SCB eta SGB txukuneko transformadoreak azaldu

1. Sarrera

Transformagailua elektromagnetikoa induzioaren printzipioan oinarrituta dago. Transformagailuaren osagai nagusiak dira bobinak eta nukleoia. Lan egitean, bobinak elektrizitate-arginduaren bide izaten dira, nukleoia aldiz magnetismo-fluxuaren bide. Elektrizitate-energia primario-bobinara sartzen denean, argi alteratzaileak nukleoiaren barruan (hau da, elektrizitate-energia magnetismo-indukzio-energian bihurtzen da) alteratzen den indar magnetiko bat sortzen du. Magnetismo-fluxua (fluxu-lotura) segundario-bobina traspasatzen doanean, horrek EMF (electromotive force) bat eragingo du segundario-bobinan. Kanpo-zirkuitu bat konexioan jartzen denean, elektrizitate-energia kargara eramateko (hau da, magnetismo-energia elektrizitate-energian bihurtzen da). "Elektrizitate-magnetismo-elektrizitate" bihurketaren prozesu hau elektromagnetikoa induzioaren printzipioan oinarrituta gertatzen da, eta energia-honako prozesu hau transformagailuaren lan-printzipioa osatzen du.

U1N2 = U2N1

U1: Tentsio primarioa；N1: Primario-bobinen biraka；U2: Tentsio segundarioa；N2: Segundario-bobinen biraka

Txinako estandarraren GB 1094.16 arabera, transformagailu-sekoia transformagailu bat da, nukleoia eta bobinak isolamendu likidoan ez daudela. Bere isolamendu eta eskuineko media airea da. Zabal-menetan, transformagailu-sekoiek bi mota nagusitara banatu daitezke: enkapsulatua eta ireki-bobinatua.

• "SC(B)" mota epoxy-resina kolpeko transformagailu sekoia da (modeloko designazioan "B" letra, bobinak kobreko folioetatik egin direla adierazten du; "SG(B)"-n "B" letrarekin ere berdintasuna). Tentsio-altuaren bobina epoxy resina osoz enkapsulatua dago, tentsio-baxuko bobina ordea ez da epoxy resinarekin kolpetatzen—baina amaitzeko birak bakarrik (tentsio-baxuko aldeak korronte handiagoa ditu, eta kolpe osoa kalteak egingo lituzke eskuinetarako). Orain egun, SC(B)-mota transformagailu-sekoiek merkatuko produktu nagusiak dira, eta artikulu honetan adibide bezala hartzen dira. Askok F klaseko isolamendua dute, gutxi batzuek H klasekoa.

• "SG(B)" mota DuPont (AEB) NOMEX isolamendu-paperra erabiltzen duen bobinaren arteko isolamendurako. Tentsio-baxuko bobina kobreko folioetatik egin da, eta tentsio-altu eta tentsio-baxuko bobinak VPI (Vacuum Pressure Impregnation) isolamendu-tratamenduari pasatzen zaizkie. Goizean epoxy isolamendu-varnis bat jarri dute. SG(B)-mota transformagailu-sekoiek askok H klaseko isolamendua dute, gutxi batzuek C klasekoa.

• Transformagailu-sekoien beste mota bat dago, "SCR(B)" bezala designatua, enkapsulatua da, baina epoxy resinarekin kolpetatu gabe. Frantziako teknologiaren oinarrian, NOMEX paperarekin eta silikon gelarekin kolpetatua dago. Produktu honek merkatuko eskaintza oso murriztua du. SCR(B)-mota transformagailu-sekoiek guztiak H klaseko isolamendua dute.

2 Transformagailu-sekoien Aukerak

• Seguruak, sufladura-kontsumitzaileak, sukalde-kontsumitzaileak, explosionsgarrantzitsuak, kontaminazio-gabekoak eta zuzenean kargaren erdigunean instal daitezke;

• Ez dute mantentze beharrik, kostu operatibo orokorre txikiak dituzte;

• Ur-hondarren aurka defentsa ona—100% igortasunean normalki lan egin dezake eta itzaldu ostean aurre-besarketa gabe energiatik berriztop daitezke;

• Pertsonalizazio txikiak, pertsonalizazio partzial txikiak, sorama txikiak, eskuinetarako lotura ona eta arrakasta egiten du 150% tentsio-txertatutako karga forzatua eskuinetarako balio duen kasuan;

• Temperatura osoa babesteko eta kontrolatzeko sistema bat du, segurtasunezko lana egiteko fiableko ziurtasuna ematen du;

• Tamaina txikiak, pisua txikiak, espazio txikiak eta instalazio-kostu txikiak.

3.Transformagailu-sekoien Arrazoitzat Hartzen Diren Aukerak

• Kapasitate bereko eta tentsio-klase bereko transformagailu-sekoiek transformagailu-oliak baino goratuagoak dira;

• Tentsio-klase murriztua—normalean 35 kVra arte, azken batean 110 kVra iritsiko duten modelu gutxi batzuk;

• Erabili ohi dira barruan; kanpoan erabiliz, IP gradua altua duen babesa beharrezkoa da;

• Resina kolpeko bobinak, zauritu baldin badira, gehienetan betiko desegoki egin behar dira, errepasatzea oso zaila baita.

4. Transformagailu-sekoien Egoera

4.1 Bobinak
(1) Geruza-bobinak: Plano edo biribil-biribilak pilatuz eta helizko moduan birinduz gero, geruza anitz sortzen dira. Geruzen artean isolamendua edo eskuineko kanalak jarriko dira. Bobina moldatuan eta kolpe-espezialistekin kolpetatzen da vakumotan. Prozesua: helizko birinak → moldatuan sartu → kolpe vakumotan.

(2) Folio-bobinak: Biribil ohiturik eta zabala birinduz gero, geruza bakoitzeko birika bat. Geruza arteko isolamendua ere birika arteko isolamendua dela. Folio-bobinak axialeko eskuineko kanalak erabiltzen dituzte: birindu bitartean, zehaztutako birika kokapenean taula bat sartzen da eta ondoren kendu egiten da axialeko aire-kanalak formatzeko. Bobin maquinan birindu ondoren, koila bakarrik beharrezkoa da kolpe eta kuratzea—moldatu edo kolpe falta da.

Zergatik dago altu-tentsioaren bobinak kanpoaldean eta baxu-tentsioaren bobinak barnealdean?
Bobinak baxu-tentsioaren aldetan funtzionatzen du tentsio baxuan eta isolamendu txikiagorako espazio behar duenez, horixe zaharkitu arteko distantzia murrizten da, hala erantzien transformadorearen tamaina eta kostua. Gainera, altu-tentsioaren bobinak adierazle konekzioak ditu; kanpoaldean jartzeak operazioa erraztu eta segurago egiten du.

4.2 Nukleoia

• Silizio arrazoi askoren laminazioak insulatutako barnizarekin osatzen dira;

• Nukleoia sakelaldiak eta sakelaldi-silinduak sakelarazi egiten dute;

• Goiko eta azpiko sakelaldiak nukleoia eta bobinak sakelarazi egiten dituzte sarrerak edo plaka elkarrekin;

• Nukleoaren insulamendu osagaiak sakelaldi-insulamendua, silindu-insulamendua edo plaka-insulamendua dira.

Zergatik beharrezkoa da nukleoia lortzea?
Erabilpen normalan, transformadorearen nukleoian puntu bakar eta zuzen bat soilik izan behar du. Ez dutenean, nukleoaren eta lortzeko artean tensio flotagarri sortuko litzateke, hala erantzien nukleoetik lortzeraino desintegratzeko emisio intermitenteak sortuko litzaizkizu. Puntu bakarrean lortzeak tensio flotagarriari buruzko aukera kendu egiten dio. 

Baina, bi edo gehiagoko puntuetan lortzen bada, nukleoaren atalen artean potentzial desberdinek kurrente zirkularrak sortuko dituzte puntu-lortzeen artean, hala erantzien lortze-faltak anitz eta kalorerako gorabehera lokala sortzen dira. Faltak hauen lortzeak kalorerako gorabehera lokala handia sortzen dute, hala erantzien babesa aktibatzea agertzen da. Kasu extremean, nukleoko puntuetan ezabatuta dagoen materiala laminazioen artean iturri laburra sortzen du, hala erantzien nukleoko galduak handitzen dira eta transformadorearen prestazioak eta erabilpena oso eragin egiten ditu—baita ere laminazioen ordezkaritza beharrezkoa izan daiteke. Beraz, transformadoreek ez dute izan behar lortze-puntu anitz; puntu bakar eta zuzen bat soilik onartzen da.

5. Tenperatura-kontrol sistema

Transformadore sekula eta seguruak erabilpena eta bizitza luzea bobin-en isolamenduaren segurtasuna eta fiabletasunarekin lotuta dago. Bobinaren tenperatura isolamenduaren tenperatura maximoa gainditzen badu, isolamendua zaurituko da—hau transformadorearen faltsuen arrazoi nagusi bat da. Beraz, tenperatura erabilpenaren monitorizatzea eta alarma eta babesa aktibatzea oso garrantzitsuak dira.

(1) Zehazki kontrollatzea: Pt100 resistentzia tenperatura detektoreak bobin baxuaren tenperatura handiena kokatzen dira. Transformadorearen karga handitzen doanean eta tenperatura erabilpena goratzen doanean, sistema automatikoki hasiko ditu freskadoreak bobinaren tenperatura 110°C hartzen duenean, eta geldituko ditu 90°C itzultzen direnean.

(2) Tenperatura-altua alarma eta babesa aktibatzea: Bobin edo nukleoaren tenperatura senaletasunak PTC ez-linearrak bobin baxuan kokatzen dira. Bobinaren tenperatura jarraituz goratzen badu eta 155°C hartzen duenean, sistema alarma tenperatura-altua ematen du. Tenperatura gehiago goratzen badu 170°C arte, transformadorea ezin da erabili seguruan, eta tenperatura-altua babesa aktibatzea beharrezkoa da bigarren babesa sisteman bidali.

(3) Tenperatura erakustea: Tenperatura balioak Pt100 termistorrek bobin baxuan neurtzen dituzte eta tenperatura bobinaren fase bakoitzaren (fase hiru monitorizatzeko, balio handiena erakusteko, eta tenperatura historikoa goi gehien erregistratzeko). Sistema 4–20 mA analogikoa ematen du tenperatura handienarentzat. Hurbiltasuna ordenagailura beharrezkoa bada (1200 metro-etik), interfaze ordenagailu eta transmiteri bat gehitzea posible da, hala erantzien 31 transformadoreko monitorizatzea garrantzitsua. Pt100 termistorren senaletasuna alarma eta babesa aktibatzea ere aktibatzen ditu, hala erantzien tenperatura-babesa sisteman fiabletasuna gehitzen du.

6. Transformadore sekularen korpusa

Erabilpenaren ingurunearen ezaugarrietan eta babestu beharreko eskaintzen arabera, transformadore sekulak korpus desberdinak eduki ditzake. Arrunta IP20 graduko korpusa hautatzea da, hala erantzien objektu solido estrangeo handiagoak 12 mm diametroa eta animal txikiak, hala nola ardiak, madariak, katuak eta hodeiak ezin dituzte sartu transformadorean, hala erantzien faltsu serioak, hala nola iturri laburrak eta energia itzalak saihestu eta zati aktibo elektrikoentzako barruko esteka ematen du.

Transformadorea kanpo instalatzea beharrezkoa bada, IP23 graduko korpusa erabil daiteke. IP20 babestuarekin, urtziak 60° angeluaren neurrian bertikalaren ardatzetik erortzen direnak saihestu ditu. Baina, IP23 korpusak transformadorearen freskakotasuna murrizten du, beraz, korpus hau aukeratzean bere erabilpenaren kapazitatea deratzea beharrezkoa da.

7. Euskal Trasformatu Arruntak Dituzten Izenahaldi Moduak

Euskal trasformatu arruntak bi izenahaldi modu ditu: aireko naturala (AN) eta aireko erdigarria (AF).

Aireko izenahaldi naturalan, trasformatua bere kapasitate osoan luze iturriko da.

Aireko izenahaldi erdigarrian, trasformatuaren irteera kapasitatea 50% gehitzen da, hau da, oso ondo dago ahulduko kargagatik edo arraro baten kargagatik. Baina, ahulduko kargagatik, kargako galderak eta indarrerako tensioa handitzen dira askotan, horrek ekonomiko ez den funtzionamendua ematen du; beraz, luze iturriko ahulduko kargagatik saihestu behar da.

8. Euskal Trasformatu Arrunten Probak

• Bobinak dituen DC erresistentziaren neurketa:
  Egiaztatzen du barne konduktoreen sasibiladarekin, aldaketarako kontaktuaren egoerarekin eta faseen erresistentzien aldatasuna. Oro har, lerro arteko erresistentziaren aldatasuna 2% baino handiagoa ez izatea derrigorrezkoa da, eta fase arteko aldatasuna 4% baino handiagoa ez izatea derrigorrezkoa da. DC erresistentziaren aldatasuna handia denean, hiru phasetan zirkulazioeko korronteak sortzen dira, zirkulazioeko korronteen galdera handitzen da eta trasformatuak sose egin dezake.

• Probak egin egonkorretako tenorio maila guztietan:
  Egiaztatzen du biribiltzaile kopurua zuzena den eta egonkorretako elkarketa guztiak zuzen egiten diren. 1000 V aplikatzen dutenean tenorio altuan (eta bere egonkorretan), egiaztatu behar da trasformatuak 400 V inguru ematen duen tenorio baxuan.

• Egiaztatu hiru phasetako bobinen elkarketa taldea eta polaritatea.

• Neurri insulazio erresistentzia batugabe isolatutako fijatzaileei eta batugabera.

• Neurri bobinen insulazio erresistentzia:
  Baliokidura insulazio maila neurtzen du tenorio altuan, tenorio baxuan eta lurra artean. Oro har, 2500 V megohmetroa erabiltzen da, eta neurtutako insulazio erresistentziaren balioak (TH–TB, TH–lurra, TB–lurra) gainditu behar dituzte zehaztutako estandar balioak.

• Bobinen AC tarteko tentsio probak:
  Dielektrikoki probatzen du tenorio altuan, tenorio baxuan eta lurra arteko insulazio nagusiaren indarra. Hau proba erabili ohi da fabrikatzeko orduan sartutako defektu lokalen detektatzeko. Euskal trasformatu arruntentzat, proba tentsio osoa hau da: 10 kV bobina 35 kV, 0.4 kV bobina 3 kV, minuto bat aplikatuta, desbideratugabe hartu behar da ondo egiteko.

• Trasformatuaren alde guztietako iturbideki probak eta blokeo probak:
  Egiaztatzen du babestu-relayen funtzionamenduaren fiabletasuna eta iturbideki gailuak osorik eta defekturik gabe direla.

9. Impulsu Aldaketarako Proba (Inrush)

(1) Trasformatu ahulduko bat deskonektatzean, iturbideko tentsio handiak sortzen daitezke. Tentsio neutroa ez dagoen sistema edo tentsio neutroa arkubideko koila bidez konektatuta dagoen sistema, iturbideko tentsio handiak faseko tentsioaren 4–4.5 aldiz izan daitezke; tentsio neutroa zuzen konektatuta dagoen sistema, 3 aldiz izan daitezke. Egiaztatzeko trasformatuaren insulazioa tentsio osoa edo iturbideko tentsio handiak suporta dezakeen, impulsu proba egitea derrigorrezkoa da.

(2) Trasformatu ahulduko bat aktibatzean magnetizatze inrush korrontea sortzen da, hau izan daiteke 6–8 aldiz rated korrontea. Inrush korrontea hasieran azkar murrizten da—normalean 0.25–0.5 aldiz rated korrontea 0.5–1 segundo barruan—baina oso murriztea askoz gehiago irauten da, hainbat kapazitate handiko trasformaturako sekundu askotan. Inrush korrontea sortzen duen indar elektromagnetiko handiagatik, impulsu proba egiten da trasformatuaren indar mekanikoa ebaluatzeko eta babestu-relayekin arazoak izan dezaketen inrush korrontea murrizteko aurreko fasean.
Oro har, instalatutako trasformatu berrietan 5 impulsu proba egiten dira, eta berregintzen ari diren trasformaturako 3 impulsu proba egiten dira.

10. Ahulduko Probak

Ahulduko proben helburua:

• Neurtzeko trasformatuaren ahulduko galderak eta ahulduko korrontea;

• Egiaztatzeko batugabearen diseinua eta fabrikazioa teknikarien estandar eta zehaztapenak betetzen dituen;

• Detektatzeko batugabearen arazoak, hala nola, kokapen baten sose egin edo kokapen baten insulazio txarra.

Proban, tenorio altuan irekita utzi eta tenorio baxuan rated tentsioa aplikatzen da. Ahulduko galdera nagusia batugabearen (hierroko) galdera da.

Ahulduko proben bidez detektatzeko arazoak hauek dira:

• Silizio errebolu laminatuen arteko insulazio txarra;

• Batugabearen laminatu arteko kokapen baten saskia edo suntsitu egin;

• Batugabea tranzituko bolteen, erraldoi beltzaileen, presio-eremuen, goi yokeen, etab. insulazio hutsegitea, kokapen saskia sortzen duena;

• Silizio errebolu laminatuak aske, desplazatuta edo magnetiko bidean aireko tarte handiak;

• Batugabearen puntu anitzeko konektatzea;

• Bobinen arteko kokapen saskia edo paraleloko adarretako biribiltzaile desberdintasuna, amper-tensio desberdintasuna sortzen duena;

• Galdera handiak dituzten silizio errebolu laminatu ezegokiak edo diseinuaren kalkuluak okerra izatea.

11. Kokapen Saskia Proba

Erantzun laburra eta zurtzaren proba oso neurriak dira zurtzaren galera eta impedimentua. Proba hau exekutatzen da hasieratzean bornatu egitura zuzena dela, eta bornen ordezkaritze ondoren, saihestu aurreko emaitzetatik desbideratzen diren aldaketak.

Proba honek tresna bat egin dezake, hiru faseko edo fase bakarreko, aplikatuta erresistentzia altuaren aldean, erresistentzia baxuko aldea zurtzatuta. Probaren artean, erresistentzia altuaren aldeko indarra goratzen da bere balio kalkulatuan, eta erresistentzia baxuko aldeko indarra kontrolatzen da, balio kalkulatuan mantendu ahal izateko.

12.Errezentzia arraroaren kondizioak tratatzeko transformadore sekula

12.1 Errezentzia arraroa transformadorean

• Errezentzia mekanikoa honen ondorioz:

• Boltak mugitu gabe;

• Eskualdeko angeluen deformazioa transportu edo instalazioan ezin bezala tratatzeagatik;

• Objektu estrangeok eskualdeko zati batzuetan;

• Zerrenda mugitu gabe edo objektu estrangeok zerrendaren barruan;

• Kuntsera mugitu gabe boltak panelaren biribiltasuna eta errezentzia sortzen ditu;

• Erresistentzia baxuko busbarren mugitu gabe boltak edo konektore elikagarriak falta direnean, biribiltasuna eta errezentzia sortzen ditu.

• Sarrera osagarriaren tensioa oso altua denean, sobrerremangarriak eta errezentzia handiagoa sortzen ditu.

• Errezentzia harmoniko orden altuetatik: patroia errazgarriak—balioan aldatzen da eta intermitente moduan ukitzen du. Osasmen harmonikoak (adb., hornitzaile elektrikoak, retifikadore thyristor) sarrerako edo kargatik, harmonikoak transformadorean itzultzen dituzte.

• Ingurumen faktoreak: erdi txiki bat zeinu lisuak "box" resonante bat sortzen du, errezentzia ulertzeko handiagoa.

12.2 Temperatura erakuspen arraroa

• Sensorrak ez da sartu temperatura erakuslearen atzeko kolpean—defektuaren luzapena iluminatzen da;

• Konexio mugitu gabe sensor plugan resistentsia handiagoa sortzen du, balio altu faltsuak;

• Fase baten irakurketa infinitua platinum wirean zirkuito ireki bat adierazten du;

• Irakurketa altu bat fase batean platinum resistorrek egoera hutsa (intermitentea) duk.

Transformadore bat elektromagnetiko induzioaren printzipioan oinarritzen da. Transformadorearen osagai nagusiak bornak eta eskualdea dira. Lan egitean, bornak indarraren bide gisa zehazten dira, eskualdea magnetiko fluxuen bide gisa. Indarra elektrikoa sarrerako bornetara eman denean, corri alternoak eskualdean (hau da, energia elektrikoa bihotza magnetiko bihotza bihotza). Magnetiko fluxuen lotura (flux linkage) delako, fluxuak pasatzen jarraituz, born sekundarioan electromotive force (EMF) eragingo du. Kanpo zirkuitu bat konektatzean, energia elektrikoa kargara bidaltzen da (hau da, bihotza magnetiko energia elektrikora biotzeko). "Elektrizitatea–magnetismoa–elektrizitatea" biotzeko prozesu hau elektromagnetiko induzioaren printzipioan oinarritzen da, eta energia biote hau transformadorearen funtzionamendua osatzen du.