Transformatoriaus varža

 

 

 

1.1 Impedance apibrėžimas

Apibrėžimas: Transformatoriaus varža reiškia pasipriešinimą, kurį jis patiria srovei, kai srovė teka per ją. Jį sudaro dvi dalys: pasipriešinimas ir indukcinis reaktyvumas. Varžybos dydis paprastai išreiškiamas procentine dalimi ir pažymėta transformatoriaus vardine plokštele.

sudedamoji dalis:

• Atsparumas (R): Tai yra transformatoriaus apvijos elektros laidininko pasipriešinimo dalis, kurią daugiausia lemia apvijos medžiaga ir ilgis. Atsparumas gali prarasti elektros energiją šilumos energijos pavidalu, kuris yra žinomas kaip vario praradimas.

• Indukcinis reaktyvumas (x): Ši varžos dalis kyla iš apvijos induktyvumo. Kai kintama srovė praeina per apviją, indukcinis reaktyvumas trukdys pakeisti srovę. Indukcinį reaktyvumą daugiausia lemia apvijų geometrinė struktūra ir nuotėkio magnetinis srautas tarp apvijų.

 

1.2 Impedance išraiškos režimas

Bendra varža paprastai išreiškiama sudėtinga forma ir susideda iš pasipriešinimo ir indukcinio reaktyvumo derinio.

Z=r+jx,  Tarp jų J yra įsivaizduojamas vienetas

Pastaba: varža nereiškia vienos aukštos įtampos ar žemos įtampos varžos, o veikiau sujungta aukštos įtampos varža iki žemos įtampos, atsparumo ir reaktyvumo, naudojamos apibūdinti transformatoriaus apvijų varžą tam tikroje veikiančioje būsenoje.

Pavyzdžiui, trijų ritinių transformatoriaus varža:

Aukšta įtampa - žema įtampa

Aukšta įtampa - vidutinės įtampos

Vidutinė įtampa - žema įtampa

 

 

2.1 Trumpojo jungimo varžos apibrėžimas

Apibrėžimas: Trumpojo jungimo varža transformatoriaus vardinės lentelės metu yra labai svarbus parametras, atspindintis transformatoriaus elektrines charakteristikas trumpojo jungimo sąlygomis. Trumpojo jungimo varža paprastai išreiškiama procentine dalimi (%z), parodant įtampos, kurią reikia pritaikyti pirminei apvijai, santykį, kad būtų sukurta vardinė srovė, kai antrinė transformatoriaus apvija yra trumpai sujungta su vardine pirminės apvijos įvertinta įtampa.

 

 

Formuluotė:

Trumpo jungimo varža () gali būti išreikšta tokia formule:

Tarp jų:

• yra įtampa, reikalinga, kad pirminė apvija pasiektų vardinę srovę, kai antrinė apvija yra trumpai sujungta.

• yra pirminės apvijos įvertinta įtampa.

Trumpo jungimo varžos reikšmė

 

2.2 Trumpojo jungimo varžos reikšmė

2.2.1 Ribokite trumpojo jungimo srovę

Trumpojo jungimo varža lemia transformatoriaus sukuriamos trumpojo jungimo srovės dydį, kai antrinė apvija yra trumpai sujungta. Trumpojo jungimo srovė yra didžiausia srovė, kuri gali atsirasti energijos sistemoje, ir ji gali sukelti rimtą grėsmę įrangos ir sistemų saugumui.

Kuo didesnė trumpojo jungimo varža, tuo mažesnė trumpojo jungimo srovė, padedanti apsaugoti transformatoriaus ir pasroviui esančią įrangą nuo pažeidimų, kuriuos sukelia per didelė trumpojo jungimo srovė.

Trumpo jungimo skaičiavimas

Pateikta: transformatoriaus vardinės plokštės talpa yra 100mVa, įtampa yra 132\/11 kV, o trumpojo jungimo varža-10%. Apskaičiuokite trumpojo jungimo srovę tiek aukštos, tiek žemos įtampos pusėse.

= trumpojo jungimo srovė

= Įvertinta srovė

Z%= trumpojo jungimo varža

 

Aukštos įtampos pusė:

 

Žemos įtampos pusė:

 

2.2.2 įtampos reguliavimas

Trumpo jungimo varža ir įtampos kritimas

Trumpojo jungimo varžos dydis tiesiogiai veikia transformatoriaus įtampos kritimą. Didesnė trumpojo jungimo varža reiškia, kad kai transformatorius yra apkrovoje, įtampos kritimas ant apvijų taip pat yra didesnis, o tai lemia didesnį išėjimo įtampos kritimą. Kitaip tariant, kuo didesnė trumpojo jungimo varža, tuo blogesnė įtampos reguliavimo efektyvumas, nes išėjimo įtampa svyruoja daugiau, kai krovinys keičiasi.

2.2.3 Lygiagretus veikimas

Kai keli transformatoriai veikia lygiagrečiai, trumpojo jungimo varžos dydis lemia kiekvieno transformatoriaus apkrovos dalį. Jei lygiagrečių transformatorių trumpojo jungimo varžos yra skirtingi, apkrova bus paskirstyta netolygiai

• Transformatorius su maža varža

Tai turės palyginti didelę apkrovą. Taip yra todėl, kad mažesnė varža reiškia mažesnį įtampos kritimą, todėl ji gali perduoti didesnę srovę, todėl didesnė apkrova.

• Transformatoriai, turintys didelę varžą

Tada jis turės mažesnę apkrovą. Taip yra todėl, kad didesnė varža sugeneruos didesnį įtampos kritimą, todėl bus mažesnė perduodama srovė, taigi mažesnė apkrova.

Viena iš lygiagrečių veikimo sąlygų yra ta, kad kelių transformatorių varžos yra vienodos.

Tarkime, kad lygiagrečiai veikia du transformatoriai:

Transformatoriaus A transformatoriaus varža yra 8%.

Transformatoriaus B transformatoriaus varža yra 10%.

Jei šie du transformatoriai veikia lygiagrečiai, dėl mažesnės A trumpojo jungimo varžos, tai turės didesnę apkrovą nei B. Pavyzdžiui, jei bendroji sistemos apkrova yra 1000 kVA, tada transformatorius gali būti 600 kVA, o transformatorius B-tik 400 kVA.

Šis nelygus apkrovos paskirstymas gali sukelti šias problemas:

• Perkrovos: Transformatoriai, turintys mažą varžą, gali būti perkraunami, o tie, kuriems yra didelė varža, gali būti šviesos apkrovos būsenoje.

• Mažas efektyvumas: Dėl netolygaus apkrovos paskirstymo visos sistemos veikimo efektyvumas gali sumažėti.

• Sutrumpinta gyvenimo trukmė: Transformatoriai, veikiantys perkrovos sąlygomis, gali patirti sutrumpintą gyvenimo trukmę dėl šiluminio įtempio ir pagreitinto senėjimo.

2.2.4 Apsaugos nustatymai

Trumpojo jungimo varža daro tiesioginį poveikį apsauginių prietaisų, tokių kaip relės ir grandinės pertraukikliai, nustatymui. Apsauginius įtaisus paprastai reikia nustatyti pagal trumpojo jungimo srovę, kad būtų užtikrinta, jog gedimus galima greitai ir efektyviai nukirsti, kai įvyksta trumpoji grandinė, taip sumažinant poveikį kitoms sistemos dalims.

Suprasti transformatoriaus trumpojo jungimo varžą yra naudinga kuriant tinkamus apsaugos parametrus, kad būtų užtikrintas sistemos saugumas ir patikimumas.

 

 

3.1 Didelės varžos pranašumas

• Apribokite trumpojo jungimo srovę

Transformatoriai, turintys didelę varžą, gali apriboti trumpojo jungimo srovės dydį, kai įvyksta trumpas jungimas. Tai padeda apsaugoti maitinimo sistemą ir įrangą ir sumažina gedimų poveikį sistemai.

• Lankstumas lygiagrečiai veikiant

Pertvarkos metu veikiantys transformatoriai, jei yra nedidelis varžos (bet pagrįsto diapazono) skirtumas (bet per pagrįstą diapazoną), lengviau paskirstyti apkrovą ir išvengti per didelės apkrovos koncentracijos vienam transformatoriui dėl per mažos varžos.

• Išlaidos gali būti palyginti mažos

Kai kuriuose dizainuose didėjanti varža gali sumažinti naudojamų apvijų medžiagų kiekį ir taip sumažinti gamybos sąnaudas.

 

3.2 Didelės varžos trūkumas

Įtampos reguliavimo efektyvumas yra prastas

Transformatoriai, turintys didelę varžą, patirs reikšmingų išėjimo įtampos svyravimų, kai pasikeis apkrova. Tai nepalanki apkrovoms, kurioms reikia stabilios įtampos, o įtampos kritimas yra palyginti didelis

Santykinai didelis energijos praradimas

Didesnė varža reiškia didesnį pasipriešinimą ir reaktyvumą, o tai gali sukelti didesnį energijos nuostolį ir sumažinti transformatoriaus efektyvumą.

 

3.3 Mažos varžos pranašumai

Jis turi gerą įtampos reguliavimo našumą

Transformatoriai, turintys mažą varžą, turi mažesnius išėjimo įtampos svyravimus, kai krovinys pasikeičia, ir gali suteikti stabilesnę įtampą. Tai labai svarbu prietaisams, jautriams įtampos svyravimams, tokiems kaip elektroniniai prietaisai ir duomenų centrai, kur įtampos kritimas yra palyginti mažas.

Didelis efektyvumas

Mažesnė varža reiškia mažesnį pasipriešinimą ir reaktyvumą, o tai paprastai lemia didesnį energijos vartojimo efektyvumą ir sumažina nuostolius veikimo metu.

 

3.4 Mažos varžos trūkumas

Trumpojo jungimo srovė yra palyginti didelė

Maža varža reiškia, kad įvykus trumpametražiui, srovė bus labai didelė, o tai gali padaryti didelę įtaką sistemai ir įrangai. Tam reikia sudėtingesnių ir brangesnių apsaugos priemonių.

Didelės gamybos išlaidos

Norint pasiekti mažą varžą, paprastai reikia naudoti daugiau medžiagų (tokių kaip storesni laidai ar didesnės šerdys) ir sudėtingesni gamybos procesai, o tai padidina sąnaudas.

 

3.5 Kompromisinis pasirinkimas

Praktiniuose pritaikymuose transformatorių dizaineriams paprastai reikia rasti pusiausvyros tašką tarp varžos dydžių.

Šis balanso taškas priklauso nuo:

• Powero sistemų apsaugos reikalavimai

Jei reikia griežtai valdyti trumpojo jungimo srovę, gali būti pasirinktas dizainas su didesne varža.

• Apkrovos įtampos stabilumo reikalavimai

Jei reikalinga labai stabili išėjimo įtampa, gali būti pasirinkta konstrukcija su mažesne varža.

• Išlaidų svarstymas

Remiantis veiklos reikalavimų tenkinimo prielaida, kaina dažnai yra svarbus sprendimų priėmimo veiksnys.

 

 

4.1 Testo tikslas

Trumpojo jungimo varžos ir apkrovos praradimo testas yra svarbus transformatorių testas, kuris naudojamas norint nustatyti transformatoriaus trumpojo jungimo varžą (%Z) ir apkrovos praradimą (ty vario praradimą) trumpos jungties sąlygomis. Šis testas gali pateikti svarbią transformatoriaus elektros būdingą informaciją konkrečiomis darbo sąlygomis, o tai yra naudinga norint patikrinti transformatoriaus projektavimo kokybę ir našumą.

• Išmatuokite trumpojo jungimo varžą (%Z)

Trumpojo jungimo varža atspindi bendrą transformatoriaus pasipriešinimo ir reaktyvumo poveikį ir yra labai svarbus vertinant transformatoriaus veikimą gedimo sąlygomis.

• Išmatuokite apkrovos nuostolius

Apkrovos nuostoliai (arba vario nuostoliai) yra galios nuostoliai, kuriuos sukelia transformatoriaus atsparumas apvijimui po vardine apkrova, kurią galima išmatuoti atliekant trumpojo jungimo varžos bandymus

 

4.2 Testo principas

Trumpojo jungimo varžos bandymas apima santykinai žemos įtampos taikymą pirminei apvijai (paprastai aukštos įtampos pusei) transformatoriui, trumpai sujungus antrinę apviją (paprastai žemos įtampos pusę) ir išmatuojant pirminės apvijos įtampą, srovę ir galią. Remiantis šiomis matavimo vertėmis, galima apskaičiuoti transformatoriaus trumpojo jungimo varžą ir apkrovos praradimą.

 

4.3 Bandymo procedūros

4.3.1 Bandymo paruošimas

Laidai: Trumpas jungimas antrinės (žemos įtampos pusės) apvija ir sujunkite pirminės pusės (aukštos įtampos pusės) apviją prie reguliuojamo maitinimo šaltinio.

Įrangos paruošimas: Prijunkite matavimo įtaisą, kad įrašytumėte parametrus, tokius kaip įtampa, srovė ir galia.

4.3.2 Taikoma įtampa

Palaipsniui padidinkite įtampą pirminėje pusėje nuo nulio, kol pirminės pusės srovė pasiekia vardinę srovę. Šiuo metu dėl trumpojo jungimo antrinėje pusėje įtampa turėtų būti artima nuliui.

4.3.3 matas

Įtampa: išmatuokite ir užfiksuokite įtampąiš pradinės pusės

Dabartinė: išmatuokite ir įrašykite srovęiš pradinės pusės

Galia: išmatuokite ir užfiksuokite įvesties aktyvią galią P, tai daugiausia apkrovos nuostoliai (vario nuostoliai).

4.4.4 Skaičiavimas

Skaičiavimo formulė Trumpojo jungimo varžos formulė:

Trumpojo jungimo varža (%Z) procentinė dalis:

Tarp jų,yra vardine transformatoriaus įtampa

Apkrovos praradimas (vario praradimas) reiškia išmatuotą galią P.

4.4.5 Bandymo sąlygos

Testai paprastai atliekami kambario temperatūroje, tačiau dėl didelės temperatūros įtakos apvijos atsparumui, faktiniams išmatuoti apkrovos nuostoliams gali prireikti taisymo temperatūros.

Bandymo metu taikoma įtampa yra palyginti žema. Tai turi pasiekti tik įvertintą srovę, o ne į vardinę įtampą, nes kai antrinė apvija yra trumpai sujungta, norint generuoti vardinę srovę, pakanka mažesnės įtampos.

4.4.6 Testo rezultatų analizė

Trumpo jungimo varžos vertė

Išmatuota trumpojo jungimo varžos vertė turėtų atitikti projektavimo vertę arba vardo lentelės vertę. Jei skirtumai yra reikšmingi, tai gali reikšti, kad kyla problemų projektuojant ar gamyboje.

Apkrovos praradimas

Išmatuotas apkrovos nuostolis (vario nuostolis) naudojamas transformatoriaus efektyvumui įvertinti viso apkrovos sąlygomis. Šis nuostolis turėtų būti skirtas dizaine nurodytą diapazoną.

4.4.7 reikšmė

Trumpojo jungimo varžos testas ne tik patikrina transformatoriaus projektavimo ir gamybos kokybę, bet ir pateikia pagrindinius duomenų apie sistemos gedimų analizę, apsaugos įrenginių nustatymą ir lygiagrečią transformatoriaus veikimą. Atlikdami šį bandymą inžinieriai gali užtikrinti transformatoriaus saugumą ir patikimumą faktiškai veikiant. Apibendrinant galima pasakyti, kad trumpojo jungimo varžos testas yra svarbus žingsnis siekiant užtikrinti, kad transformatorius atitiktų projektavimo specifikacijas ir galėtų saugiai bei efektyviai veikti.