mga nasunog na bahagi ng core ay lumilikha ng short circuits sa pagitan ng laminations, na nagdudulot ng pagtaas ng core losses at seryosong nakakaapekto sa performance at operasyon ng transformer, ilang beses nang nangangailangan ng pagsusundan ng core silicon steel sheets. Kaya, ang mga core ng transformer ay dapat 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 core ng transformer ay gawa sa silicon steel sheets. Ang silicon steel ay bakal 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 energized coils, na nagpapahintulot ng mas maliit na sukat 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 power losses sa core 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 proporsyonal sa area na inenclose ng hysteresis loop ng materyales. Ang silicon steel ay may mahigpit na hysteresis loop, na nagreresulta sa mas mababang hysteresis losses at mas mababang pag-init.

Kung mayroon ang silicon steel na mga benepisyo, bakit hindi gamitin ang solid blocks? Dahil ang laminated cores ay nagbabawas ng isa pang uri ng iron loss—ang eddy current loss. Sa panahon ng operasyon, ang alternating current sa coils ay lumilikha ng alternating magnetic flux, na naginduce ng mga current 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 bawasan ang eddy current losses, ang mga core ng transformer ay gumagamit ng insulated silicon steel sheets na istack kasama, na pinipilit ang eddy currents na dumaan sa mas maliit na paths na may mas maliit na cross-sections upang taasan ang resistance. Bukod dito, ang siliko sa bakal ay nagpapataas ng resistivity, na nagpapababa pa ng eddy currents. Ang mga core ng transformer ay tipikal na gumagamit ng 0.35mm thick cold-rolled silicon steel sheets, na cut to size at istack sa "E-I" o "C" shapes. Sa teorya, ang mas mababang sheets at mas maliit na strips ay mas mabuti sa pagbawas ng eddy currents. Ito ay magbabawas ng eddy current losses, mababang pagtaas ng temperatura, at pag-save ng materyales. Gayunpaman, ang praktikal na paggawa ng core ay inaalamin ang maraming factors—ang labis na mababang sheets ay maaaring taas ng labis ang labor costs at bawasan ang effective cross-sectional area ng core. Kaya, ang sukat ng silicon steel sheet para sa core ng transformer ay dapat balansehin ang iba't ibang considerations upang makamit ang optimal na disenyo.

3 Ano ang saklaw ng proteksyon 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
• Pababa ng lebel ng langis o pag-leak ng langis
• Mahina ang contact sa tap changers o mahina ang 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 batay sa mga prinsipyong ng circulating current, habang ang Buchholz protection ay gumagana batay sa paggenerate ng gas sa panahon ng internal transformer faults.
• Ang differential protection ay ang pangunahing proteksyon para sa mga transformer, habang ang Buchholz protection ay ang pangunahing proteksyon para sa internal transformer faults.
• Ang saklaw ng proteksyon ay iba-iba:
  A)Differential protection covers:
  • Multi-phase short circuits sa main transformer leads at windings
  • Malubhang 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)
  • Pababa ng lebel ng langis o pag-leak ng langis
  • Mahina ang contact sa tap changers o mahina ang welding ng conductors

5 Paano i-handle ang mga failure ng cooler ng main transformer?

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

6 Ano ang mga bunga kapag ang mga transformer na hindi sumasakto sa mga kondisyon ng parallel operation ay inoperasyon sa parallel?
Kapag ang mga transformer na may iba't ibang transformation ratios ay inoperasyon sa parallel, lumilikha ng circulating currents, na nakakaapekto sa output capacity ng mga transformer. Kapag ang mga transformer na may iba't ibang percentage impedances ay inoperasyon sa parallel, hindi maipamamahagi ang mga load ayon sa ratio ng capacity ng mga transformer, na rin nakakaapekto sa output capacity. Kapag ang mga transformer na may iba't ibang connection groups ay inoperasyon sa parallel, magkakaroon ng short circuit sa mga transformer.

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

• Overload
• Mahinang internal contacts na nagdudulot ng discharge arcing
• Mga maluwag na indibidwal na bahagi
• Grounding o short circuits sa sistema
• Malaking motor starting na nagdudulot ng mahalagang pagbabago ng load

8 Kailan hindi dapat i-adjust ang tap changer ng 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 langis ang ipinapakita ng oil gauge ng on-load tap changer
• Kapag ang bilang ng mga tap changes ay lumampas sa tinukoy na limitasyon
• Kapag nagpapakita ng anomaliya ang tap-changing device

9 Ano ang kinakatawan ng mga rated values sa isang nameplate ng transformer?
Ang mga rated values ng transformer ay mga specification na itinatag ng mga manufacturer para sa normal na operasyon ng transformer. Ang pag-operate sa loob ng mga rated values na ito ay nagbibigay-daan sa matagal na reliable na operasyon at mabuting performance. Ang mga rated values ay kasama:

• Rated capacity: Ang inasikasong output capability sa ilalim ng rated conditions, na ipinahayag sa volt-amperes (VA), kilovolt-amperes (kVA), o megavolt-amperes (MVA). Dahil sa mataas na efficiency ng transformer, karaniwang idinedesign ang primary at secondary winding rated capacities na pantay-pantay.
• Rated voltage: Ang inasikasong terminal voltage sa no-load conditions, na ipinahayag sa volts (V) o kilovolts (kV). Maliban kung ibinigay, ang rated voltage ay tumutukoy sa line voltage.
• Rated current: Ang line current na inaasahan mula sa rated capacity at rated voltage, na ipinahayag 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 iba pang winding upang makamit ang rated current sa parehong mga winding, na ipinahayag sa watts (W) o kilowatts (kW).
• No-load loss: Ang active power loss sa panahon ng no-load operation, na ipinahayag 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 iba pang 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 ipinahayag gamit ang clock notation.

10 Bakit kailangan ng mas malaking capacity ng transformer ang mga current-source inverter?
Ang disenyo ng transformer ay karaniwang nagsasama ng rated capacity kaysa sa rated power dahil ang current ay nauugnay lamang sa rated capacity. Para sa mga voltage-source inverter, ang input power factor ay malapit sa 1, kaya halos pantay ang rated capacity at rated power. Ang mga current-source inverter 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 mga voltage-source inverter.

11 Ano ang mga factor na nakakaapekto sa capacity ng transformer?
Ang pagpili ng core ay nauugnay sa voltage, habang ang pagpili ng conductor ay nauugnay sa current—ang thickness ng conductor ay direktang nakakaapekto sa heat generation. Sa ibang salita, ang capacity ng transformer ay nauugnay lamang sa heat generation. Para sa isang maayos na disenyo ng transformer na nag-ooperate sa mahirap na heat dissipation conditions, ang 1000kVA unit ay maaaring mag-operate sa 1250kVA sa may enhanced cooling. Bukod dito, ang rated capacity ay nauugnay sa allowable temperature rise. Halimbawa, ang 1000kVA transformer na may allowable temperature rise ng 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 mapataas ang rated capacity nito. Sa kabaligtaran, para sa parehong capacity inverter, maaaring bawasan ang laki ng transformer cabinet.

12 Paano mapapabuti ang efficiency ng transformer?

• Kapag maaari, pumili ng mga transformer na may mababang pagkawala, mataas na efisyensiya at nakakatipid sa enerhiya
• Pumili nang masusing kapasidad ng transformer batay sa kondisyon ng load
• Panatilihin ang average load factor ng transformer sa itaas ng 70%
• Isaisip ang pagpapalit ng mas maliit na kapasidad ng transformer kung ang average load factor ay patuloy na nasa ibaba ng 30%
• Ipaglaban ang power factor ng load upang mapataas ang kakayahan ng transformer na magbigay ng aktibong lakas
• Masusing i-configure ang mga load upang minimisuhin ang bilang ng mga operating transformers

13 Bakit kailangan mapabilis ang teknikal na retrofitting ng mga high-energy-consumption distribution transformers?
Ang mga high-energy-consumption distribution transformers ay tumutukoy pangunahing 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 energy-efficient pa kaysa sa S9, habang ang amorphous alloy transformers ay may iron losses na katumbas lamang ng 20% ng S7 transformers. Karaniwan, ang mga transformer ay may service lives na ilang dekada. Ang pagpapalit ng mga high-energy-consumption transformers sa mga high-efficiency models ay hindi lamang nagpapataas ng energy conversion efficiency kundi nagpapataas rin ng considerable electricity savings 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 nag-iinduce ng currents sa loob ng solid conductors. Dahil ang mga induced currents na ito ay bumubuo ng closed loops sa loob ng conductor na parang water vortices, tinatawag silang eddy currents. Ang mga eddy currents hindi lamang sayang ng electrical energy, na nagsisimula ng pagbawas ng equipment efficiency, kundi nagdudulot din ng init sa electrical devices (tulad ng transformer cores), na maaaring makaapekto sa normal na operasyon ng equipment kapag seryoso.

15 Bakit kailangan i-avoid ng transformer instantaneous protection ang low-voltage short-circuit current?
Ito ay pangunahing isinasama ang selectivity sa relay protection operation. Ang high-voltage side instantaneous protection ay pangunahing protektado laban sa severe external transformer faults. Sa panahon ng setting, kung ang protection ay hindi i-avoid ang maximum short-circuit current sa low-voltage side ng transformer, ang protection range ay lalawigin sa low-voltage outgoing lines dahil ang short-circuit current values ay hindi nagbabago nang malaki sa maikling saklaw malapit sa low-voltage outlet. Ito ay maaaring kompromisohan 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 circuit breakers ay hindi i-avoid 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-operate, na nagdudulot ng operational difficulties.

16 Bakit hindi pinapayagan ang dalawang paralleled transformers na parehong grounded ang 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 grounding ng parehong neutral points ay pangunahing tugon sa coordination ng zero-sequence current at zero-sequence voltage protection. Sa mga substation na may maraming paralleled transformers, karaniwang grounded ang ilang transformer neutral points habang ang iba ay hindi. Ito ay limitado ang ground fault current sa reasonable levels at minimizes ang impact ng operational mode changes 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 i-commission ang mga newly installed o overhauled transformers?
Ang pag-disconnect ng isang unloaded 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, maaari itong umabot sa 3 beses ang rated phase voltage. Kaya, upang ipapatunayan kung kaya ng insulation ng transformer na suportahan ang rated voltage at operational switching overvoltages, kailangang gawin ang multiple impulse closing tests bago i-commission. Bukod dito, ang energizing ng unloaded transformers ay naglalabas ng magnetizing inrush current, na maaaring umabot sa 6-8 beses ang rated current. Dahil ang magnetizing inrush ay naglalabas ng malaking electromagnetic forces, ang impulse closing tests ay mabisang ipapatunayan ang mechanical strength ng transformer at kung maaaring mag-maloperate ang relay protection.