Kasalukuyang mga transformer - prinsipyo ng pagpapatakbo at aplikasyon

Kapag nagtatrabaho sa mga sistema ng enerhiya, madalas na kinakailangan upang i-convert ang ilang mga de-koryenteng dami sa mga analogue na katulad ng mga ito na may mga proporsyonal na binagong halaga. Nagbibigay-daan ito sa iyo na gayahin ang ilang mga proseso sa mga electrical installation at ligtas na gumawa ng mga sukat.

Ang pagpapatakbo ng kasalukuyang transpormer (CT) ay batay sa ang batas ng electromagnetic inductiongumagana sa mga electric at magnetic field na nag-iiba sa anyo ng mga harmonika ng alternating sinusoidal magnitude.

Kino-convert nito ang pangunahing halaga ng kasalukuyang vector na dumadaloy sa circuit ng kuryente sa pangalawang pinababang halaga, na isinasaalang-alang ang proporsyonalidad ng modulus at eksaktong pagpapadala ng anggulo.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng kasalukuyang transpormer

Ang pagpapakita ng mga proseso na nagaganap sa panahon ng pagbabagong-anyo ng elektrikal na enerhiya sa loob ng transpormer ay ipinaliwanag ng diagram.

Ang kasalukuyang I1 ay dumadaloy sa power primary winding na may bilang ng mga pagliko w1, na nalampasan ang impedance Z1 nito.Ang isang magnetic flux F1 ay nabuo sa paligid ng coil na ito, na nakuha ng isang magnetic circuit na matatagpuan patayo sa direksyon ng vector I1. Tinitiyak ng oryentasyong ito ang kaunting pagkawala ng elektrikal na enerhiya kapag na-convert ito sa magnetic energy.

Ang pagtawid sa mga patayo na matatagpuan na mga liko ng paikot-ikot na w2, ang flux F1 ay nagpapahiwatig sa kanila ng isang electromotive na puwersa E2, sa ilalim ng impluwensya kung saan ang isang kasalukuyang I2 ay lumitaw sa pangalawang paikot-ikot, na pagtagumpayan ang impedance ng coil Z2 at ang konektadong output load na Zn. Sa kasong ito, ang isang boltahe drop U2 ay nabuo sa mga terminal ng pangalawang circuit.

Ang dami ng K1 ay tinatawag, na tinutukoy ng ratio ng mga vectors I1 / I2 transformation coefficient... Ang halaga nito ay itinakda sa panahon ng disenyo ng mga device at sinusukat sa mga yari na istruktura. Ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga tagapagpahiwatig ng mga tunay na modelo at ang mga kinakalkula na halaga ay sinusuri ng metrological na katangian - klase ng katumpakan ng isang kasalukuyang transpormer.

Sa aktwal na operasyon, ang mga halaga ng mga alon sa mga coils ay hindi pare-pareho ang mga halaga. Samakatuwid, ang koepisyent ng pagbabagong-anyo ay karaniwang ipinapahiwatig ng mga nominal na halaga. Halimbawa, ang kanyang expression na 1000/5 ay nangangahulugan na sa isang pangunahing operating kasalukuyang ng 1 kiloampere, 5 ampere load ay kumilos sa pangalawang pagliko. Ang mga halagang ito ay ginagamit upang kalkulahin ang pangmatagalang pagganap ng kasalukuyang transpormer na ito.

Ang magnetic flux F2 mula sa pangalawang kasalukuyang I2 ay binabawasan ang halaga ng flux F1 sa magnetic circuit. Sa kasong ito, ang pagkilos ng bagay mula sa transpormer Ф na nilikha sa loob nito ay tinutukoy ng geometric na pagsusuma ng mga vectors Ф1 at Ф2.

Mapanganib na mga kadahilanan sa panahon ng pagpapatakbo ng kasalukuyang transpormer

Kakayahang maapektuhan ng mataas na boltahe na potensyal sa kaso ng pagkabigo sa pagkakabukod

Dahil ang magnetic circuit ng TT ay gawa sa metal, may mahusay na kondaktibiti at magnetically na nag-uugnay sa mga insulated windings (pangunahin at pangalawa) sa bawat isa, mayroong mas mataas na panganib ng electric shock sa mga tauhan o pinsala sa kagamitan kung ang layer ng pagkakabukod ay nasira.

Upang maiwasan ang mga ganitong sitwasyon, ginagamit ang grounding ng isa sa mga pangalawang terminal ng transpormer upang maubos ang mataas na potensyal na boltahe sa kabuuan nito kung sakaling magkaroon ng mga aksidente.

Ang terminal na ito ay palaging minarkahan sa housing ng device at ipinahiwatig sa mga diagram ng koneksyon.

Ang posibilidad na maapektuhan ng isang mataas na boltahe na potensyal sa kaganapan ng isang pangalawang pagkabigo ng circuit

Ang mga konklusyon ng pangalawang paikot-ikot ay minarkahan ng «I1» at «I2», kaya ang direksyon ng mga alon na dumadaloy ay polar, nag-tutugma sa lahat ng mga paikot-ikot. Kapag gumagana ang transpormer, dapat silang palaging konektado sa pagkarga.

Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang kasalukuyang dumadaan sa pangunahing paikot-ikot ay may mataas na potensyal na kapangyarihan (S = UI), na binago sa isang pangalawang circuit na may mababang pagkalugi, at kapag ito ay nagambala, ang kasalukuyang bahagi ay bumababa nang husto sa mga halaga. ng pagtagas sa kapaligiran, ngunit sa parehong oras ang pagbaba ay makabuluhang pinatataas ang mga stress sa sirang seksyon.

Ang potensyal sa mga bukas na contact ng pangalawang paikot-ikot sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang sa pangunahing loop ay maaaring umabot ng ilang kilovolts, na lubhang mapanganib.

Samakatuwid, ang lahat ng mga pangalawang circuit ng kasalukuyang mga transformer ay dapat palaging secure na binuo at shunt short-circuit ay dapat palaging naka-install sa windings o core na tinanggal sa serbisyo.

Mga solusyon sa disenyo na ginagamit sa kasalukuyang mga circuit ng transpormer

Ang bawat kasalukuyang transpormer, bilang isang de-koryenteng aparato, ay idinisenyo upang malutas ang ilang mga problema sa panahon ng pagpapatakbo ng mga electrical installation. Ang industriya ay gumagawa ng isang malaking assortment ng mga ito. Gayunpaman, sa ilang mga kaso, kapag pinapabuti ang mga istruktura, mas madaling gumamit ng mga yari na modelo na may napatunayan na mga teknolohiya kaysa sa muling pagdidisenyo at paggawa ng mga bago.

Ang prinsipyo ng paglikha ng single-turn TT (sa primary circuit) ay basic at ipinapakita sa larawan sa kaliwa.

Narito ang pangunahing paikot-ikot, na natatakpan ng pagkakabukod, ay gawa sa isang tuwid na linya ng bus L1-L2 na dumadaan sa magnetic circuit ng transpormer, at ang pangalawa ay sugat na may mga pagliko sa paligid nito at konektado sa pagkarga.

Ang prinsipyo ng paglikha ng isang multi-turn CT na may dalawang core ay ipinapakita sa kanan. Dito kinukuha ang dalawang single-turn transformer kasama ang kanilang mga pangalawang circuit at isang tiyak na bilang ng mga pagliko ng power windings ay dumaan sa kanilang mga magnetic circuit. Sa ganitong paraan, hindi lamang ang kapangyarihan ay nadagdagan, ngunit ang bilang ng mga output konektado circuits ay karagdagang nadagdagan.

Ang tatlong prinsipyong ito ay maaaring baguhin sa iba't ibang paraan. Halimbawa, ang paggamit ng ilang magkatulad na coil sa paligid ng isang magnetic circuit ay laganap upang lumikha ng hiwalay, independiyenteng mga pangalawang circuit na gumagana nang autonomously. Ang mga ito ay tinatawag na nuclei. Sa ganitong paraan, ang proteksyon ng mga switch o linya (mga transformer) na may iba't ibang layunin ay konektado sa kasalukuyang mga circuit ng isang kasalukuyang transpormer.

Ang pinagsamang kasalukuyang mga transformer na may isang malakas na magnetic circuit, na ginagamit sa mga mode na pang-emergency ng kagamitan, at ang karaniwang isa, na idinisenyo para sa mga sukat sa mga parameter ng nominal na network, ay gumagana sa mga aparato ng power equipment.Ang mga coil na nakabalot sa rebar ay ginagamit para magpatakbo ng mga protective device, habang ang mga conventional coil ay ginagamit upang sukatin ang current o power / resistance.

Ang tawag sa kanila ay ganito:

• proteksiyon na mga coils na minarkahan ng index «P» (relay);

• pagsukat na ipinahiwatig ng mga numero ng metrological accuracy class na TT, halimbawa «0.5».

Ang mga proteksiyon na windings sa panahon ng normal na operasyon ng kasalukuyang transpormer ay nagbibigay ng pagsukat ng pangunahing kasalukuyang vector na may katumpakan na 10%. Sa halagang ito, tinatawag silang "sampung porsyento".

Mga error sa pagsukat

Ang prinsipyo ng pagtukoy sa katumpakan ng transpormer ay nagbibigay-daan sa iyo upang suriin ang katumbas na circuit na ipinapakita sa larawan. Sa loob nito, ang lahat ng mga halaga ng mga pangunahing dami ay kondisyon na nabawasan sa pagkilos sa pangalawang mga loop.

Ang katumbas na circuit ay naglalarawan ng lahat ng mga proseso na tumatakbo sa mga windings, na isinasaalang-alang ang enerhiya na ginugol sa magnetizing ang core gamit ang kasalukuyang I.

Ang vector diagram na binuo sa batayan nito (tatsulok na SB0) ay nagpapakita na ang kasalukuyang I2 ay naiiba sa mga halaga ng I'1 na may halaga ng I patungo sa amin (magnetization).

Kung mas malaki ang mga deviation na ito, mas mababa ang katumpakan ng kasalukuyang transpormer. Upang isaalang-alang ang mga error sa pagsukat ng CT, ipinakilala ang mga sumusunod na konsepto:

• kamag-anak kasalukuyang error na ipinahayag bilang isang porsyento;

• angular error na kinakalkula mula sa haba ng arko AB sa radians.

Ang ganap na halaga ng paglihis ng pangunahin at pangalawang kasalukuyang mga vector ay tinutukoy ng segment ng AC.

Ang mga karaniwang pang-industriya na disenyo ng kasalukuyang mga transformer ay ginawa upang gumana sa mga klase ng katumpakan na tinukoy ng mga katangian ng 0.2; 0.5; 1.0; 3 at 10%.

Praktikal na aplikasyon ng kasalukuyang mga transformer

Ang isang magkakaibang bilang ng kanilang mga modelo ay matatagpuan kapwa sa mga maliliit na elektronikong aparato na matatagpuan sa isang maliit na kaso at sa mga aparatong enerhiya na sumasakop sa mga makabuluhang dimensyon ng ilang metro. Hinati sila ayon sa mga katangian ng pagpapatakbo.

Pag-uuri ng kasalukuyang mga transformer

Sa pamamagitan ng kasunduan, nahahati sila sa:

• pagsukat, paglipat ng mga alon sa mga instrumento sa pagsukat;
• protektado, konektado sa kasalukuyang mga proteksiyon na circuit;
• laboratoryo, na may mataas na uri ng katumpakan;
• mga intermediate na ginagamit para sa muling pag-convert.

Kapag nagpapatakbo ng mga pasilidad, ginagamit ang TT:

• panlabas na panlabas na pag-install;

• para sa mga saradong pag-install;

• built-in na kagamitan;

• mula sa itaas - ipasok ang manggas;

• portable, na nagpapahintulot sa iyo na kumuha ng mga sukat sa iba't ibang lugar.

Sa pamamagitan ng halaga ng operating boltahe ng TT equipment mayroong:

• mataas na boltahe (higit sa 1000 volts);

• para sa mga nominal na halaga ng boltahe hanggang sa 1 kilovolt.

Gayundin, ang mga kasalukuyang transformer ay inuri ayon sa paraan ng mga materyales sa pagkakabukod, ang bilang ng mga hakbang sa pagbabagong-anyo at iba pang mga katangian.

Nakumpleto ang mga gawain

Ang mga panlabas na pagsukat ng kasalukuyang mga transformer ay ginagamit para sa pagpapatakbo ng mga de-koryenteng circuit para sa pagsukat ng elektrikal na enerhiya, mga sukat at proteksyon ng mga linya o power autotransformer.

Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng kanilang lokasyon para sa bawat yugto ng linya at ang pag-install ng mga pangalawang circuit sa terminal box ng 110 kV switchgear para sa power autotransformer.

Ang parehong mga gawain ay ginagawa ng kasalukuyang mga transformer ng panlabas na switchgear-330 kV, ngunit dahil sa pagiging kumplikado ng mas mataas na boltahe na kagamitan, mayroon silang mas malaking sukat.

Sa mga kagamitan sa kuryente, ang mga naka-embed na disenyo ng kasalukuyang mga transformer ay kadalasang ginagamit, na direktang inilalagay sa pambalot ng planta ng kuryente.

Mayroon silang pangalawang windings na may mga lead na inilagay sa paligid ng mataas na boltahe na bushing sa isang selyadong pabahay. Ang mga kable mula sa mga CT clamp ay dinadala sa mga terminal box na nakakabit dito.

Ang mga panloob na mataas na boltahe na kasalukuyang mga transformer ay kadalasang gumagamit ng espesyal na langis ng transpormer bilang isang insulator. Ang isang halimbawa ng naturang disenyo ay ipinapakita sa larawan para sa kasalukuyang mga transformer ng serye ng TFZM na idinisenyo upang gumana sa 35 kV.

Hanggang sa at kabilang ang 10 kV, ang mga solidong dielectric na materyales ay ginagamit para sa pagkakabukod sa pagitan ng mga windings sa paggawa ng kahon.

Isang halimbawa ng kasalukuyang transpormer na TPL-10 na ginagamit sa KRUN, saradong switchgear at iba pang uri ng switchgear.

Ang isang halimbawa ng pagkonekta sa pangalawang kasalukuyang circuit ng isa sa mga core ng proteksyon ng REL 511 para sa isang 110 kV circuit breaker ay ipinapakita gamit ang isang pinasimple na diagram.

Kasalukuyang transformer faults at kung paano hanapin ang mga ito

Ang isang kasalukuyang transpormer na konektado sa isang load ay maaaring masira ang electrical resistance ng pagkakabukod ng windings o ang kanilang conductivity sa ilalim ng impluwensya ng thermal overheating, aksidenteng mekanikal na impluwensya o dahil sa mahinang pag-install.

Sa mga kagamitan sa pagpapatakbo, ang pagkakabukod ay kadalasang nasira, na nagreresulta sa turn-to-turn short-circuiting ng windings (pagbawas sa transmitted power) o ang paglitaw ng mga leakage currents sa pamamagitan ng random na nilikha na mga short-circuit circuit.

Upang matukoy ang mga lugar ng hindi magandang kalidad na pag-install ng circuit ng kuryente, ang mga inspeksyon ng gumaganang circuit na may mga thermal imager ay pana-panahong isinasagawa.Batay sa kanila, ang mga depekto ng mga sirang contact ay agad na inalis, ang sobrang pag-init ng kagamitan ay nabawasan.

Ang kawalan ng pagsasara mula sa bawat pagliko ay sinuri ng mga espesyalista ng proteksyon ng relay at mga laboratoryo ng automation:

• pagkuha ng kasalukuyang-boltahe na katangian;

• singilin ang transpormer mula sa isang panlabas na mapagkukunan;

• mga sukat ng pangunahing mga parameter sa scheme ng pagtatrabaho.

Sinusuri din nila ang halaga ng koepisyent ng pagbabago.

Sa lahat ng mga gawa, ang ratio sa pagitan ng pangunahin at pangalawang kasalukuyang mga vector ay tinatantya ng magnitude. Ang kanilang mga anggulo deviations ay hindi ginanap dahil sa kakulangan ng mataas na katumpakan phase pagsukat aparato na ginagamit upang suriin ang kasalukuyang mga transformer sa metrological laboratoryo.

Ang mga pagsusuri sa mataas na boltahe ng mga katangian ng dielectric ay itinalaga sa mga espesyalista ng laboratoryo ng serbisyo ng pagkakabukod.