Eenfase-transformator met hoë blikseminpulsbestendigheid

1 Inleiding

Om die veilige bedryf van spoorwee te verseker en die risiko van donderflitsbeskadiging aan spoorwegtelekombeheersisteme te verminder, het die skrywer 'n enkelvase reeks transformator met 'n relatief hoë impulsspanningstandvermoë, met die modelnommer D10 - 1.2 - 30/10, spesiaal navors en ontwerp. Hierdie transformator is toegerus met 'n olie-reservoir en maak gebruik van 'n volseelde struktuur (dit kan ook as 'n droë-struktuur ontwerp word naargereikte). Hierdie reeks transformators is 'n spesiale toestel vir spoorwegbeheersignalen en kan ook in kleinmaatstaflike kragverspreidingscenario's van industriële en landboukragnette toegepas word, wat 'n sekere mate van verskeidenheid het.

2 Analise van Donderflits en Sy Gevaarlikhede
2.1 Fisiese Kenmerke van Donderflits

Donderflits is in wees gereg een 'n nie-periodiese skokgolf. Die voorste deel van sy golf styg baie vinnig en daal dan langsaam. As gevolg van die uitermate groot stijgingssteilheid van die donderflitsgolf, kan dit baie ernstige skade aan elektriese toerusting veroorsaak.

2.2 Klassifikasie en Oorsake van Donderflits

Donderflits word hoofsaaklik in twee tipes verdeel: direkte donderflits en induseerde donderflits. Direkte donderflits is 'n vorm van donderflits wat direk op lyne of toerusting werk. Alhoewel die graad van skade wat dit veroorsaak uitermate groot is, is die werklike waarskynlikheid van voorkoms relatief laag; egter, die meeste donderflitsbeskadigingsongelukke word deur induseerde donderflits veroorsaak. Induseerde donderflits word verder onderverdeel in elektrostatische induseerde donderflits en elektromagnetiese induseerde donderflits: Elektrostatische induseerde donderflits word gegenereer deur die oorspanning wat deur die donderwolk-elektriestruis tussen die bo-lyne en die grond geïnduseer word; Elektromagnetiese induseerde donderflits word veroorsaak deur die oorspanning wat op die lyn verskyn as gevolg van die elektromagnetiese induksie-effek wanneer die donderwolk naby die lyn ontlad. Egter, sy invloedgraad is baie kleiner as dié van elektrostatische induseerde donderflits.

2.3 Uitbeelding van Donderflitsgevaarlikhede op Transformators

Tydens die werklike bedryfsproses kom ongelukke waarin transformators deur donderflits beskadig word, gereeld voor. So 'n ongelukke sal nie slegs skade aan die transformator self veroorsaak nie, maar ook skade aan sekondêre toerusting deur die golf-impak effek veroorsaak, wat lei tot 'n wyer bereik van fout-impakte.

2.4 Mekanisme van Transformatorbeskadiging deur Donderflitsgolwe

Die beskadiging van transformators deur donderflitsgolwe kom hoofsaaklik van twee faktore: Eerstens, die impulsspanningswaarde is baie hoog, wat 'n maksimum van 8 - 12 keer die fase-spanning bereik; Tweedens, die donderflitsgolf sal 'n hoë konsertrisie van die elektriese veld veroorsaak, wat die isolasievermoë van die transformator beskadig. Onder die werking van die skokgolf, kan die hoofisolasie van die transformator beskadig word. Dit is omdat die donderflitsgolf 'n hoë frekwensie en 'n steile golffront het, wat die potensiaalgradiënt by die begin van die windings tot die maksimumwaarde laat bereik, wat die longitudinale isolasie uitermate maklik om te breek.

2.5 Spanningsowerdra van Donderflitsgolwe in Transformatorwindings

Wanneer 'n donderflitsgolf op die primêre winding van 'n transformator werk, sal die spanning van die winding vinnig styg, wat ekwivalent is aan die toepassing van 'n hoë-spanning met 'n baie hoë frekwensie. In hierdie geval, sal 'n

oorspanning ook op die sekondêre kant geproduseer word. As gevolg van die bestaan van elektrostatiese kapasiteitskopplig en magnetiese veldkopplig tussen die primêre en sekondêre windings,

alhoewel die oorspanning wat op die sekondêre kant geproduseer word, verwant is aan die verhouding van die transformator, is dit nie 'n eenvoudige verhouding nie.

In sommige spesifieke situasies, kan hierdie oorspanning grootliks die isolasieniveaus van die sekondêre winding en die elektriese toerusting wat dit dra, oorskry, en uiteindelik lei tot skade aan die elektriese toerusting wat aan die sekondêre winding gekoppel is. Die oorspanning wat op die sekondêre winding werk, bestaan uit beide 'n elektrostatiese komponent en 'n elektromagnetiese komponent. Die elektromagnetiese komponent kan bereken word deur die formule me/n (in die formule, n is die verhouding, e is die spanning op die primêre kant, m is die kopplekoeffisiënt, en die benaderde waarde is 1).

Strooi-kapasiteite bestaan tussen 'n transformator se primêre-sekondêre windings en tussen windings en die grond. Wanneer 'n impulsspanning tussen die primêre winding en die grond toegepas word, hang die elektrostatiese impulsspanning op die sekondêre kant af van die verdeelde kapasiteite tussen windings en die grond, nie die spoelverhouding nie. Die oordra spannings t₂ tussen die sekondêre winding en

die grond is t₂ =&t₁(&: oordra/koppeling koeffisiënt; t₁: impulsspanning op die primêre-grond).

3 Enkelvase Transformators met Hoë Impulsspanningstandvermoë

'n Kragtransformator se spanningsowerdra koeffisiënt (t₂/t₁) is gewoonlik 0.2–0.9; 'n getoetsde transformator het 0.25 gehad.

Transformators ondergaan gerateerde donderflits-impulsspanningsstandvermoëtoetse per spanningsvlakke/nasionale standaarde. Hierdie produk (10 kV net, getoets by 15 kV) het geen skade gedoen nie. Spesiaal ontwerp, minimeer die hoë-impuls-spanningsstandvermoë-transformator sekondêre oorspanning, weerstaan donderflits-slags, blokkeer interferensiestrome, en verhoog elektriese prestasie. Getoets deur die Akademie vir Spoorwegwetenskappe, is sy spanningsowerdra koeffisiënt ≤ 1/200, wat die skokgolf-oorvoering van primêre na sekondêre onder 1/200 bring.

Effektief vir die beskerming van laagspanningstoerusting teen donderflits, vereis dit betroubare gronding (potensiaalverskille tydens donderflits kan toerusting beskadig; gronding van die omhulsel balanseer potensiaal, wat impulsspanning verminder). Impulsspanningsintrusiepadte na laagspanningstoerusting is kompleks (primêre/sekondêre/grondkant; een of gelyktydig). Betroubare gronding is krities.

4 Gevolgtrekking

Die enkelvase reeks transformator (met olie-reservoir, hoë impulsspanningsstandvermoë) verlaat tradisionele olie-reservoirstrukture, wat materiaalbesparing, maklike verwerkings, en aantreklike ontwerp behaal. Die enkelvase oliegedomp reeks (met olie-reservoir/volseelde) het hoë donderflits-impulsstandvermoë, verminder oorspanning, beskerm sekondêre toerusting, en verminder kraglyn-geluid vir kragverskaffing-donderflitsbeskerming.

Sedert die 1990's het baie soorte transformators oor spoorwegbure (waterkragsignaal/kragverskaffingsafdelings, ens.) geopereer, wat die meeste stasies, veral in donderflits-prone gebiede, dek. Bewys in donderstorme, bied hulle lae verlies, materiaalbesparings, energie-effektiwiteit, en betroubaarheid, wat die veiligheid van elektriese toerusting verseker. Met spoorwegmodernisering en tegnologiese vordering, sal hierdie transformators wyer gebruik sien.