SCB va SGB suvli transformatorlar tushuntirilgan

1. Kirish

Transformator elektromagnit induksiya printsipi asosida ishlaydi. Transformatorning asosiy komponentlari o'qchalar va yoddiruv hisoblanadi. Ishlash jarayonida o'qchalar elektr energiyasining yo'li bo'lib, yoddiruv esa magnit fluxus uchun yo'ldir. Elektr energiya birinchi o'qcha orqali kirita bilganida, almashtiriladigan tok yoddiruvda almashtiriladigan magnit maydonni yaratadi (ya'ni, elektr energiya magnit maydon energiyasiga aylantiriladi). Magnit bog'liqlik (fluxus bog'liqligi) tufayli, ikkinchi o'qchadan o'tkazilayotgan magnit fluxus doimiy o'zgarishi, shu orqali ikkinchi o'qchada elektr kuch potentsiali (EMF) hosil bo'ladi. Tashqi elektr tarmog'i ulanganida, elektr energiya yukka yetkaziladi (ya'ni, magnit maydon energiyasi qayta elektr energiyasiga aylantiriladi). Bu "elektr-magnit-elektr" aylanma jarayoni elektromagnit induksiya printsipiga asoslangan, va bu energiya aylanma jarayoni transformatorning ishlash printsibi hisoblanadi.

U1N2 = U2N1

U1: Birinchi o'qchaning voltaj; N1: Birinchi o'qchaning spirtlar soni; U2: Ikkinchi o'qchaning voltaj; N2: Ikkinchi o'qchaning spirtlar soni

Xitoy milliy standarti GB 1094.16 bo'lib, suyuqliksiz transformator - bu yoddiruv va o'qchalar isolatsiya suyuqlikga sovg'alanmagan transformator. Uning isolatsiya va sovutish vositasi havodir. Keng tarapdan gapirganda, suyuqliksiz transformatorlarni iki asosiy turga bo'lish mumkin: qoplangan va ochiq o'qchalilar.

• "SC(B)" turi epoksid malakali suyuqliksiz transformator (model belgisidagi "B" o'qchalarining mis guruhidan iboratligini bildiradi; "SG(B)" dagi "B" ham shu ma'noda). Yuqori voltajli o'qcha to'liq epoksid malakaga qoplangan, pastki voltajli o'qcha esa umumiyolcha to'liq epoksid malakaga qoplanmaydi—faqat oxirgi spirtlari epoksid malakaga qoplanadi (bu shundan sababki, pastki voltaj tomoni ko'proq tok taqdim etadi, to'liq qoplanish sovutishga salbiy ta'sir qiladi). Hozirgi paytda SC(B)-turidagi suyuqliksiz transformatorlar bozordagi asosiy mahsulotlar, va bu maqola ularni misolda tahlil qiladi. Ko'plik SC(B)-turidagi transformatorlarda F sinfli isolatsiya, qisqacha H sinf holatda.

• "SG(B)" turi DuPont (AQSH)ning NOMEX isolatsiya qog'ozidan foydalanib, o'qchalar orasidagi isolatsiya uchun mo'ljallangan ochiq o'qchalilar. Pastki voltajli o'qcha mis guruhidan iborat, yuqori va pastki voltajli o'qchalar VPI (vakuum bosimli sovutish) isolatsiya usuli orqali muammo emas. Yuqorida epoksid isolatsiya lak mazgallangan. Ko'plik SG(B)-turidagi suyuqliksiz transformatorlarda H sinfli isolatsiya, qisqacha C sinf holatda.

• Yana bitta suyuqliksiz transformator turi, "SCR(B)" deb belgilangan, bu qoplangan turi, lekin epoksid malakaga qoplanmagan. Bu NOMEX qog'oz va silikon gel asosida, Fransiyalik texnologiya asosida to'liq qoplangan. Bu mahsulot bozorda juda cheklangan talab mavjud. Barcha SCR(B)-turidagi suyuqliksiz transformatorlarda H sinfli isolatsiya.

2 Suyuqliksiz Transformatorlarining Afzalliklari

• Xavfsiz, yong'inchi, yong'inchilikka barqaror, patlatishga barqaror, moslashsizlikni tortmaydi, yuk markazida to'g'ridan-to'g'ri o'rnatish mumkin;

• Ehtiyot ishlar talab qilinmaydi, umumiy ishlab chiqarish xarajatlari past;

• A'lo nafaslanishga barqaror—100% nafaslanish darajasida normal ishlay oladi va o'chirilgandan keyin oldindan nafaslanishsiz qayta ishga tushirish mumkin;

• Past yo'qotmalar, past qismi tok, past ovshoq, kuchli sovutish, majburiy shamalg sovutish sharoitlarida reyting yukining 150% da ishlay oladi;

• To'liq temperaturaviy himoya va boshqarish tizimi, xavfsiz ishga tushirish uchun ishonchli kafolat beradi;

• Kichik hajm, og'irlik, kichik maydon, past o'rnatish xarajatlari.

3.Suyuqliksiz Transformatorlarining Kamchiliklari

• O'zaro teng kapasitet va voltaj reytinqi bo'lganda, suyuqliksiz transformatorlar suyuqlikga sovg'alanmagan transformatorlardan qimmatroq;

• Voltaj reytinqi cheklanadi—adalohinda 35 kV gacha, qisqacha 110 kV gacha;

• Umuman ichki qurilmalarda ishlatiladi; tashqi qurilmalarda foydalanilsa, yuqori IP reytinqiga ega himoya qutisi talab qilinadi;

• Malakali o'qchalar, agar zarar bolda, adalohinda butunlay buzilishi kerak, chunki ta'mirlash odatda murakkab.

4. Suyuqliksiz Transformatorlarining Tuzili

4.1 O'qchalar
(1) Qatlamli o'qcha: To'g'ri yoki aylanma konduktorlar joylashtirilib, spiral qilib qatlamga aylanadi. Qatamlar orasiga isolatsiya yoki havomillar qo'yiladi. O'qcha vakuumda formada va maxsus malakali uskunalarga qo'yiladi. Jarayon: spiral qatlamli o'qcha → forma ga joylashtiriladi → vakuumda malakalanadi.

(2) Folga o'qcha: Yengi, keng konduktorlar bilan o'qchalangan, har bir qatlamda bir spirt. Qatamlar orasidagi isolatsiya ham spirtlar orasidagi isolatsiya vazifasini bajaradi. Folga o'qchalar umuman axial havomillar ishlatiladi: o'qchalash jarayonida belgilangan spirt joylariga ajratma qatlamlar joylashtiriladi va keyin olib tashlanadi, shunda axial havomillar hosil bo'ladi. Folga o'qchalovchi mashinada o'qchalangandan keyin, spirtni faqat issitalish va malakalanish kerak—forma yoki malakalanish talab qilinmaydi.

Nega qanday qilib yuqori voltajli vinchka tashqi qatmanda, past voltajli vinchka esa ichki qatmanda joylashtiriladi?
Chunki past voltajli tomon kamroq voltajda ishlaydi va kichikroq izolyatsiya masofasiga ehtiyoj duymaydi, uni tergacha yaqin joylashtirish vinchkani terga bilan orasidagi masofani kamaytiradi, shuning uchun transformatorning umumiy hajmi va narxi arzonlashadi. Qo'shimcha, yuqori voltajli vinchkalarda adashik bo'lgan ulanishlar mavjud; uni tashqarida joylashtirish ishni oson va xavfsizroq qiladi.

4.2 Terga

• Terga silitsium liyog' bilan qoplangan bir nechta plastinalar orqali quriladi;

• Terga asosan sig'latish ramkalar va sig'latish pultaklari yordamida sig'lantiriladi;

• Yuqori va past sig'latish ramkalari tergani va vinchkani sig'latish pultaklari yoki sig'latish plastklari orqali sig'latadi;

• Terga izolyatsiya komponentlari ramka izolyatsiyasi, pultak izolyatsiyasi yoki sig'latish plastak izolyatsiyasi hisoblanadi.

Nega terga zamin qilinishi kerak?
Normal ishlash jarayonida, transformator tergasi faqat bitta va aniq bitta etiborli zamin nuqtasi bo'lishi kerak. Zamin qilinmasa, terga va zamin orasida suzuvchi voltaj paydo bo'lib, tergadan zamina ga qadar sezgirish zarabotlari hosil bo'lishi mumkin. Tergani bitta nuqtaga zamin qilish suzuvchi potentsial imkoniyatini bekor qiladi. 

Aks holda, agar terga ikkita yoki undan ko'proq nuqtalarda zamin qilinsa, terga bo'lgan qismlar orasida teng emas potentsiallar chet elma-tortish vazifasini bajaradi, bu esa bir nechta zamin nuqtalari orasida aylanma aramlarni hosil qiladi, shuning uchun bir nechta zamin nuqtalari orasida xato va lokal ishlov berishga olib keladi. Bu tarzda terga zamin xatolari katta miqdorda lokal ishlov berishga olib keli oladi, bu esa himoya qilishni yoqishiga sabab bo'lishi mumkin. Eng yomon holatlarda, tergada eritilgan joylar paydo bo'lib, plastinalar orasida qisqa ulanish hosil bo'lib, tergadagi zararlar ortib boradi va transformatorning ishlash va performansiga katta ta'sir qiladi—ko'pincha, silitsium liyog' plastinalarini almashtirish talab qilinadi. Shuning uchun, transformatorlarda bir nechta zamin nuqtalari bo'lishi mumkin emas; faqat bitta va aniq bitta zamin nuqtasi ruxsat etiladi.

5. Temperatura nazorat tizimi

Suyuqliksiz transformatorning xavfsiz ishlash va ish muddati, vinchka izolyatsiyasining xavfsizligi va etiborlikka bog'liq. Agar vinchka temperaturasi izolyatsiyaga berilgan issiq tortish chegarasidan oshsa, izolyatsiya zarar ko'radi—bu transformatorning noto'g'ri ishlashining asosiy sabablari orasidagidir. Shuning uchun, ishlash temperaturasini nazorat qilish va alarm va o'chirish boshqaruvini amalga oshirish juda muhimdir.

(1) Axborotli fan boshqaruv: Temperatura signali past voltajli vinchka eng issiq qismida joylashtirilgan Pt100 omlik temperatura detektorlari orqali o'lchanadi. Transformator yuklanishi va ishlash temperaturasi oshishi bilan, sistem avtomatik ravishda vinchka temperaturasi 110°C ga yetganda sovutish fanningni yoqadi, va temperaturasi 90°C ga tushganda o'chiradi.

(2) Yuqori temperatura alarmi va over-temperature trip: Vinchka yoki tergadan olingan temperatura signallari past voltajli vinchka ichiga joylashtirilgan PTC non-linear termistorlardan olinadi. Agar vinchka temperaturasi davra-davra 155°C ga yetganda, sistem over-temperature alarm signalini chiqaradi. Agar temperaturasi 170°C ga yetganda, transformator xavfsiz ishlashi mumkin emas, va over-temperature trip signali ikkinchi himoya devorasiga yuborilishi kerak.

(3) Temperatura ko'rsatkich tizimi: Temperatura qiymatlari past voltajli vinchka ichiga joylashtirilgan Pt100 termistorlardan olingan va har bir fazaviy vinchka (uch fazalik nazorat, maksimal qiymat ko'rsatish va tarixiy eng yuqori temperatura yozuvlar) temperaturasi direkt ko'rsatiladi. Sistem eng yuqori temperaturaga 4–20 mA analog chiqishni taqdim etadi. Agar kompyuter tomonga (1200 metr gacha) uzaktan uzatish talab qilinadigan bo'lsa, kompyuter interfeysi va bir transmitter orqali, 31 transformatorni bir vaqtda nazorat qilish mumkin. Pt100 termistor signali over-temperature alarm va trip ni ham aktivlashtirishi mumkin, bu esa temperatura himoya tizimining etiborligini oshiradi.

6. Suyuqliksiz transformatorning qopqochi

Ishlash maydon sharoiti va himoya talablari qanday bo'lishiga qarab, suyuqliksiz transformatorlar turli qopqochlarga ega bo'lishi mumkin. Adashik, IP20 reytingdagi qopqoch tanlanadi, bu 12 mm diametrli yoki undan kattaroq qattiq jinsiy ob'ektlar va sir, ilon, mushuk, qush kabi hayvonlar transformatorga kirishini oldini oladi, bu esa qisqa ulanish va elektr energiyasini o'chirish kabi o'zroq muhim xatolarni oldini oladi, va zaryadli qismlar uchun xavfsizlik barqarorligini ta'minlaydi.

Agar transformator tashqarida o'rnatilishi lozim bo'lsa, IP23 reytingdagi qopqoch ishlatilishi mumkin. IP20 taqdim etgan himoyadan tashqari, u 60° gacha vertikalga nisbatan bosib yig'ilayotgan suv damchalarni oldini oladi. Amma IP23 qopqochi transformatorning sovuvtirish qobiliyatini pasaytiradi, shuning uchun ushbu turdagi qopqoch tanlanayotganda uning ish rejimini mos ravishda pasaytirishga e'tibor berish kerak.

7. Suxarli transformatorlar sovutish usullari

Suxarli transformatorlarda ikkita sovutish usuli ishlatiladi: tabiiy havoya sovutish (AN) va majburiy havoya sovutish (AF).

Tabiiy havoya sovutish shartida, transformator o'ziga belgilangan quvvatda uzoq muddat davom etib ishlay oladi.

Majburiy havoya sovutish shartida, transformatorning chiqaradigan quvvati 50% ga oshirilishi mumkin, bu esa aralash qiyin holatlarda yoki fuqarolik holatlarda qo'llanilishi uchun mos keladi. Ammokiy, qiyin holatda ishlashda yuk zararlar va impedans kuchotmasi ko'proq o'sadi, bu esa iqtisodiy emasligini tashkil etadi; shuning uchun, uzun muddatdagi qiyin holatda ishlashni oldini olish kerak.

8. Suxarli transformatorlar uchun sinovlar

• Bobinnalarning doimiy tok direksiyasi o'lchov:
  Tekshiradi ichki kablarning joylashish sifatini, bosqich o'zgartiruvchilarining bog'liqligini va fazalar orasidagi direksiya tengsizligini. Umuman, chiziqliyaroq direksiya tengsizligi 2% dan oshmasligi kerak, fazalararo tengsizlik 4% dan oshmasligi kerak. Ko'proq doimiy tok direksiya tengsizligi uch faza orasida aylanma toklarni tortishga sabab bo'lib, aylanma tok zararlarini oshiradi va transformatorning issiq qolishiga olib keladi.

• Barcha bosqich pozitsiyalarda voltaj nisbatini tekshirish:
  Tekshiradi avvolgi soni to'g'ri ekanligini va barcha bosqich ulanishlari to'g'ri bog'langanligini. Yuqori voltaj tomoniga 1000 V ta'minlanganda (va uning turli bosqichlari), tekshiradi transformator pas tomonida 400 V chiqaradiganligi.

• Uch fazali bobinnalar orasidagi guruh va polusini tekshirish.

• Markaz va markaz-insulatorli fastenerlarning izolyatsiya direksiyasini o'lchov.

• Bobinnalarning izolyatsiya direksiyasini o'lchov:
  Baholaydi yuqori voltaj, past voltaj bobinnalar va yer orasidagi izolyatsiya darajasini. Adashib, 2500 V megohmmmetr ishlatiladi, va o'lchangan izolyatsiya direksiya qiymatlari (YuV-PV, YuV-yer, PV-yer) belgilangan standart qiymatlardan oshishi kerak.

• Bobinnalar uchun AC dieliktik zorlikka sinov:
  Yuqori, past voltaj bobinnalar va yer orasidagi asosiy izolyatsiya kuchini baholaydi. Bu sinov, ishlab chiqarish jarayonida paydo bo'lgan joylashtirilgan kamchiliklarni aniqlashda qoidalidir. Suxarli transformatorlar uchun, obro'iy sinov voltajlari: 10 kV bobinnada 35 kV va 0.4 kV bobinnada 3 kV, har biri 1 daqiqada buzilmadan qoldirilsa, qabul qilinadi.

• Transformatorning barcha tomonidagi vositalar uchun o'zgarish va interlock sinovlari:
  Tekshiradi himoya relelari ishlanishini va tasdiqlaydi o'zgarish vositalarining to'g'ri va kamchiliklardan saff holatda ekanligini.

9. Impulsli o'zgarish (inrush) sinovi

(1) Bo'sh transformatorni ajratishda, o'zgarish overvoltage paydo bo'lishi mumkin. Neutrali yopilgan yoki ark-suppression spirti orqali neutrali yopilgan elektr energiyasi tizimlarda, overvoltage hajmi fazaga nisbatan 4–4.5 marta bo'lishi mumkin; to'g'ridan-to'g'ri yopilgan neutrali tizimlarda, bu 3 marta bo'lishi mumkin. Transformatorning izolyatsiyasining to'liq voltaj yoki o'zgarish overvoltagega tahdid topa oladiganini tekshirish uchun impulsli sinov talab etiladi.

(2) Bo'sh transformatorni energiya bilan ta'minlash, magnetlash inrush tokini hosil qiladi, bu to'g'ri tokdan 6–8 marta bo'lishi mumkin. Inrush tok tez o'sib boradi—adashib, 0.5–1 sekund ichida 0.25–0.5 marta to'g'ri tokka qondiriladi—ammo butun o'sish juda uzoq muddatda, katta quvvatli transformatorlarda desyatlarda sekundlar o'tishi mumkin. Inrush tok tomonidan yaratilgan katta elektromagnit kuchlari tufayli, impulsli sinov transformatorning mexanik kuchini baholash uchun amalga oshiriladi va inrush tokning boshlang'ich o'sish jarayonida himoya relelari noto'g'ri ishlashi ehtimoli barobarini baholaydi.
Umuman, yangi o'rnatilgan transformatorlar 5 ta impulsli sinovga o'tadi, yangilanirsa 3 ta impulsli sinovga o'tadi.

10. Bo'sh test

Bo'sh test maqsadi:

• Transformatorning bo'sh zararini va bo'sh tokini o'lchov;

• Markaz dizayn va ishlab chiqarishini texnik speksifikatsiyalar va standartlarga javob berishini tekshirish;

• Markazda local issiq qolish yoki yaxshi emas lokal izolyatsiya kabi kamchiliklarni aniqlash.

Test jarayonida, yuqori voltaj tomoni ochiq chetlanadi, va past voltaj tomoniga to'g'ri voltaj ta'minlanadi. Bo'sh zarar asosan markaz (demir) zararidir.

Bo'sh test orqali aniqlanadigan kamchiliklar:

• Silisium tilli laminatsiyalar orasidagi yomon izolyatsiya;

• Markaz laminatsiyalari orasidagi lokal short circuit yoki yonish;

• Markaz o'tkazgichlar, poyezd bandlar, clamp plates, ustki yokes va boshqalarining izolyatsiya xatosi, bu esa short circuit paydo bo'lishiga sabab bo'ladi;

• Silisium tilli plastlar ochiq, noto'g'ri joylashgan yoki magnit tarmog'idagi ko'proq havo farqlari;

• Markazning bir nechta nuqtalardagi yerkagichlari;

• Bobinnalar orasidagi turn yoki qavat short circuit, yoki parallel brancheda teng emas turnlar ampere-turn tengsizligini hosil qiladi;

• Yukli, past sifatli silisium tilli plastlar ishlatilishi yoki dizayn hisob-kitoblari xatosi.

11.Qisqa test

Qisqartma testi asosan qisqartma yo'qotilishini va impedansni o'lidi. Bu test ishga tushirishda va elektroprovodlarni almashtirgandan keyin avvalgi test natijalaridan ko'ra katta farqlar mavjudligini tekshirish uchun amalga oshiriladi.

Test quvvat manbasi uch fazali yoki bir fazali bo'lishi mumkin, bu manba yoqilgan tomonda ta'minlanadi, kam quvvatli tomon esa qisqartirilgan. Test jarayonida, yoqilgan tomondagi elektr toki uning reyting qiymatiga oshiriladi, kam quvvatli tomondagi elektr toki esa reyting toki sifatida saqlanadi.

12.Sux maydonli transformatorlarining anormal holatlarini boshqarish

12.1 Anormal transformator shovqini

• Mekhanik shovqin quyidagi sabablardan:

• Ezgu joylashgan markaziy bilaklar;

• Transportda yoki o'rnatish jarayonida noto'g'ri muomala qilishdan oqibat berilgan markazning uchlari deformatsiyasi;

• Markazning qismi orasida qo'shimcha ob'ektlar;

• Ezgu joylashgan fanning bilaklari yoki fanning ichidagi qo'shimcha qopqiq;

• Ezgu joylashgan korpus bilaklari panelni titretish va shovqin chiqarish;

• Ezgu joylashgan pas quvvatli busbar bilaklari yoki moslashuvchan ulanishlar yetarli emas, bu titrash va shovqin chiqarishga olib keladi.

• Judami katta kirish quvvati over-excitation va samaraliroq humming shovqin chiqarishga olib keladi.

• Yuqori tartibli garmoniklardan kelib chiqqan shovqin: namunalarga mos emas—hajmi o'zgaradi va aralash tarzda mavjud. Asosan garmonika yaratuvchi jihozlar (masalan, elektrli kurpacha, tiristorni to'g'ridaqtiruvchi) ta'minlov yoki yuk tomonidan garmonikani transformatorga qaytarish orqali paydo bo'ladi.

• Muhit faktorlari: yengil saroydagi ziddiy tortish "speaker box" effekti, seziladigan shovqinni oshiradi.

12.2 Anormal temperatur korsatmachi

• Sensor temperatur korsatmachi qurilmasining orqa tomonga joylashtirilmagan—xato belgilaydi;

• Sensor plug bilan bog'liqlik ezgili, bu rezistentni oshiradi, bu nafaqada yuqori temperatur korsatmalarini beradi;

• Bir fazadagi cheksiz temperatur korsatmachi platin rezistansting sensorda ochiq shema ekanligini ko'rsatadi;

• Bir fazadagi anormal yuqori korsatmalar platin rezistorning qisman buzilgan (intermittent) holatda ekanligini anglatadi.

Transformator elektromagnit induksiya printsipida ishlaydi. Transformatorning asosiy komponentlari provodlar va markazdir. Ish jarayonida, provodlar elektr tokining yo'lini tashkil etadi, markaz esa magnit fluxusning yo'lini tashkil etadi. Elektr energiyasi asosiy provodga kirita olindagina, alternativ tok markazda (elektr energiyasi magnit maydon energiyasiga aylanadi) alternativ magnit maydon yaratadi. Magnit bog'liqlik (flux linkage) orqali, ikkinchi provod orqali o'tkazilayotgan magnit fluxus doimiy o'zgarishi, shuning uchun ikkinchi provodda elektromotiv kuch (EMF) o'zgaradi. Tashqi sharoitlar bilan ulanganida, elektr energiyasi yukka yetkaziladi (magnit maydon energiyasi elektr energiyasiga aylanadi). Bu "elektr-magnetizm-elektr" konvertatsiya jarayoni elektromagnit induksiya printsipida asoslangan, va bu energiya konvertatsiya jarayoni transformatorning ishlash printsipi hisoblanadi.