Galios sistemose transformatoriai yra pagrindiniai įtampos konversijoms ir energijos perdavimui. Kritinis klausimas kyla:Ar transformatoriaus išėjimo įtampa esant visiškai apkrovai yra lygi jo vardinei įtampai?Galutinis atsakymas yrane, ir šiame straipsnyje paaiškinami pagrindiniai principai, remiami inžinerinių standartų ir kiekybine analize.
1. Nominalios įtampos apibrėžimas
Įvertinta įtampa (IEEE/IEC standartas):
Įvertinta įtampatransformatorius yra apibrėžiamas kaip joNe - Įkelkite išvesties įtampą(ty, antrinė įtampa, kai antrinė apvija yra atidaryta - grandinė). Pavyzdžiui, transformatorius, pažymėtas „400 V“, be apkrovos suteikia tiksliai 400 V.
Visas - apkrovos įtampa:
Esant pilnai - apkrovos sąlygoms, faktinė išėjimo įtampanukrypsta žemynDėl įgimtų nuostolių. Tai kiekybiškai įvertinamaĮtampos reguliavimas (VR).
2. Kodėl įtampa patenka į visą apkrovą
Pagrindinis veiksnys: transformatoriaus varža
Kiekvienas transformatorius turiVidinė varža(Zz), susidedantis iš:
Atsparumas (RR): Vario nuostoliai apvijose.
Nuotėkio reakcija (xx): Magnetinio srauto nutekėjimas.
Ši varža sukelia įtampos kritimą proporcingą apkrovos srovei:
ΔV=iload × (rcosϕ+xsinϕ) ΔV=iload × (rcosϕ+xsinϕ)
kur cosϕcos dėstė yra apkrovos galios koeficientas.
Įtampos reguliavimo formulė
Vr%= vr%=
Tipiškos VR vertės:
Paskirstymo transformatoriai:2–5%
Galios transformatoriai:5–10%
3. Praktinis pavyzdys
Apsvarstykite 1600 kVA aliejų - aušinamą transformatorių su:
Įvertinta ne - apkrovos įtampa: 400 V
Varža (zpuzpu): 4%
Apkrovos galios koeficientas: 0,8 atsilikimas
Skaičiavimas:
Vfull - apkrova=vno - apkrovos (vno - apkrova × zpu × cosϕ) {}}} - (400 × 0,04 × 0,8) {}}} {9} - (400 × 0,04 × 0,8) {}}}}} - (400 × 0,04 × 0,8) {}}}}} - (400 × 0,04 × 0,8) {}}}}} - (400 × 0,04 × 0,8) {}}}}} - (400 × 0,04 × 0,8) {}}}}} - (400 × 0,04 × 0,8) {}}}} - VVfull-load=Vno-load−(Vno-load×Zpu×cosϕ)=400−(400×0.04×0.8)=400−12.8=387.2 V
Įtampos reguliavimas:
VR%=400 - 387,2387,2 × 100%≈3,3%Vr%=387.2400 - 387,2 × 100%≈3,3%
Rezultatas: Išėjimo įtampa sumažėja iki387.2 V(–3,3%) esant pilnai apkrovai.
4. Švelninimo strategijos
Norėdami išlaikyti vardinę įtampą esant apkrovai:
a) Bakstelėkite keitiklius
- įkelkite „Tap Changer“ (OLTC):
Dinamiškai koreguoja pirminius posūkius, kad kompensuotų įtampos kritimą.
Pavyzdys: A +5% čiaupo padidėja antrinė įtampa 5%.
Išjungta - grandinės čiaupai:
Rankinis fiksuotos įtampos korekcijos koregavimas.
b) Automatiniai įtampos reguliatoriai (AVR)
Įdiekite išorines AVR sistemas (pvz., STATCOM), kad įšvirkščitumėte reaktyviąją galią ir stabilizuotumėte įtampą.
c) Dizaino optimizavimas
Mažesnės varžos transformatoriai (pvz., ZPU<4%Zpu<4%) reduce voltage drop but increase short-circuit currents.
5. Standartų atitiktis
IEEE C57.12.00:
"Įvertinta įtampa yra ne - apkrovos įtampa. Visa - apkrovos įtampa turi būti apskaičiuojama atimant varžos kritimą."
IEC 60076-1:
"Išėjimo įtampa po vardine apkrova gaunama iš NO - apkrovos įtampos atėmus įtampos kritimą."
6. Tikrosios - pasaulio padariniai
Tinklelio stabilumas: Įtampos kritimas turi įtakos jautrioms apkrovoms (pvz., Varikliams, pramoninėms mašinoms). Komunalinės paslaugos vykdo ± 5% įtampos nuokrypį (ANSI C84.1).
Transformatoriaus testavimas:
Įprasti testai matuoja ZPUZPU ir VR%, kad būtų galima patvirtinti projektavimo atitiktį.
Išvada
TransformatoriusNegalima išlaikyti savo vardinės įtampos visiškai apkrovaiDėl neišvengiamos varžos - sukeltų įtampos kritimų. Nukrypimas kiekybiškai įvertinamasĮtampos reguliavimas, paprastai 2–10%, atsižvelgiant į projektavimo ir apkrovos profilį. Norint sušvelninti TAP keitiklius, AVR sistemas ar žemą - varžos dizainą. Inžinieriai turi atsižvelgti į VR% planuojant sistemos planavimą, kad užtikrintų įtampos stabilumą pagal reguliavimo ribas.
