SCB və SGB quruq transformatorldarının izahı

1. Giriş

Transformator elektromagnit induksiyaya əsaslanır. Transformatorun əsas komponentləri sarımlar və mərkəzdir. İşləmə zamanı, sarımlar elektrikli cərəyanın yolu kimi xidmət edir, mərkəz isə magnit potokun yolu kimi xidmət edir. Elektrik enerjisi birinci (birincil) sarım tərəfindən daxil olunanda, alternativ cərəyan mərkəzdə (yəni, elektrik enerjisi magnit sahə enerjisinə çevrilir) alternativ magnit sahə yaratır. Magnit bağlantı (potok bağlantısı) səbəbindən, ikinci (ikincil) sarımdan keçən magnit potok davamlı dəyişir, bu da ikinci sarımda elektroucay (EMF) yaradır. Xarici şəbəkə qoşulduqda, elektrik enerjisi yüke çatdırılır (yəni, magnit sahə enerjisi yenidən elektrik enerjisine çevrilir). Bu "elektrik–magnetizm–elektrik" çevrilmə prosesi elektromagnit induksiyaya əsaslanaraq realizasiya olunur və bu enerji çevrilməsi transformatorun işləmə prinsipini təşkil edir.

U1N2 = U2N1

U1: Birinci (birincil) qüvvə；N1: Birinci (birincil) sarım burma sayı；U2: İkinci (ikincil) qüvvə；N2: İkinci (ikincil) sarım burma sayı

Çin milli standartına görə GB 1094.16, suyu içməmiş transformatoru onun mərkəzi və sarımlarının izolyasyon sıvısında batmayan transformator kimi açıqlayır. Onun izolyasiya və soyutma ortamı hava olur. Geniş anlayışla, suyu içməmiş transformatorlar iki əsas növə bölünür: kaplanmış və açıq sarılı.

• "SC(B)" növü epoksid reçine ilə kaplanmış suyu içməmiş transformatoru göstərir (model adlandırmada olan "B" simvolu sarımların mis mədəni ilə hazırlanmasından ibarətdir; "SG(B)"-dəki "B" eyni məna qaçırır). Yüksek qüvvəli sarım tamamilə epoksid reçine ilə kaplanır, o cümlədən aşağı qüvvəli sarım genelliklə tamamilə epoksid reçine ilə kaplanmır—yalnız son burma epoksid reçine ilə bağlanır (bu da aşağı qüvvəli tərəfdə daha yüksək cərəyan olması və tam kaplama soyutmanı zədələməsinə səbəb olur). Cari olaraq, SC(B)-növ suyu içməmiş transformatorlar bazarda əsas məhsullardır və bu məqalə onları nümunə kimi təhlil edir. Çox sayda SC(B)-növ transformator F sinifində izolyasiya malikdir, az sayda H sinifində deyil.

• "SG(B)" növü DuPont (ABŞ) firmasının NOMEX izolyasiya kağızını burma-burma izolyasiya üçün istifadə edən açıq sarılı suyu içməmiş transformatorudur. Aşağı qüvvəli sarım mis mədənindən hazırlanır və həm yüksək, həm də aşağı qüvvəli sarımlar VPI (Vakuum Təzyiq İmpregnasiya) izolyasiya emalına məruz qalır. Səthi epoksid izolyasiya boya ilə pərtəklənib. Çox sayda SG(B)-növ suyu içməmiş transformator H sinifində izolyasiya malikdir, az sayda C sinifində deyil.

• Bir başqa növ suyu içməmiş transformator var, "SCR(B)" adlandırılır, bu kaplanmış növ amma epoksid reçine ilə kaplanmamışdır. Bu, Fransız texnologiyası əsasında NOMEX kağızı və silikon jeli ilə tamamilə kaplanan məhsuldur. Bu məhsulun bazar talabı çox mühdiddir. Bütün SCR(B)-növ suyu içməmiş transformatorlar H sinifində izolyasiya malikdir.

2. Suyu İçməmiş Transformatorların Avantajları

• Təhlükəsiz, yanıcı, yangın dayanıklı, patlamadan qorunmuş, zədəsiz və yük mərkəzinə doğrudan quraşdırılabilir;

• Qısa ömürlü, ümumi işləmə maliyyəti aşağıdır;

• Yaxşı nem qorunması—100% rütubət altında normal şəkildə işləyə bilər və söndürüldükdən sonra predahşetlənməsiz yenidən enerjiyə verilə bilər;

• Aşağı zədələr, aşağı lokal qazma, aşağı səs, güclü soyutma və zorlu hava soyutma şərtlərində nominal yükün 150%-ində işləyə bilər;

• Tam temperatur qorunma və idarəetmə sistemi ilə təmin edilmiş, təhlükəsiz işləmə üçün etibarlı təminat;

• Kompakt ölçülər, həcmi kiçik, yer kapma sahəsi kiçik və quraşdırma maliyyəti aşağıdır.

3. Suyu İçməmiş Transformatorların Məhdudiyyətləri

• Eyni qabiliyyət və qüvvə indeksində, suyu içməmiş transformatorlar yağlı transformatorlardan daha bahalıdır;

• Qüvvə indeksi limitlidir—adi olaraq 35 kV-a qədər, az sayda model 110 kV-a çatır;

• Ümumiyyətlə eviçlərdə istifadə olunur; xaricdə istifadə olunduqda, yüksək giriş koruma (IP) reytinqi olan qorumalı qabına ehtiyac vardır;

• Epoksid reçine ilə kaplanmış sarımlar hasar gördükdə, adətən tamamilə ləğv olunmalıdırlar, çünki onların təmiri çətin olur.

4. Suyu İçməmiş Transformatorların Strukturu

4.1 Sarımlar
(1) Qatlı sarım: Düz və ya dairəvi həyllər artıq və spiral şəkildə sarılarıqdan çoxlu qatlar formasında hazırlanır. Qatlar arasında izolyasiya və ya havalandırma kanalları yerləşdirilir. Sarım vakuumda form və xüsusi döküm avadanlığı ilə dökülüb polimerləşdirilir. Proses: spiral sarılma → forma qoyulur → vakuum dökümü.

(2) Folie sarımı: In və geniş həyllər bir qatda bir burma ilə hazırlanır. Katlar arasındakı izolyasiya həm də burma-burma izolyasiya kimi xidmət edir. Folie sarımlar adətən aksial soğutma kanalları istifadə edirlər: sarılma zamanı, belələnmiş burma pozisiyalarına aralama qatarlar yerləşdirilir və daha sonra çıxarılır ki, aksial hava kanalları yaransın. Folie sarım maşınında sarıldıqdan sonra, spiraldən sadəcə istiləyib polimerləşdirilir—forma və dökümü ehtiyac yoxdur.

Niyə yüksək qəsdəki sarımış xaricdə, alçaq qəsdəki sarımış isə daxildə yerləşdirilir?
Çünki alçaq qəsdəki sistem daha aşağı qəsdə işləyir və daha kiçik izolyasiya boşluğuna ehtiyac duyar, onu çekirdeyə yaxın yerləşdirmək sarımış və çekirdek arasındakı məsafəni azaldır, buna görə də transformatorun ümumi ölçüsünü və maliyyə sərhədlərini azaltdır. Əlavə olaraq, yüksək qəsdəki sarımış adətən tap bağlantıları var; onu xaricə yerləşdirmək, istifadəni daha asan və təhlükəsiz edir.

4.2 Çekirdek

• Silis demiri plakalarının insülyasiya boya ilə poklanması və bir-birinə yığılıb;

• Çekirdek əsasən sıkıntı çəvirələri və sıkıntı boltları ilə saxlanılır;

• Yuxarı və aşağı sıkıntı çəvirələri çubuklar və ya bağlayıcı plakalar vasitəsilə çekirdek və sarımışları sıxır;

• Çekirdeğin insülyasiya komponentləri çəvirə insülyasiyası, bolt insülyasiyası və ya bağlayıcı plaka insülyasiyasını əhatə edir.

Niyə çekirdekə qround bağlantısı verilməlidir?
Normal iş rejimində, transformatorun çekirdeğinin bir və yalnız bir etibarlı qround nöqtəsi olmalıdır. Qround bağlantısızlığı halında, çekirdek və qround arasında uçuş potensialı yaranır, bu da periyodik aralıqlarla çekirdek və qround arasından parçalanma salamlığını nəticələndirir. Tək nöqtədən qround bağlantısı verilərsə, uçur potensialının olması imkanı ortadan qaldırılır. 

Amma, əgər çekirdek iki və ya daha çox nöqtədən qrounda qoşulsaydı, çekirdek hissələri arasındakı təsadüfi potensialların fərqlilikləri, qround nöqtələri arasındakı dairəvi cərəyanlara səbəb olardı, bu da çox nöqtəli qround səhvlərinə və lokal isidməyə gətirirdi. Belə qground səhvləri, ciddi lokal temperatur artımı nəticələndirə bilər, bu da himayəvi tripləməni aktivləşdirməyə səbəb ola bilər. Xırda hallarda, çekirdekdəki eriyen nöqtələr plakalar arasına qısa kontakt yaradır, bu da çekirdek zərürətlərini ciddi şəkildə artırır və transformatorun işləməsini və performansını ciddi şəkildə təsirləyir—bəzən silis demiri plakaların təmir üçün dəyişdirilməsinə ehtiyac duyulur. Bu səbəbdən, transformatorlar bir və tamamilə bir qround nöqtəsinə malik olmalıdır.

5.Temperatur Kонтрол Sistemi

Kuru transformatorun təhlükəsiz işləyişi və xidmət müddəti, sarımışların insülyasiyasının təhlükəsizliyi və etibarlılığına asılıdır. Sarımış temperaturu insülyasiyanın termal dayanıklılıq limitini aşarsa, insülyasiya zədələnəcək—bu, transformatorun işləməsindəki əsas problemlərdən biridir. Buna görə, işləmə temperaturunu izləmək, alarm və tripləmə kontrollerini tətbiq etmək, son derecə vacibdir.

(1) Avtomatik fan idarəetməsi: Temperatur signalı, alçaq qəsdəki sarımışın ən istənmiş hissəsində yerləşdirilmiş Pt100 direksiyalı temperatur detektörleri tərəfindən ölçülür. Transformator yükünün artırılması və işləmə temperaturunun yüksəldikcə, sarımış temperaturu 110°C-dən çox olarsa, sistem avtomatik olaraq soğutma fanlarını başlatır və temperatur 90°C-ə endikdikdə durdurur.

(2) Yüksək temperatur alarmı və aşırı temperatur tripləməsi: Sarımışlar və ya çekirdektən gələn temperatur signalı, alçaq qəsdəki sarımışın içində yerləşdirilmiş PTC nonlineer termistorlar tərəfindən toplanır. Əgər sarımış temperaturu davam edib yüksəlirsə və 155°C-ə çatdıqda, sistem aşırı temperatur alarm sinyalı verir. Əgər temperatur daha da 170°C-ə qaldırsa, transformator artıq təhlükəsiz işləyə bilməyəcək və aşırı temperatur tripləmə sinyalı ikinci himayə sisteminə göndərilir.

(3) Temperatur göstərici sistemi: Temperatur dəyərləri, alçaq qəsdəki sarımışın içində yerləşdirilmiş Pt100 termistorlar tərəfindən ölçülür və hər bir faz sarımışının temperaturunu (üç fazlı izlənmə, maksimum dəyərin göstərilməsi və tarixi maksimum temperaturun qeydi) doğrudan göstərir. Sistem, ən yüksək temperatur üçün 4–20 mA analog sinyal verir. Əgər kompüterə uzaktan (1200 metrə qədər) göndərmə lazımdırsa, kompüter interfeysi və bir transmetor təmin edilə bilər, bu da bir dəfəyə 31 transformatorun izlənilməsinə imkan verir. Pt100 termistor sinyali, aşırı temperatur alarm və tripləmələrini də aktivləşdirməklə, temperatur himayə sisteminin etibarlılığını artırır.

6. Kuru Transformatorların Korpusu

İşləmə mühitinin xüsusiyyətlərinə və himayə tələblərinə əsasən, kuru transformatorlar fərqli növ korpuslarla təchiz edilə bilər. Əksər hallarda, IP20 standartlarına uyğun korpus seçilir, bu korpus, diametri 12 mm-dən böyük qatıq qabiq nesnələrin və siçan, illik, pişik və qaçqan kimi kiçik heyvanların transformatora girə bilməsinə mane olur, bu da qısa kontakt və elektrik cəlbini qarışdıran ciddi səhvlərə səbəb olmur, həmçinin canlı hissələr üçün təhlükəsizlik barierini təmin edir.

Əgər transformator xaricə quraşdırılmalıdırsa, IP23 standartlarına uyğun korpus istifadə edilə bilər. IP20 korpusun təmin etdiyi himayaya əlavə, bu korpus, dikeyə qarşı 60°-dən az açı ilə düşən su damçıklarından koruma təmin edir. Amma, IP23 korpusu, transformatorun soğutma qabiliyyətini azaldır, buna görə, bu növ korpusu seçərkən, onun işləmə kapasitesinin uyğun şəkildə azaldılması ehtiyacı dikkat edilməlidir.

7. Quruş növü transformatordan soyutma üsulları

Quruş növü transformatorlar iki soyutma üssü tətbiq edir: müstəqil hava soyutması (AN) və məcburi hava soyutması (AF).

Müstəqil hava soyutması altında, transformator uzun müddətdən ötürə nominal kapasitəsi ilə davamlı olaraq işləyə bilər.

Məcburi hava soyutması altında, transformatorun verilən kapasitəsi 50%-də artırılabilir, bu da periyodik yükləmələr vəziyyətində və ya acil yükün artğı hallarında uyğun olur. Amma, yükün artığı zaman, yük zərərləri və impedans voltajı ciddi dərəcədə artır, bu da ekonomik olmayan işləməyə səbəb olur; buna görə, uzun müddətlərinin davamlı yükün artığına yol açmaması lazımdır.

8. Quruş növü transformatorları üçün testlər

• Birləşmələrin DC direktsiyasının ölçülənməsi:
  İçərisindəki kəmərlərin qalınq kalitesini, tap deyişənlərinin və lidiyaların kontakt halını, fəsil direktsiyalarının mübarizəsini yoxlayır. Ümumiyyətlə, xətt-xətt direktsiyası arasında mübarizə 2% -dən çox olmamalıdır, fəsil-fəsil mübarizə 4% -dən çox olmamalıdır. Eksessiv DC direktsiyası mübarizəsi üç fəsil arasında dövrəvi akım yaradacaq, bu da dövrəvi akım zərərlərini artıracaq və transformatorun istifadəsində istenmədi effektlərə səbəb olacaq.

• Bütün tap pozisiyalarında voltaj nisbətinin yoxlanması:
  Dövrlərin sayı düzgün olub-olmadığını və bütün tap bağlantılarının düzgün qurulduğunu doğrulayır. Yükdən 1000 V tətbiq etdikdə (və onun müxtəlif taplarına), transformatorun aşağı voltaj tərəfində təxminən 400 V verdiyini yoxlayın.

• Üç fəsil birləşmə qrupu və polardı yoxlamaq.

• Əsasın izolyasiya edilmiş tutucularının və əsasın özü olan izolyasiya direktsiyasının ölçülənməsi.

• Birləşmələrin izolyasiya direktsiyasının ölçülənməsi:
  Yüksek voltaj, aşağı voltaj birləşmələri və zəmin arasındakı izolyasiya səviyyəsini qiymətləndirir. Adətən, 2500 V megohmmetr tətbiq olunur, və ölçülmüş izolyasiya direktsiyası (HV-LV, HV-zəmin, LV-zəmin) müəyyən standart dəyərlərdən yüksək olmalıdır.

• Birləşmələrin AC dayanıqlı voltaj testi:
  HV, LV və zəmin arasındakı asılı izolyasiya gücünü dielektrik gücü testlərindən keçirərək qiymətləndirir. Bu test, istehsal zamanı gətirilən yerləşdirilmiş defektleri aşkar etmək üçün qərarlıdır. Quruş növü transformatorlar üçün tipik test voltajları: 10 kV birləşməsi üçün 35 kV, 0.4 kV birləşməsi üçün 3 kV, hər biri 1 dəqiqə tətbiq olunur və arıqlanmamaq şərtlərində qəbul edilir.

• Transformatorun bütün tərəflərindəki avtomatların keçid və interloq testləri:
  Koruma releylərinin fəaliyyətinin etibarlılığını yoxlayır və keçid ehtiyacının tamam və defektli olmadığını təsdiqləyir.

9. İmpuls keçid (inrush) testi

(1) Boş transformatorun ayırılması zamanı, keçid voltajı baş verə bilər. Nötralın qərarlı olmayan və ya qərarlı olmayan qarşılıqlı qalxan silindir vasitəsilə zəmindən keçirilən enerji sistemlərində, voltajın miqdarı fəsil voltajının 4–4.5 dəfəsini çox ola bilər; nötralın direkt zəmindən keçirilən sistemlərində, fəsil voltajının 3 dəfəsinə çox ola bilər. Transformatorun izolyasiyanın tam voltajı və ya keçid voltajını dayandıra biləcəyini yoxlamaq üçün impuls testi tələb olunur.

(2) Boş transformatorun enerjiyə salınması, manyetik inrush akımı yaradır, bu da nominal akımdan 6–8 dəfə çox ola bilər. İnrush akımı ilk dəfə çox sürətlə azalır - adətən 0.5-1 saniyə içində nominal akımdan 0.25-0.5 dəfəyə azalır, amma tam azalma daha uzun vaxt ala bilər, böyük kapasitəli transformatorlar üçün desillərə qədər. İnrush akımı tərəfindən yaradılan böyük elektromaqnit kuvvetlər nəticəsində, impuls testi transformatorun mexaniki gücünü qiymətləndirmək və inrush akımının ilk azalma mərhələsində koruma releylərinin yanlış işləməsini qiymətləndirmək üçün yerinə yetirilir.
Ümumiyyətlə, yeni quraşdırılmış transformatorlar 5 impuls testi keçirir, yenidən təmir edilmiş transformatorlar isə 3 impuls testi keçirir.

10. Boş test

Boş testin məqsədi:

• Transformatorun boş zərər və boş akımını ölçmək;

• Əsasın layihələndirilməsi və istehsalının texniki spesifikasiyalara və standartlara uyğunluğunu yoxlamaq;

• Əsasdakı lokal istəkinə gəlmə və ya yaxşı olmayan lokal izolyasiya kimi defektləri aşkarlamaq.

Test zamanı, yüksək voltaj tərəfi açıq çevrildikdə, aşağı voltaj tərəfinə nominal voltaj tətbiq olunur. Boş zərər əsasən (demir) zərəridir.

Boş test vasitəsilə aşkar edilə bilən defektlər:

• Kremniyum demir laminatları arasındakı pis izolyasiya;

• Əsas laminatları arasındakı lokal qısa yollar və yandırma zərərləri;

• Əsas-keçid boltlarının, çələklərin, sıxışdırma plakalarının, üst yokesinin və s. izolyasyonunun çöküşü, qısa yolların yaradılması;

• Açıq, düzgün yerləşməyən kremniyum demir laminatları və ya maqnit zolaqda çox hava boşluğu;

• Əsasın çox-nöqtəli zəminləşməsi;

• Birləşmələrdəki və ya paralel şublarda olan dövrlərdəki qısa yollar, və ya paralel şublarda dövrlərin sayının bərabər olmamasından amper-dövr mübarizəsi;

• Yüksek zərərlə, aşağı keyfiyyətli kremniyum demir laminatlarının istifadəsi və ya layihə hesablamalarında səhvlər.

11.Qısa yolda test

Qısa məydan testi, qısa məydan zərərini və impedansı ölçür. Bu test, quraşdırma zamanı spiral strukturanın düzgünlüyünü yoxlamaq və spiralın yenidən quraşdırılmasından sonra əvvəlki test nəticlərinə nisbətən ciddi sapmaların olub olmadığını yoxlamaq üçün icra edilir.

Test enerji təminatı üçfazlı və ya birfazlı ola bilər, yüksək qəsdə uygulanır, o cümlədən aşağı qəsət qısa məydanlanır. Test zamanı, yüksək qəsdə ki amperaj rəsmi dəyərinə yüksəlib, aşağı qəsdə ki amperaj da rəsmi dəyərində qalır.

12.Sux tip transformatorların Anormal Vəziyyətlərinin İdarə Edilməsi

12.1 Anormal Transformator Səsləri

• Mekaniki səslər:

• Açığ olan qərböləklər;

• Transport və ya quraşdırma zamanı istifadəsi səbəbindən qərb ölkələrinin deformatsiyası;

• Qərb arasında qalğan obyektlər;

• Açığ olan vantilyator qərböləkləri və vantilyatorun içindəki qalğıntılar;

• Açığ olan qapaq qərböləkləri panelin titrəməsinə və səslərin formalaşmasına səbəb olur;

• Açığ olan aşağı voltajlı şina qərböləkləri və fleksibl bağlantıların olmaması, bu da titrəmə və səslərə səbəb olur.

• Çox yüksək giriş təminat voltajı aşırı təhrik və daha çox hommer səslərinə səbəb olur.

• Yüksek sıralı harmoniklərdən səslər: düzdürsüz müzakirə—səs həcmi dəyişir və ara sıra ortaya çıxır. Bu, əsasən harmoniklər yaradan təchizat (məsələn, elektrik furnusu, tiristordan rektifikator) tərəfindən təchizat və ya yük tərəfindən transformatora geri qayıdınca baş verir.

• Ətraf mühit faktorları: kiçik transformator otağına düz divarlar rezonans "speaker qutusu" effektini yaratır, bu da səsləri artırır.

12.2 Anormal Temperatur Göstəricisi

• Senzor temperatur göstərici modulunun arxasında yerləşən fiqura daxil olmayıb—xəta göstərici işıqları yanır;

• Senzor fiqurasındakı açıq bağlantı direnci artırır, bu da yanlış yüksək temperatur göstərməsinə səbəb olur;

• Bir fazda sonsuz temperatur göstərici platin direnç tellərində kəsik konturlu çevrilmənin olduğunu göstərir;

• Bir fazda abnalı yüksək göstərici platin dirençnin yarı kəsik (ara-arada) vəziyyətdə olduğuna işarədir.

Transformator elektromaqnet induksiyası əsasında fəaliyyət görür. Transformatorun əsas komponentləri spiral və qərbdir. İşləmə zamanı, spirallar elektrik akımının yolunu təmin edir, qərb isə maqnit potansialın yoludur. Elektrik enerjisi primar spiralın içində girdiləndikdə, dəyişən akım qərbə dəyişən maqnit sazını yaratır (yəni, elektrik enerjisi maqnit enerjiyə çevrilir). Maqnit birləşmə (potansial birləşmə) səbəbindən, ikinci spiral aracılıqla keçən maqnit potansial daim dəyişir, bu da ikinci spiralda elektromotiv kuvveti (EMK) yaratır. Xarici kretschetə birləşdirildikdə, elektrik enerjisi yükə çatdırılır (yəni, maqnit enerji yenidən elektrik enerjiyə çevrilir). Bu "elektrik–maqnit–elektrik" çevrilmə prosesi, elektromaqnet induksiyası əsasında realizasiya olunur, və bu enerji çevrilməsi transformatorun işləmə prinsipi ilə təyin olunur.