Mga transformer ng kapangyarihan - aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo
Kapag nagdadala ng kuryente sa malalayong distansya, ang prinsipyo ng pagbabago ay ginagamit upang mabawasan ang mga pagkalugi. Para sa layuning ito, ang koryente na nabuo ng mga generator ay pinapakain sa substation ng transpormer. Pinatataas nito ang amplitude ng boltahe na pumapasok sa linya ng kuryente.
Ang kabilang dulo ng linya ng paghahatid ay konektado sa input ng remote substation. Dito, ang boltahe ay nabawasan upang ipamahagi ang kuryente sa pagitan ng mga mamimili.
Sa parehong mga substation, ang mga espesyal na power supply device ay kasangkot sa pagbabago ng high-power na kuryente:
1. mga transformer;
2. mga autotransformer.
Mayroon silang maraming karaniwang mga tampok at katangian, ngunit naiiba sa ilang mga prinsipyo ng pagpapatakbo. Inilalarawan lamang ng artikulong ito ang mga unang disenyo kung saan ang paglipat ng kuryente sa pagitan ng mga indibidwal na coil ay dahil sa electromagnetic induction. Sa kasong ito, ang kasalukuyang at boltahe na harmonika na nag-iiba sa amplitude ay nagpapanatili ng dalas ng oscillation.
Ang mga transformer ay ginagamit upang i-convert ang mababang boltahe na alternating current sa isang mas mataas na boltahe (step-up na mga transformer) o isang mas mataas na boltahe sa isang mas mababang boltahe (step-down na mga transformer). Ang pinakalaganap ay ang mga power transformer para sa pangkalahatang aplikasyon para sa mga linya ng paghahatid at mga network ng pamamahagi. Ang mga power transformer sa karamihan ng mga kaso ay itinayo bilang mga kasalukuyang transformer na may tatlong yugto.
Mga katangian ng device
Ang mga power transformer sa kuryente ay naka-install sa pre-prepared stationary sites na may matibay na pundasyon. Maaaring i-install ang mga track at roller upang ilagay sa lupa.
Ang isang pangkalahatang view ng isa sa maraming uri ng mga power transformer na gumagana sa 110/10 kV voltage system at may kabuuang kapangyarihan na 10 MVA ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.
Ang ilang mga indibidwal na elemento ng pagtatayo nito ay binibigyan ng mga lagda. Sa mas detalyado, ang pag-aayos ng mga pangunahing bahagi at ang kanilang pag-aayos sa isa't isa ay ipinapakita sa pagguhit.
Ang isang core 9 ay naka-install sa loob ng tangke, kung saan inilalagay ang mga windings na may mababang boltahe na windings 11 at mataas na boltahe 10. Ang front wall ng transpormer ay 8. Ang mga terminal ng high voltage winding ay konektado sa mga input na dumadaan sa mga porselana na insulator 2.
Ang mga paikot-ikot para sa mababang boltahe na paikot-ikot ay konektado din sa mga wire na dumadaan sa mga insulator 3.Ang takip ay nakakabit sa itaas na gilid ng tangke at isang rubber gasket ang inilalagay sa pagitan ng mga ito upang maiwasan ang pagtagas ng langis sa magkasanib na pagitan ng tangke at ng takip. Dalawang hilera ng mga butas ang na-drill sa dingding ng tangke, ang mga tubo na may manipis na pader na 7 ay hinangin sa kanila, kung saan dumadaloy ang langis.
Sa takip ay may isang knob 1. Sa pamamagitan ng pag-ikot nito, maaari mong ilipat ang mga pagliko ng mataas na boltahe na coil upang ayusin ang boltahe sa ilalim ng pagkarga. Ang mga clamp ay hinangin sa takip, kung saan ang isang tangke 5, na tinatawag na isang expander, ay naka-mount.
Mayroon itong indicator 4 na may glass tube para sa pagsubaybay sa antas ng langis at isang plug na may filter 6 para sa komunikasyon sa nakapaligid na hangin. Ang transpormer ay gumagalaw sa rollers 12, ang mga axes na kung saan ay dumadaan sa mga beam na hinangin sa ilalim ng tangke .
Kapag ang malalaking alon ay dumadaloy, ang mga paikot-ikot na transpormador ay napapailalim sa mga puwersa na may posibilidad na mag-deform sa kanila. Upang madagdagan ang lakas ng windings, sila ay sugat sa insulating cylinders. Kung ang isang parisukat na strip ay inilalagay sa isang bilog, kung gayon ang lugar ng bilog ay hindi ganap na ginagamit. Samakatuwid, ang mga transformer rod ay ginawa gamit ang isang stepped cross-section sa pamamagitan ng pag-assemble mula sa mga sheet ng iba't ibang lapad.
Hydraulic diagram ng transpormer
Ang larawan ay nagpapakita ng isang pinasimple na komposisyon at pakikipag-ugnayan ng mga pangunahing elemento nito.
Ang mga espesyal na balbula at isang tornilyo ay ginagamit upang punan / patuyuin ang langis, at ang shut-off valve na matatagpuan sa ilalim ng tangke ay idinisenyo upang kumuha ng mga sample ng langis at pagkatapos ay isagawa ang pagsusuri ng kemikal nito.
Mga prinsipyo ng paglamig
Ang power transpormer ay may dalawang circuit ng sirkulasyon ng langis:
1. panlabas;
2. panloob.
Ang unang circuit ay kinakatawan ng isang radiator na binubuo ng mga upper at lower collectors na konektado ng isang sistema ng mga metal pipe. Ang pinainit na langis ay dumadaan sa kanila, na, na nasa mga linya ng nagpapalamig, lumalamig at bumalik sa tangke.
Ang sirkulasyon ng langis sa tangke ay maaaring gawin:
-
sa natural na paraan;
-
sapilitang dahil sa paglikha ng presyon sa sistema ng mga bomba.
Kadalasan, ang ibabaw ng tangke ay nadagdagan sa pamamagitan ng paglikha ng mga corrugations - mga espesyal na metal plate na nagpapabuti sa paglipat ng init sa pagitan ng langis at ng nakapalibot na kapaligiran.
Ang paggamit ng init mula sa radiator hanggang sa kapaligiran ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng pag-ihip ng system ng mga tagahanga o wala ang mga ito dahil sa libreng air convection. Ang sapilitang daloy ng hangin ay epektibong nagdaragdag ng pag-alis ng init mula sa kagamitan, ngunit pinapataas ang pagkonsumo ng enerhiya upang patakbuhin ang system. Maaari silang mabawasan katangian ng pag-load ng transpormer hanggang 25%.
Ang thermal energy na inilabas ng mga modernong high-power na transformer ay umaabot sa napakalaking halaga. Ang laki nito ay maaaring maiugnay sa katotohanan na ngayon, sa gastos nito, nagsimula silang magpatupad ng mga proyekto para sa pagpainit ng mga pang-industriyang gusali na matatagpuan sa tabi ng patuloy na pagpapatakbo ng mga transformer. Pinapanatili nila ang pinakamainam na kondisyon ng pagpapatakbo ng kagamitan, kahit na sa taglamig.
Kontrol ng antas ng langis sa transpormer
Ang maaasahang operasyon ng transpormer ay nakasalalay sa isang malaking lawak sa kalidad ng langis kung saan napuno ang tangke nito. Sa operasyon, dalawang uri ng insulating oil ay nakikilala: purong tuyo na langis, na ibinuhos sa tangke, at nagtatrabaho na langis, na nasa tangke sa panahon ng pagpapatakbo ng transpormer.
Ang pagtutukoy ng langis ng transpormer ay tumutukoy sa lagkit, kaasiman, katatagan, abo, nilalaman ng mga impurities sa makina, flash point, pour point, transparency.
Ang anumang abnormal na kondisyon ng pagpapatakbo ng transpormer ay agad na nakakaapekto sa kalidad ng langis, samakatuwid ang kontrol nito ay napakahalaga sa pagpapatakbo ng mga transformer. Ang pakikipag-usap sa hangin, ang langis ay moistened at oxidized. Maaaring alisin ang kahalumigmigan mula sa langis sa pamamagitan ng paglilinis gamit ang isang centrifuge o filter press.
Ang kaasiman at iba pang mga paglabag sa mga teknikal na katangian ay maaaring alisin lamang sa pamamagitan ng muling pagbuo ng langis sa mga espesyal na aparato.
Ang mga pagkabigo sa panloob na transpormer tulad ng mga depekto sa paikot-ikot, pagkabigo sa pagkakabukod, lokal na pag-init o "apoy sa bakal" atbp. ay humantong sa mga pagbabago sa kalidad ng langis.
Ang langis ay patuloy na nagpapalipat-lipat sa tangke. Ang temperatura nito ay nakasalalay sa isang buong kumplikadong mga kadahilanan na nakakaimpluwensya. Samakatuwid, ang dami nito ay nagbabago sa lahat ng oras, ngunit pinananatili sa loob ng ilang mga limitasyon. Ang tangke ng pagpapalawak ay ginagamit upang mabayaran ang mga paglihis ng dami ng langis. Ito ay maginhawa upang subaybayan ang kasalukuyang antas sa loob nito.
Ang tagapagpahiwatig ng langis ay ginagamit para dito. Ang pinakasimpleng mga aparato ay ginawa ayon sa pamamaraan ng mga sisidlan ng komunikasyon na may isang transparent na pader, na pre-graded sa mga yunit ng lakas ng tunog.
Ang pagkonekta ng naturang pressure gauge na kahanay sa tangke ng pagpapalawak ay sapat upang masubaybayan ang operasyon. Sa pagsasagawa, mayroong iba pang mga tagapagpahiwatig ng langis na naiiba sa prinsipyong ito ng pagkilos.
Proteksyon laban sa pagtagos ng kahalumigmigan
Dahil ang itaas na bahagi ng tangke ng pagpapalawak ay nakikipag-ugnay sa kapaligiran, ang isang air dryer ay naka-install sa loob nito, na pumipigil sa kahalumigmigan mula sa pagtagos sa langis at binabawasan ang mga dielectric na katangian nito.
Panloob na proteksyon sa pinsala
Ito ay isang mahalagang elemento ng sistema ng langis relay ng gas… Ito ay naka-install sa loob ng piping na kumukonekta sa pangunahing tangke ng transpormer sa tangke ng pagpapalawak. Samakatuwid, ang lahat ng mga gas na inilabas kapag pinainit ng langis at organikong pagkakabukod ay dumadaan sa lalagyan na may sensitibong elemento ng gas relay.
Itinakda ang sensor na ito mula sa operasyon para sa napakaliit, pinapayagang pagbuo ng gas, ngunit nati-trigger kapag tumaas ito sa dalawang yugto:
1. mag-isyu ng liwanag/tunog na senyales ng babala sa mga tauhan ng serbisyo para sa paglitaw ng isang malfunction kapag naabot ang itinakdang halaga ng unang halaga;
2. upang patayin ang power breakers sa lahat ng panig ng transpormer upang palabasin ang boltahe sa kaso ng marahas na gassing, na nagpapahiwatig ng simula ng malakas na proseso ng agnas ng langis at organic na pagkakabukod, na nagsisimula sa mga maikling circuit sa loob ng tangke.
Ang isang karagdagang pag-andar ng gas relay ay upang subaybayan ang antas ng langis sa tangke ng transpormer. Kapag bumaba ito sa kritikal na halaga, maaaring gumana ang proteksyon ng gas depende sa setting:
-
signal lamang;
-
upang patayin gamit ang isang senyas.
Proteksyon laban sa emergency pressure build-up sa loob ng tangke
Ang pipe ng paagusan ay naka-mount sa takip ng transpormer sa isang paraan na ang mas mababang dulo nito ay nakikipag-usap sa kapasidad ng tangke, at ang langis ay dumadaloy sa loob sa antas sa expander. Ang itaas na bahagi ng tubo ay tumataas sa itaas ng expander at umatras sa gilid, bahagyang nakayuko.Ang dulo nito ay hermetically sealed sa pamamagitan ng isang glass safety membrane, na masira sa kaganapan ng isang emergency na pagtaas sa presyon dahil sa paglitaw ng hindi natukoy na pag-init.
Ang isa pang disenyo ng naturang proteksyon ay batay sa pag-install ng mga elemento ng balbula na nagbubukas kapag tumaas ang presyon at nagsasara kapag inilabas ang mga ito.
Ang isa pang uri ay proteksyon ng siphon. Ito ay batay sa mabilis na pag-compress ng mga pakpak na may matalim na pagtaas sa gas. Bilang isang resulta, ang lock na humahawak sa arrow, na sa normal na posisyon nito ay nasa ilalim ng impluwensya ng isang naka-compress na spring, ay natumba. Ang pinakawalan na arrow ay sinisira ang lamad ng salamin at sa gayon ay pinapaginhawa ang presyon.
Diagram ng koneksyon ng power transpormer
Sa loob ng pabahay ng tangke ay matatagpuan:
-
balangkas na may upper at lower beam;
-
magnetic circuit;
-
mataas at mababang boltahe coils;
-
pagsasaayos ng mga paikot-ikot na sanga;
-
mababa at mataas na boltahe na gripo
-
sa ilalim ng mataas at mababang boltahe na bushings.
Ang frame, kasama ang mga beam, ay nagsisilbing mekanikal na i-fasten ang lahat ng mga bahagi.
Panloob na disenyo
Ang magnetic circuit ay nagsisilbi upang bawasan ang mga pagkalugi ng magnetic flux na dumadaan sa mga coils. Ito ay ginawa mula sa mga grado ng electrical steel gamit ang laminated method.
Ang kasalukuyang load ay dumadaloy sa mga phase windings ng transpormer. Ang mga metal ay pinili bilang mga materyales para sa kanilang produksyon: tanso o aluminyo na may isang bilog o hugis-parihaba na seksyon. Ang mga espesyal na tatak ng cable paper o cotton yarn ay ginagamit upang i-insulate ang mga liko.
Sa concentric windings na ginagamit sa mga power transformer, ang low voltage (LV) winding ay karaniwang inilalagay sa core, na napapalibutan ng high voltage (HV) winding sa labas.Ang pag-aayos ng mga windings, una, ay ginagawang posible na ilipat ang mataas na boltahe na paikot-ikot mula sa core, at pangalawa, pinapadali nito ang pag-access sa mga high-voltage na paikot-ikot sa panahon ng pag-aayos.
Para sa mas mahusay na paglamig ng mga coils, ang mga channel na nabuo sa pamamagitan ng insulating spacer at gaskets sa pagitan ng mga coils ay naiwan sa pagitan nila. Ang langis ay umiikot sa mga channel na ito, na, kapag pinainit, tumaas at pagkatapos ay bumaba sa mga tubo ng tangke, kung saan sila ay pinalamig.
Ang mga concentric coils ay sugat sa anyo ng mga cylinder na matatagpuan sa loob ng isa pa. Para sa mataas na boltahe na bahagi, ang isang tuluy-tuloy o multi-layer na paikot-ikot ay nilikha, at para sa mababang boltahe na bahagi, isang spiral at cylindrical na paikot-ikot.
Ang LV winding ay inilalagay nang mas malapit sa baras: ginagawa nitong mas madali ang paggawa ng isang layer para sa pagkakabukod nito. Pagkatapos ay ang isang espesyal na silindro ay naka-mount dito, na nagbibigay ng paghihiwalay sa pagitan ng mataas at mababang boltahe na gilid, at ang HV winding ay naka-mount dito.
Ang pamamaraan ng pag-install na inilarawan ay ipinapakita sa kaliwang bahagi ng larawan sa ibaba, na may concentric na pag-aayos ng mga windings ng transformer rod.
Ang kanang bahagi ng larawan ay nagpapakita kung paano inilalagay ang mga alternatibong windings, na pinaghihiwalay ng isang insulating layer.
Upang madagdagan ang elektrikal at mekanikal na lakas ng pagkakabukod ng mga windings, ang kanilang ibabaw ay pinapagbinhi ng isang espesyal na uri ng glyphthalic varnish.
Upang ikonekta ang mga windings sa isang gilid ng boltahe, ginagamit ang mga sumusunod na circuit:
-
mga bituin;
-
tatsulok;
-
zig-zag.
Sa kasong ito, ang mga dulo ng bawat coil ay minarkahan ng mga titik ng alpabetong Latin, tulad ng ipinapakita sa talahanayan.
Uri ng transformer Paikot-ikot na gilid Mababang boltahe Katamtamang boltahe Mataas na boltahe Simula dulo neutral Simula dulo neutral Simula dulo neutral Single-phase a x — Sa Ht — A x — Dalawang windings tatlong phase a NS 0 — — — A x 0 b Y B Y na may G ° C Z Tatlong windings tatlong phase a x Sa Ht A x b Y 0 YT 0 B Y 0 ° С Z Ht ° С Z
Ang mga terminal ng windings ay konektado sa kaukulang down conductors na naka-mount sa bushing insulator bolts na matatagpuan sa transpormer tank cover.
Upang mapagtanto ang posibilidad ng pagsasaayos ng halaga ng boltahe ng output, ang mga sanga ay ginawa sa mga windings. Ang isa sa mga variant ng mga control branch ay ipinapakita sa diagram.
Ang sistema ng regulasyon ng boltahe ay dinisenyo na may kakayahang baguhin ang nominal na halaga sa loob ng ± 5%. Upang gawin ito, kumpletuhin ang limang hakbang na 2.5% bawat isa.
Para sa mga transformer na may mataas na kapangyarihan, kadalasang ginagawa ang regulasyon sa isang high-voltage winding. Pinapasimple nito ang disenyo ng tap switch at nagbibigay-daan upang mapabuti ang katumpakan ng mga katangian ng output sa pamamagitan ng pagbibigay ng higit pang mga pagliko sa panig na iyon.
Sa multi-layer cylindrical coils, ang mga nagre-regulate na sanga ay ginawa sa labas ng layer sa dulo ng coil at matatagpuan sa simetriko sa parehong taas na may kaugnayan sa yoke.
Para sa mga indibidwal na proyekto ng mga transformer, ang mga sanga ay ginawa sa gitnang bahagi. Kapag gumagamit ng reverse circuit, ang kalahati ng paikot-ikot ay ginagawa sa kanang likaw at ang isa sa kaliwang likaw.
Ginagamit ang three-phase switch para ilipat ang mga gripo.
Mayroon itong sistema ng mga nakapirming contact, na konektado sa mga sanga ng mga coils, at mga movable, na nagpapalit ng circuit, na lumilikha ng iba't ibang mga electric circuit na may mga nakapirming contact.
Kung ang mga sanga ay ginawa malapit sa zero point, pagkatapos ay kinokontrol ng isang switch ang operasyon ng lahat ng tatlong phase nang sabay-sabay. Magagawa ito dahil ang boltahe sa pagitan ng mga indibidwal na bahagi ng switch ay hindi lalampas sa 10% ng linear na halaga.
Kapag ang mga gripo ay ginawa sa gitnang bahagi ng paikot-ikot, pagkatapos ay ang sarili nitong, indibidwal na switch ay ginagamit para sa bawat yugto.
Mga paraan ng pagsasaayos ng boltahe ng output
Mayroong dalawang uri ng switch na nagbibigay-daan sa iyong baguhin ang bilang ng mga pagliko sa bawat coil:
1. na may pagbabawas ng pagkarga;
2. sa ilalim ng pagkarga.
Ang unang paraan ay mas matagal upang makumpleto at hindi popular.
Ang pag-load ng switch ay nagbibigay-daan sa mas madaling pamamahala ng mga de-koryenteng network sa pamamagitan ng pagbibigay ng walang patid na kuryente sa mga nakakonektang consumer. Ngunit upang gawin ito, kailangan mong magkaroon ng isang kumplikadong disenyo ng switch, na nilagyan ng mga karagdagang pag-andar:
-
pagsasagawa ng mga paglipat sa pagitan ng mga sanga nang walang pagkagambala ng mga alon ng pag-load sa pamamagitan ng pagkonekta sa dalawang katabing mga contact sa panahon ng paglipat;
-
nililimitahan ang short-circuit current sa loob ng paikot-ikot sa pagitan ng mga nakakonektang gripo sa panahon ng sabay-sabay nilang pag-on.
Ang teknikal na solusyon sa mga problemang ito ay ang paglikha ng mga switching device na pinapatakbo ng remote control, gamit ang kasalukuyang-limitadong mga reactor at resistors.
Sa larawan na ipinakita sa simula ng artikulo, ang power transpormer ay gumagamit ng awtomatikong pagsasaayos ng output boltahe sa ilalim ng pagkarga sa pamamagitan ng paglikha ng isang disenyo ng AVR na pinagsasama ang isang relay circuit upang makontrol ang isang de-koryenteng motor na may isang actuator at mga contactor.
Prinsipyo at mga paraan ng pagpapatakbo
Ang pagpapatakbo ng isang power transformer ay batay sa parehong mga batas tulad ng sa isang maginoo na batas:
-
Ang isang electric current na dumadaan sa input coil na may time-varying harmonic ng mga oscillations ay nag-uudyok ng pagbabago ng magnetic field sa loob ng magnetic circuit.
-
Ang pagbabago ng magnetic flux na tumagos sa mga pagliko ng pangalawang coil ay nag-uudyok ng isang EMF sa kanila.
Mga mode ng operasyon
Sa panahon ng operasyon at pagsubok, ang power transformer ay maaaring nasa operating o emergency mode.
Mode ng pagpapatakbo na nilikha sa pamamagitan ng pagkonekta ng isang pinagmumulan ng boltahe sa pangunahing paikot-ikot at ang pagkarga sa pangalawa. Sa kasong ito, ang halaga ng kasalukuyang sa windings ay hindi dapat lumampas sa kinakalkula na pinahihintulutang mga halaga. Sa mode na ito, ang power transpormer ay dapat magbigay ng lahat ng mga mamimili na konektado dito sa loob ng mahabang panahon at mapagkakatiwalaan.
Ang isang variant ng operating mode ay ang walang-load at short-circuit na mga pagsubok upang suriin ang mga katangian ng kuryente.
Walang-load na nilikha sa pamamagitan ng pagbubukas ng pangalawang circuit upang patayin ang daloy ng kasalukuyang sa loob nito. Ito ay ginagamit upang matukoy:
-
Kahusayan;
-
salik ng pagbabago;
-
pagkalugi sa bakal dahil sa core magnetization.
Ang isang short-circuit na pagtatangka ay nilikha sa pamamagitan ng short-circuiting ang mga terminal ng pangalawang paikot-ikot, ngunit may isang underestimated boltahe sa input ng transpormer sa isang halaga na may kakayahang lumikha ng isang pangalawang rated kasalukuyang nang hindi lalampas dito.Ang pamamaraang ito ay ginagamit upang matukoy ang mga pagkalugi ng tanso.
Sa mga emergency mode, ang isang transpormer ay may kasamang anumang mga paglabag sa pagpapatakbo nito, na humahantong sa isang paglihis ng mga parameter ng pagpapatakbo sa labas ng mga limitasyon ng kanilang mga pinahihintulutang halaga. Ang isang maikling circuit sa loob ng windings ay itinuturing na partikular na mapanganib.
Ang mga emergency mode ay humahantong sa sunog ng mga de-koryenteng kagamitan at pag-unlad ng hindi maibabalik na mga kahihinatnan. Ang mga ito ay may kakayahang magdulot ng napakalaking pinsala sa sistema ng kuryente.
Samakatuwid, upang maiwasan ang mga ganitong sitwasyon, ang lahat ng mga power transformer ay nilagyan ng mga awtomatikong, proteksiyon at signaling device, na idinisenyo upang mapanatili ang normal na operasyon ng pangunahing loop at mabilis na idiskonekta ito mula sa lahat ng panig kung sakaling magkaroon ng malfunction.